ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 - ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α Α1. δ, Α2. γ, Α3. δ , Α4. β, Α5. Δ ΘΕΜΑ Β Β1 1. Το κύριο ένζυμο αντιγραφής = DN A π ολ υμ ερ άσ η 2. Το κύριο ένζυμο της μεταγραφής = RN A π ολ υμ ερ άσ η = DN A ελ ικ άσ η = RN A π ολ υμ ερ άσ η = Πρι μ όσ ω μα = DN A δ ε σμ άσ η = Αντ ί στρ ο φ η με τα γ ρ α φά σ η = Υπ ο κι ν ητ ή ς 9. Μεταφέρει τη γενετική πληροφορία στα ριβοσώματα = Αγ γ ελ ια φ όρ ο R N A ( mR NA) 10. Αλληλουχία DNA όπου συνδέεται η πρωτεΐνη καταστολέας του οπερονίου λακτόζης = Χειρ ι στ ής 3. Ένζυμο που διασπά τους δεσμούς υδρογόνου στις θέσεις έναρξης της αντιγραφής 4. Ένζυμο που διασπά τους δεσμούς υδρογόνου σ’ ένα γονίδιο 5. Σύμπλοκο ενζύμων που συνθέτει μικρές αλληλουχίες RNA κατά την αντιγραφή του DNA 6. Ένζυμο που συνδέει τα τμήματα που προκύπτουν κατά την αντιγραφή του ευκαρυωτικού γονιδιώματος και κατά τη σύνθεση της ασυνεχούς αλυσίδας 7. Ένζυμο που συνθέτει DNA με καλούπι RNA 8. Αλληλουχία πολυμεράση DNA όπου συνδέεται η RNA Β2. Η αλληλουχία των βάσεων του mRNA καθορίζει την αλληλουχία των αμινοξέων στις πρωτεΐνες με βάση έναν κώδικα αντιστοίχισης νουκλεοτιδίων mRNA με αμινοξέα πρωτεϊνών, ο οποίος ονομάζεται γενετικός κώδικας. Ο γενετικός κώδικας είναι συνεχής, δηλαδή το mRNA διαβάζεται συνεχώς ανά τρία νουκλεοτίδια χωρίς να παραλείπεται κάποιο νουκλεοτίδιο. Ο γενετικός κώδικας είναι μη επικαλυπτόμενος, δηλαδή κάθε νουκλεοτίδιο ανήκει σε ένα μόνο κωδικόνιο. Β3. Κατά την έναρξη της μετάφρασης το mRNA προσδένεται, μέσω μιας αλληλουχίας που υπάρχει στην 5' αμετάφραση περιοχή του, με το ριβοσωμικό RNA της μικρής υπομονάδας του ριβοσώματος, σύμφωνα με τους κανόνες της συμπληρωματικότητας των βάσεων. Το πρώτο κωδικόνιο του mRNA είναι πάντοτε AUG και σ' αυτό προσδένεται το tRNA που φέρει το αμινοξύ μεθειονίνη. Το σύμπλοκο που δημιουργείται μετά την πρόσδεση του mRNA στη μικρή υπομονάδα του ριβοσώματος και του tRNA που μεταφέρει τη μεθειονίνη ονομάζεται σύμπλοκο έναρξης της πρωτεϊνοσύνθεσης. Β4. Ο γενετικός κώδικας είναι σχεδόν καθολικός. Όλοι οι οργανισμοί έχουν τον ίδιο γενετικό κώδικα. (Αυτό πρακτικά σημαίνει ότι το mRNA από οποιονδήποτε οργανισμό μπορεί να μεταφραστεί σε εκχυλίσματα φυτικών, ζωικών ή βακτηριακών κυττάρων in vitro και να παραγάγει την ίδια πρωτεΐνη). Τα ριβοσώματα, επίσης, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως θέση μετάφρασης για οποιοδήποτε mRNA. Αυτό εξηγεί γιατί τα βακτήρια μπορούν να χρησιμοποιηθούν σαν «εργοστάσια παραγωγής ανθρώπινων πρωτεϊνών». Γκανά Αγγελική ΘΕΜΑ Γ Γ1. Γ2. Ο υποκινητής είναι αλληλουχία DNA που βρίσκεται πριν την αρχή κάθε γονιδίου. Στον υποκινητή συνδέεται η RNA πολυμεράση (με τη βοήθεια μεταγραφικών παραγόντων) προκειμένου να ξεκινήσει η διαδικασία μεταγραφής του γονιδίου. Η πρόσδεση αυτή προκαλεί τοπικό ξετύλιγμα στο DNA, και η RNA πολυμεράση αρχίζει να συνθέτει RNA με βάση τον κανόνα της συμπληρωματικότητας με πρότυπο τη μία αλυσίδα