ΥΠΟΔΕΙΓΜΑΤΙΚΑ ΛΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΚΕΦ. 2ο 1. Δύο μόρια DΝΑ αποτελούνται το καθένα από 10.000 ζεύγη αζωτούχων βάσεων με 14Ν. Τα μόρια μεταφέρονται σε περιβάλλον με ραδιενεργά νουκλεοτίδια που 15 περιέχουν Ν και αντιγράφονται τρεις φορές. α. Πόσες αλυσίδες και πόσα νουκλεοτίδια με ραδιενεργό 15Ν θα υπάρχουν στα μόρια DΝΑ που θα προκύψουν; β. Ένα από τα μόρια που προέκυψαν από τον πρώτο διπλασιασμό μεταφέρεται σε 35 περιβάλλον με ραδιενεργό S, όπου και διπλασιάζεται δύο φορές. Πόσες αλυσίδες και 35 πόσα νουκλεοτίδια με ραδιενεργό S θα υπάρχουν στα μόρια που θα προκύψουν; Λύση α. Από κάθε μόριο DΝΑ μετά από κ αντιγραφές προκύπτουν 2κ+1 πολυπεπτιδικές αλυσίδες. κ+1 4 Κατά συνέπεια στην προκειμένη περίπτωση θα προκύψουν 2∙2 =2∙2 =32 πολυπεπτιδικές αλυσίδες (η καθεμιά θα αποτελείται από 10.000 αζωτούχες βάσεις), από τις οποίες όμως οι 32-4=28 πολυπεπτιδικές αλυσίδες θα έχουν ενσωματώσει στα νουκλεοτίδια τους το 15Ν (οι 4 αρχικές πολυπεπτιδικές αλυσίδες θα έχουν 14Ν). Ο αριθμός των νουκλεοτιδίων μετά και την τρίτη αντιγραφή θα είναι: 28∙10.000=280.000 β. Όπως είναι γνωστό το ραδιενεργό 35S δεν ενσωματώνεται στο DΝΑ. Κατά συνέπεια μετά τη μεταφορά και την αντιγραφή της πολυπεπτιδικής αλυσίδας σε περιβάλλον με ραδιενεργό 35 S καμιά νέα πολυπεπτιδική αλυσίδα και νουκλεοτίδιο δεν θα έχουν ενσωματώσει το ραδιενεργό αυτό στοιχείο. 2. Μία αλυσίδα DΝΑ γονιδίου, που κωδικοποιεί πεπτίδιο περιέχει την ακόλουθη αλληλουχία: 5΄ GGAGATGGTATGCGGCATTTAAAGAGC 3΄ α. Να γράψετε τη συμπληρωματική της και να βρεθεί ποια από τις δύο αλυσίδες είναι η μη κωδική. β. Να γράψετε το mRΝΑ και το ανοιχτό πλαίσιο ανάγνωσης. γ. Να γράψετε τα αντικωδικόνια του tRNA. δ. Να γράψετε το πεπτίδιο και να σημειώσετε το αμινικό και το καρβοξυλικό άκρο του. Λύση α. Η συμπληρωματική της αλυσίδα είναι η εξής: 3΄ CCTCTACCATACGCCGTAAATTTCTCG 5΄ Η μη κωδική αλυσίδα όπως είναι γνωστό έχει κατεύθυνση 3΄→5΄. Κατά συνέπεια αρχίζουμε να διαβάζουμε και τις δύο αλυσίδες με κατεύθυνση 3΄→5΄ αναζητώντας κωδικόνιο έναρξης και λήξης. 1η αλυσίδα (διαβάζουμε από δεξιά προς αριστερά): 3΄ CGAGAAATT TAC GGC GTA TGG TAG AGG 5΄ Βρέθηκε μόνο κωδικόνιο έναρξης. 