του γονιδίου που είναι η μη κωδική. Η RNA πολυμεράση συνδέει τα ριβονουκλεοτίδια που προστίθενται το ένα μετά το άλλο με 3’ – 5’ φωσφοδιεστερικό δεσμό. Η μεταγραφή δηλαδή έχει προσανατολισμό 5’ 3’ όπως και η αντιγραφή. Σύμφωνα με τα παραπάνω η κατεύθυνση της μεταγραφής στο συγκεκριμένο γονίδιο είναι: Το RNA που παράγεται είναι συμπληρωματικό και αντιπαράλληλο με τη μη κωδική αλυσίδα, άρα η μη κωδική αλυσίδα σύμφωνα με τα παραπάνω είναι η Α. Η συμπληρωματική αλυσίδα της μη κωδικής είναι η κωδική, δηλαδή η Β. Γ3. Το πεπτίδιο που κωδικοποιεί το γονίδιο αυτό είναι: Η2Ν - Μεθειονίνη – φαινυλαλανίνη – τυροσίνη – προλίνη – βαλίνη – τρυπτοφάνη – COOH Κάθε αμινοξύ κωδικοποείται από μία τριπλέτα βάσεων (κωδικόνιο) του mRNA . Το mRNA μεταφράζεται από το 5’ προς το 3’ άκρο του. Άρα, τα κωδικόνια του mRNA από 5’ προς 3’ που κωδικοποιούν το πεπτίδιο αυτό είναι: 5’ AUG UUU UAU CCC GUG UGG 3’ Τα κωδικόνια αυτά θα πρέπει να εντοπίζονται και στην κωδική αλυσίδα του γονιδίου (την Β). Αυτό συμβαίνει επειδή το mRNA είναι συμπληρωματικό και αντιπαράλληλο με την μη κωδική αλυσίδα, συνεπώς έχει την ίδια αλληλουχία και προσανατολισμό με την κωδική, μόνο που η κωδική στη θέση της ουρακίλης (U) του mRNA περιέχει θυμίνη (T). Έτσι, ο όρος κωδικόνιο δεν αναφέρεται μόνο στο mRNA, αλλά και στην κωδική αλυσίδα του γονιδίου από το οποίο προέρχεται. Σύμφωνα με τα παραπάνω στην αλυσίδα Β (κωδική) πρέπει να εντοπίσουμε τα παραπάνω κωδικόνια. Η αλυσίδα Β (κωδική) είναι συμπληρωματική και αντιπαράλληλη της Α που μας έχει δοθεί . Επιπλέον, γνωρίζουμε ότι η 5’ αμετάφραστη περιοχή του mRNA και συνεπώς του γονιδίου περιλαμβάνει πέντε (5) βάσεις. Η αλληλουχία πριν την 5’ αμετάφραστη περιοχή της κωδικής αλυσίδας ανήκει στον υποκινητή, ο οποίος δεν μεταγράφεται. Άρα, η κωδική αλυσίδα στο γονίδιο αυτό έχει την αλληλουχία: 5’ CGTTT ATG TTT TAT TCGTT CCC GTG GCTTG TGG TGA TCAAT 3’ Οι υπογραμμισμένες τριπλέτες αντιστοιχούν στα κωδικόνια που κωδικοποιούν το πεπτίδιο. Το TGA αντιστοιχεί στο UGA του mRNA που είναι κωδικόνιο λήξης της μετάφρασης και δεν Γκανά Αγγελική κωδικοποιεί αμινοξύ. Οι ενδιάμεσες των κωδικονίων αλληλουχίες: 5’ TCGTT 3’ και 5’ GCTTG 3’ είναι εσώνια. Το mRNA που παράγεται από τη μεταγραφή γονιδίου που περιέχει εσώνια (ασυνεχές γονίδιο) είναι το πρόδρομο mRNA που περιέχει και εξώνια και εσώνια, και αφού είναι συμπληρωματικό της μη κωδικής θα έχει την αλληλουχία: 5’ CGUUU AUG UUU UAU UCGUU CCC GUG GCUUG UGG UGA UCAAU 3’ Το πρόδρομο mRNA μετατρέπεται σε ώριμο mRNA με τη διαδικασία της ωρίμανσης, κατά την οποία αποκόπτονται τα εσώνια και συρράπτονται τα εξώνια μεταξύ τους από μικρά ριβονουκλεοπρωτεϊνικά σωματίδια. Αυτά αποτελούνται από snRNA και πρωτεΐνες και λειτουργούν ως ένζυμα. Έτσι, σχηματίζεται το ώριμο mRNA που τελικά, αφού εγκαταλείψει τον πυρήνα, μεταφράζεται στα ριβοσώματα. Δηλαδή, η αλληλουχία του mRNA που μεταφράζεται τελικά στα ριβοσώματα θα είναι: 5’ CGUUU AUG UUU UAU CCC GUG UGG UGA UCAAU 3’ Γ3. I. 10.000 βάσεις βάσεις) (το mRNA είναι μονόκλωνο, άρα το μήκος του μετράται σε II. Εφόσον η πολυπεπτιδική αλυσίδα αποτελείται από 300 αμινοξέα, το mRNA έχει 301 κωδικόνια (στα οποία περιλαμβάνεται και το κωδικόνιο λήξης που δεν κωδικοποιεί αμινοξύ). Επειδή κάθε κωδικόνιο είναι μια τριπλέτα νουκλεοτιδίων, τα 301 κωδικόνια αποτελούνται από 301×3=903 βάσεις. Επιπλέον, το ώριμο mRNA έχει και τις 5΄ και 3΄ αμετάφραστες περιοχές. Άρα, το μήκος του ώριμου μορίου mRNA είναι 903+450+300 = 1.653 βάσεις III. Το μήκος των εσωνίων είναι 10.000 – 1.653 = 8.347 ΘΕΜΑ Δ Δ1.(i) Το RNA που παράγεται είναι συμπληρωματικό και άρα αντιπαράλληλο της μη κωδικής αλυσίδας του γονιδίου (πάνω αλυσίδα), και συνεπώς θα έχει την αλληλουχία: 5΄GAUCGCUUAUUGCUGCAUUU 3΄ (ii) Παρατηρούμε ότι το RNA που παράγεται δεν διαθέτει κωδικόνιο έναρξης και λήξης που είναι απαραίτητα για τη διαδικασία της μετάφρασης. Συνεπώς, δεν μπορεί να είναι αγγελιαφόρο RNA (mRNA). Έτσι, μπορεί να είναι: Ριβοσωμικό RNA (rRNA). Τα μόρια αυτά συνδέονται με πρωτεΐνες και σχηματίζουν το ριβόσωμα, ένα «σωματίδιο» απαραίτητο για την πραγματοποίηση της πρωτεϊνοσύνθεσης. Μεταφορικό RNA (tRNA). Κάθε μεταφορικό RNA συνδέεται με ένα συγκεκριμένο αμινοξύ και το μεταφέρει στη θέση της πρωτεϊνοσύνθεσης. (Δεν μπορεί να είναι snRNA, αφού προέρχεται από προκαρυωτικό γονίδιο) Δ2. i. Εφόσον το mRNA αυτό έχει δύο κωδικόνια έναρξης και λήξης, έχει προέλθει από τη μεταγραφή δύο γονιδίων που είναι ομαδοποιημένα σε οπερόνιο. Τα γονίδια αυτά έχουν κοινό υποκινητή και μεταγράφονται σε ένα ενιαίο mRNA. Γκανά Αγγελική ii. iii. Το τμήμα του mRNA που κωδικοποιεί μία πολυπεπτιδική αλυσίδα αρχίζει με το κωδικόνιο έναρξης και τελειώνει με το κωδικόνιο λήξης. Άρα, από το mRNA αυτό παράγονται δύο πρωτεΐνες. Πρόκειται για ένζυμα που συμμετέχουν σε κοινή μεταβολική οδό, όπως η διάσπαση της λακτόζης, η βιοσύνθεση αμινοξέων κλπ. Αυτό ισχύει αφού τα γονίδια τέτοιων ενζύμων οργανώνονται σε οπερόνια. Δ3. i. Παρατηρούμε ότι και τα δύο πρωταρχικά τμήματα είναι συμπληρωματικά στην αλυσίδα 2. Συνεπώς, η αλυσίδα αυτή θα συντίθεται ασυνεχώς. Στην περίπτωση αυτή το πριμόσωμα συνθέτει τα πρωταρχικά RNA, τα οποία επιμηκύνουν στη συνέχεια οι DNA πολυμεράσες κατά την κατεύθυνση 5΄3΄ συνθέτοντας DNA κατά τμήματα. Αντίθετα, στην αλυσίδα που συντίθεται συνεχώς, το πριμόσωμα συνθέτει ένα πρωταρχικό RNA, το οποίο στη συνέχεια επιμηκύνουν οι DNA πολυμεράσες συνθέτοντας DNA με συνεχή τρόπο. Αυτό συμβαίνει επειδή οι DNA πολυμεράσες λειτουργούν μόνο προς καθορισμένη κατεύθυνση, τοποθετούν δηλαδή τα νουκλεοτίδια μόνο στο ελεύθερο 3΄άκρο κάθε αναπτυσσόμενης αλυσίδας. Επιπλέον, οι νεοσυντιθέμενες αλυσίδες είναι αντιπαράλληλες με τις μητρικές. Για να ακολουθηθεί αυτός ο κανόνας σε κάθε τμήμα DNA που γίνεται αντιγραφή, ο ένας κλώνος συντίθεται συνεχώς και ο άλλος ασυνεχώς. i. το πρωταρχικό RNA που συντίθεται στη συνεχή αλυσίδα (αλυσίδα 1) είναι το : 5΄CCAUC 3’ Δ4. Γκανά Αγγελική
© Copyright 2024 Paperzz