2η αλυσίδα (διαβάζουμε από αριστερά προς τα δεξιά): 3΄ CCTC TAC CAT ACG CCG TAA ATT TCTCG 5΄ Υπάρχει κωδικόνιο έναρξης και κωδικόνιο λήξης. Κατά συνέπεια η 2η αλυσίδα είναι η μη κωδική. β. Το mRΝΑ που προκύπτει είναι το εξής: 5΄ GGAG AUG GUA UGC GGC AUU UAA AGAGC 3΄ Το ανοιχτό πλαίσιο ανάγνωσης αρχίζει με το κωδικόνιο έναρξης και σταματά στο κωδικόνιο πριν από το κωδικόνιο λήξης. Οπότε: 5΄ AUG GUA UGC GGC AUU 3΄ γ. Τα αντικωδικόνια του tRNA είναι συμπληρωματικά ως προς τα κωδικόνια του mRNA. Οπότε: 3΄UAC 5΄, 3΄CAU 5΄, 3΄ACG 5΄, 3΄CCG 5΄, 3΄UAA 5΄ δ. Με βάση το γενετικό κώδικα το πεπτίδιο που προκύπτει είναι το εξής: ΝΗ2-met-val-cys-gly-ile-COOH. 3. Μία αλυσίδα DΝΑ γονιδίου, που κωδικοποιεί πεπτίδιο περιέχει την ακόλουθη αλληλουχία: AATTATACAGAAATTTTGAGACTTTTGAGC Κωστανίκος Δημήτρης 1 Βιολόγος α. Να γράψετε τη συμπληρωματική της. β. Ποια από τις δύο αλυσίδες θα είναι η μη κωδική; Να τοποθετήσετε τα 5' και 3' άκρα των αλυσίδων αυτών. γ. Να γράψετε το mRΝΑ που προκύπτει από τη μεταγραφή του τμήματος αυτού. δ. Να γράψετε τα αντικωδικόνια του tRNA. ε. Να γράψετε το πεπτίδιο που προκύπτει από τη μετάφραση του mRΝΑ αυτού και να σημειώσετε το αμινικό και το καρβοξυλικό άκρο. Λύση α. Η συμπληρωματική της αλυσίδα είναι: TTAATATGTCTTTAAAACTCTGAAAACTCG β. Θα αναζητήσουμε τη μη κωδική αλυσίδα. η Αρχίζουμε να «διαβάζουμε» την 1 αλυσίδα από τα αριστερά προς τα δεξιά αναζητώντας κωδικόνιο έναρξης (3΄ TAC 5΄) και ένα από τα κωδικόνια λήξης (3΄ ATC 5΄, 3΄ ACT 5΄, 3΄ ATT 5΄) : AATTA TAC AGA AAT TTT GAG ACT TTTGAGC Υπάρχει κωδικόνιο έναρξης και κωδικόνιο λήξης. Αρχίζουμε να διαβάζουμε την 1η αλυσίδα από τα δεξιά προς τα αριστερά. CGAGTTTTCAGAGTTTTAAAGACATATTAA Δεν υπάρχει κωδικόνιο έναρξης. Αρχίζουμε να διαβάζουμε τη 2η αλυσίδα από τα αριστερά προς τα δεξιά. TTAATATGTCTTTAAAACTCTGAAAACTCG Δεν υπάρχει κωδικόνιο έναρξης. Αρχίζουμε να διαβάζουμε τη 2η αλυσίδα από τα δεξιά προς τα αριστερά. GCTCAAAAGTCTCAAAATTTCTGTATAATT Δεν υπάρχει κωδικόνιο έναρξης. Κατά συνέπεια μη κωδική είναι η 1η αλυσίδα από τα αριστερά προς τα δεξιά, οπότε τα άκρα του γονιδίου έχουν ως εξής: 3΄ AATTA TAC AGA AAT TTT GAG ACT TTTGAGC 5΄ 5΄ TTAAT ATG TCT TTA AAA CTC TGA AAACTCG 3΄ γ. Το mRΝΑ που προκύπτει είναι το εξής: 5΄ UUAAU AUG UCU UUA AAA CUC UGA AAACUCG 3΄ δ. Τα αντικωδικόνια του tRNA είναι συμπληρωματικά ως προς τα κωδικόνια του mRNA. Οπότε: 3΄ UAC 5΄, 3΄AGA 5΄, 3΄AAU 5΄, 3΄UUU 5΄, 3΄GAG 5΄ ε. Με βάση το γενετικό κώδικα το πεπτίδιο που προκύπτει είναι το εξής: ΝΗ2-met-ser-leu-lys-leu-COOH. 4. Δίνεται το παρακάτω τμήμα μορίου DNA βακτηριακού κυττάρου: 5΄AATTATGTCCAGCATGTGGTAGTAAGGATGCAGCAATGAAA3΄ 3'TTAATACAGGTCGTACACCATCATTC CTACGTCGTT ACTTT 5΄ α. Να εντοπιστούν τα γονίδια που περιέχει χωρίς να ληφθούν υπόψη οι 5΄ και 3΄ αμετάφραστες περιοχές. β. Να γραφούν τα mRNA που θα προκύψουν από το παραπάνω τμήμα DNA (να μην ληφθούν υπόψη οι 5΄ και 3΄ αμετάφραστες περιοχές). γ. Πόσα κωδικόνια περιέχει κάθε μόριο mRNA και πόσα διαφορετικά μόρια tRNA απαιτούνται για τη μετάφρασή του; δ. Να γραφούν οι αλληλουχίες των αμινοξέων των πεπτιδίων που συντίθενται από τη μετάφραση κάθε μορίου mRNA. ε. Πόσοι πεπτιδικοί δεσμοί δημιουργούνται σε κάθε πεπτίδιο; Λύση α. Προκειμένου να βρούμε τα γονίδια που περιέχονται στο παραπάνω τμήμα DNA, αναζητούμε τη μη κωδική αλυσίδα κατά τη φορά 3΄→5΄. Κωστανίκος Δημήτρης 2 Βιολόγος Αρχίζουμε να διαβάζουμε την 1η αλυσίδα από τα δεξιά προς τα αριστερά. 3΄ AAAGTAACGACGTAGGAATGATGGTG TAC GAC CTG TAT TAA 5΄ Βρέθηκε μόνο κωδικόνιο έναρξης. η Αρχίζουμε να διαβάζουμε τη 2 αλυσίδα από τα αριστερά προς τα δεξιά. 3΄ TTAA TAC AGG TCG TAC ACC ATC ATTCC TAC GTC GTT ACT TT 5΄ Υπάρχουν 2 κωδικόνια έναρξης και 2 κωδικόνια λήξης. Κατά συνέπεια θα υπάρχουν και 2 γονίδια τα οποία θα είναι τα εξής: Γονίδιο 1: 5΄ ATG TCC AGC ATG TGG TAG 3΄ κωδική 3΄ TAG AGG TCG TAG ACC ATC 5΄ μη κωδική Γονίδιο 2: 5΄ ATG CAG CAA TGA 3΄ κωδική 3΄ TAC GTC GTT ACT 5΄ μη κωδική β. mRNA (Για γονίδιο 1): 5΄ AUG UCC AGC AUG UGG UAG 3΄ mRNA (Για γονίδιο 2): 5΄ AUG CAG CAA UGA 3΄ γ. Το πρώτο mRNA περιέχει έξι κωδικόνια: πέντε κωδικόνια που κωδικοποιούν αμινοξέα και ένα κωδικόνιο λήξης της μετάφρασης για το οποίο δεν υπάρχει tRNA με αντικωδικόνιο. Το κωδικόνιο AUG υπάρχει και σε άλλη θέση εκτός από την έναρξη. Απαιτούνται λοιπόν τέσσερα διαφορετικά μόρια tRNA με αντικωδικόνια συμπληρωματικά των αντίστοιχων κωδικονίων (Τα UCC και AGC κωδικοποιούν το ίδιο αμινοξύ (ser), συνδέονται όμως με δ.Η με μόρια tRNA που ενώ μεταφέρουν το ίδιο αμινοξύ (ser) έχουν διαφορετικά αντικωδικόνια). Το δεύτερο mRNA περιέχει τέσσερα κωδικόνια: τρία κωδικόνια που κωδικοποιούν αμινοξέα και ένα κωδικόνιο λήξης. Για τη μετάφραση του δεύτερου μορίου mRNA απαιτούνται τρία διαφορετικά μόρια tRNA με αντικωδικόνια συμπληρωματικά των αντίστοιχων κωδικονίων (Τα CAG και CAA κωδικοποιούν το ίδιο αμινοξύ (gln), συνδέονται όμως με δ.Η με μόρια tRNA που ενώ μεταφέρουν το ίδιο αμινοξύ (gln) έχουν διαφορετικά αντικωδικόνια). δ. πεπτίδιο (1) : H2N - met - ser - ser - met - trp - COOH πεπτίδιο (2): H2N - met - gln - gln - COOH ε. Ο πεπτιδικός δεσμός δημιουργείται μεταξύ της καρβοξυλομάδας (-COOH) του πρώτου αμινοξέος και της αμινομάδας (-NH2) του δευτέρου αμινοξέος. Στη μετάφραση του πρώτου mRNA δημιουργούνται τέσσερις πεπτιδικοί δεσμοί και παράγεται ένα πενταπεπτίδιο, ενώ στη μετάφραση του δεύτερου mRNA δημιουργούνται δύο πεπτιδικοί δεσμοί και παράγεται ένα τριπεπτίδιο. 5. Δίνεται η αλληλουχία βακτηριακού τμήματος DNA: TTAGAGATGGCGGAGCATCAGCAGTGATAG AATCTCTACCGCCTCGTAGTCGTCACTATC α. Να γράψετε τα mRΝΑ, τα αντικωδικόνια και τα πεπτίδια που προκύπτουν. β. Όταν η αμινομάδα του 4ου αμινοξέος σχηματίζει πεπτιδικό δεσμό, να βρείτε πόσοι και ποιοι δεσμοί σπάνε. Λύση α. Θα αναζητήσουμε τη μη κωδική αλυσίδα. Αρχίζουμε να διαβάζουμε την 1η αλυσίδα από τα αριστερά προς τα δεξιά. TTAGAGATGGCGGAGCATCAGCAGTGATAG Δεν υπάρχει κωδικόνιο έναρξης. Αρχίζουμε να διαβάζουμε την 1η αλυσίδα από τα δεξιά προς τα αριστερά. GATAGTGACGAC TAC GAG GCG GTA GAG ATT Υπάρχει κωδικόνιο έναρξης και κωδικόνιο λήξης. Αρχίζουμε να διαβάζουμε τη 2η αλυσίδα από τα αριστερά προς τα δεξιά. AATCTC TAC CGC CTC GTA GTC GTC ACT ATC Υπάρχει κωδικόνιο έναρξης και κωδικόνιο λήξης. Αρχίζουμε να διαβάζουμε τη 2η αλυσίδα από τα δεξιά προς τα αριστερά. CTATCACTGCTGATGCTCCGCCATCTCTAA Κωστανίκος Δημήτρης 3 Βιολόγος Δεν υπάρχει κωδικόνιο έναρξης. Διακρίνουμε δύο περιπτώσεις: η η η η 1 περίπτωση: Η μη κωδική αλυσίδα είναι η 1 με το 5΄ άκρο αριστερά και το 3΄ δεξιά. Βακτηριακό DNA: 5΄ TTA GAG ATG GCG GAG CAT CAGCAGTGATAG 3΄ 3΄ AAT CTC TAC CGC CTC GTA GTCGTCACTATC 5΄ Μη κωδική αλυσίδα: 3΄ GATAGTGACGAC TAC GAG GCG GTA GAG ATT 5΄ mRNA: 5΄ CUAUCACUGCUG AUG CUC CGC CAU CUC UAA 3΄ Αντικωδικόνια: 3΄UAC 5΄, 3΄GAG 5΄, 3΄GCG 5΄, 3΄GUA 5΄, 3΄GAG 5΄ Πεπτίδιο: ΝΗ2-met-leu-arg-his-leu-COOH (5 αμινοξέα). 2 περίπτωση: Η μη κωδική αλυσίδα είναι η 2 με το 5΄ άκρο δεξιά και το 3΄ αριστερά. Βακτηριακό DNA: 5΄ TTAGAG ATG GCG GAG CAT CAG CAG TGA TAG 3΄ 3΄ AATCTC TAC CGC CTC GTA GTC GTC ACT ATC 5΄ Μη κωδική αλυσίδα: 3΄ AATCTC TAC CGC CTC GTA GTC GTC ACT ATC 5΄ mRNA: 5΄ UUAGAG AUG GCG GAG CAU CAG CAG UGA UAG 3΄ Αντικωδικόνια: 3΄UAC 5΄, 3΄CGC 5΄, 3΄CUC 5΄, 3΄GUA 5΄, 3΄GUC 5΄, 3΄GUC 5΄ Πεπτίδιο: ΝΗ2-met-ala-glu-his-gln-gln-COOH (6 αμινοξέα). β. Όταν η αμινομάδα του 4ου αμινοξέος σχηματίζει πεπτιδικό δεσμό τότε απομακρύνεται το tRNA του 3ου αμινοξέος. Τα δύο διαφορετικά πεπτίδια που σχηματίζονται έχουν ως 3ο αμινοξύ το ένα την arg και το άλλο το glu. Κατά συνέπεια και πάλι διακρίνουμε δύο περιπτώσεις: 1η περίπτωση: Στην περίπτωση που το 3ο αμινοξύ είναι η arg τότε κατά την απομάκρυνση του tRNA σπάει ο δεσμός μεταξύ του tRNA και της arg καθώς και οι δεσμοί που σχηματίζονται μεταξύ του κωδικονίου του mRNA και του αντικωδικονίου του tRNA, δηλαδή οι εννιά (9) δεσμοί υδρογόνου μεταξύ του κωδικονίου CGC και του αντικωδικονίου GCG. 2η περίπτωση Στην περίπτωση που το 3ο αμινοξύ είναι το glu τότε κατά την απομάκρυνση του tRNA σπάει ο δεσμός μεταξύ του tRNA και του glu καθώς και οι δεσμοί που σχηματίζονται μεταξύ του κωδικονίου του mRNA και του αντικωδικονίου του tRNA, δηλαδή οι οχτώ (8) δεσμοί υδρογόνου μεταξύ του κωδικονίου GAG και του αντικωδικονίου CUC. 6. Ένα γονίδιο ευκαρυωτικού κυττάρου αποτελείται από 2000 ζεύγη βάσεων. Το μήκος του ώριμου mRΝΑ, που προκύπτει από τη μεταγραφή του γονιδίου, είναι 480 νουκλεοτίδια και το πολυπεπτίδιο που κωδικοποιεί αποτελείται από 146 αμινοξέα. Να υπολογίσετε: α. Το ποσοστό των αζωτούχων βάσεων του γονιδίου που αποτελούν εσώνια. β. Το ποσοστό των βάσεων του γονιδίου που δεν μεταφράζονται σε αμινοξέα. Λύση α. Όπως είναι γνωστό για το πρόδρομο mRNA ισχύει: Βάσεις πρόδρομου mRNA= βάσεις μη κωδικής αλυσίδας DNA= βάσεις γονιδίου/2=4.000/2=2.000 βάσεις. Το ώριμο mRNA (480 νουκλεοτίδια) αποτελείται από εξώνια κατά συνέπεια η διαφορά μεταξύ πρόδρομου και ώριμου mRNA αντιπροσωπεύει τις βάσεις των εσωνίων. Οπότε τα εσώνια θα αποτελούνται από 2000-480=1520 βάσεις στο πρόδρομο mRNA οι οποίες θα αντιστοιχούν σε 1520 ζεύγη βάσεων στο γονίδιο και το ποσοστό τους θα είναι (1520/2000) ∙ 100%= 76%. Κωστανίκος Δημήτρης 4 Βιολόγος β. Η πολυπεπτιδική αλυσίδα που σχηματίζεται αποτελείται από 146 αμινοξέα τα οποία αντιστοιχούν σε 146∙3=438 βάσεις στο ώριμο mRNA. Η διαφορά 480-438=42 δείχνει τις βάσεις στις 5΄ και 3΄ αμετάφραστες περιοχές του ώριμου mRNA οι οποίες δεν εκφράζονται σε αμινοξέα. Άρα οι συνολικές βάσεις του πρόδρομου mRNA που δε μεταφράζονται σε αμινοξέα είναι 1520+42=1562 βάσεις που αντιστοιχούν σε 1562 ζεύγη βάσεων στο γονίδιο και το ποσοστό τους θα είναι (1562/2000) ∙ 100%= 78%. 7. Ένα γονίδιο περιέχει 8300 αζωτούχες βάσεις, το 32% των οποίων αντιστοιχεί σε εσώνια. Ποσοστό ίσο με το 14% των βάσεων του πρόδρομου mRΝΑ που προκύπτει από το γονίδιο αντιστοιχεί σε 5΄ και 3΄ αμετάφραστες περιοχές. Να βρείτε τον αριθμό των αμινοξέων της πρωτεΐνης που κωδικοποιείται από το γονίδιο. Λύση Βάσεις πρόδρομου mRNA= βάσεις μη κωδικής αλυσίδας DNA= βάσεις γονιδίου/2=8300/2=4.150 βάσεις. Τα εσώνια θα αντιστοιχούν σε 4.150 ∙32%= 1328 βάσεις και η 5΄ και 3΄ αμετάφραστη περιοχή σε 4.150 ∙14%=581 βάσεις. Το ώριμο mRNA θα αποτελείται από 4.150-1328-581=2241 βάσεις από τις οποίες προκύπτουν 2241/3=747 αμινοξέα. 8. Γονίδιο αποτελείται από 4800 ζεύγη βάσεων και περιέχει 32 εσώνια. Το mRΝΑ που μεταφέρεται στο κυτταρόπλασμα περιέχει το 20% των βάσεων του mRΝΑ που προκύπτει από τη μεταγραφή του γονιδίου και κωδικοποιεί πρωτεΐνη που αποτελείται από 301 αμινοξέα. Να υπολογίσετε: α. Τον αριθμό των βάσεων που αποτελούν τα εσώνια στο γονίδιο. β. Τον αριθμό των εξωνίων στο γονίδιο. γ. Πόσοι φωσφοδιεστερικοί δεσμοί σπάνε και πόσοι δημιουργούνται κατά τη διαδικασία της ωρίμανσης. δ. Τον αριθμό των βάσεων στις 5΄ και 3΄ αμετάφραστες περιοχές του mRΝΑ, δεδομένου ότι μετά τη σύνθεση της πρωτεΐνης αφαιρούνται 4 αμινοξέα. Λύση α. Βάσεις πρόδρομου mRNA= βάσεις μη κωδικής αλυσίδας DNA= βάσεις γονιδίου/2=9.600/2=4.800. Βάσεις ώριμου mRNA= 4.800 ∙20%=960 Το ώριμο mRNA αποτελείται από εξώνια κατά συνέπεια η διαφορά μεταξύ πρόδρομου και ώριμου mRNA αντιπροσωπεύει τις βάσεις των εσωνίων, δηλαδή 4.800-960= 3.840 βάσεις οι οποίες θα αντιστοιχούν σε 3.840 ζεύγη βάσεων στο γονίδιο δηλαδή 3.840 ∙2=7.680. β. Τα εσώνια είναι ενδιάμεσες αλληλουχίες των γονιδίων και ως εκ τούτου ενδιάμεσες αλληλουχίες στο πρόδρομο mRΝΑ. Αν ένα γονίδιο έχει x εσώνια, τότε έχει x + 1 εξώνια. Στη συγκεκριμένη περίπτωση το γονίδιο έχει 33 εξώνια. γ. Για την απομάκρυνση των x εσωνίων σπάνε 2x φωσφοδιεστερικοί δεσμοί, ενώ για τη συρραφή x εξωνίων δημιουργούνται x-1 φωσφοδιεστερικοί δεσμοί. Κατά συνέπεια για την απομάκρυνση 32 εσωνίων σπάνε 32 ∙2=64 φωσφοδιεστερικοί δεσμοί, ενώ για τη συρραφή 33 εξωνίων απαιτούνται 32 φωσφοδιεστερικοί δεσμοί. δ. Πριν τη μετα-μεταφραστική τροποποίηση της η πρωτεΐνη αποτελούνταν από 301+4=305 αμινοξέα τα οποία αντιστοιχούν σε 305∙3=915 βάσεις στο ώριμο mRNA. Άρα οι βάσεις της 5΄ και 3΄ αμετάφραστης περιοχής θα είναι 960-915=45 βάσεις. 9. Μια λειτουργική πρωτεΐνη αποτελείται από 157 αμινοξέα ενώ η αρχική πολυπεπτιδική αλυσίδα πριν την μετα-μεταφραστική της τροποποίηση είχε επιπλέον 12 αμινοξέα στο αμινικό της άκρο. Με δεδομένο ότι το ώριμο mRNA περιέχει 25 επιπλέον βάσεις από το ελάχιστο αριθμό που απαιτείται για την κωδικοποίηση της συγκεκριμένης πρωτεΐνης και ότι το γονίδιο είναι ασυνεχές και περιέχει 4 εσώνια με 50 ζεύγη βάσεων το καθένα, να βρεθεί το μήκος του γονιδίου που κωδικοποιεί τη συγκεκριμένη πρωτεΐνη. Λύση Η αρχική πρωτεΐνη είχε 157+12=169 αμινοξέα τα οποία κωδικοποιούνται από τον ελάχιστο αριθμό των 169+1 (κωδικόνιο λήξης)=170 κωδικονίων, δηλαδή από 170∙3=510 βάσεις. Ο αριθμός των βάσεων στο ώριμο mRNA θα είναι: 510+25=535 βάσεις. Τα εσώνια στο γονίδιο θα είναι συνολικά 200 ζεύγη βάσεων δηλαδή 400 βάσεις, ενώ στο πρόδρομο mRNA θα είναι 200 βάσεις. Κωστανίκος Δημήτρης 5 Βιολόγος Άρα ο αριθμός των βάσεων στο πρόδρομο mRNA θα είναι: 535+200=735 βάσεις. Οι βάσεις αυτές αντιστοιχούν σε 735 βάσεις της μη κωδικής αλυσίδας του γονιδίου και σε 735 ζεύγη βάσεων ή 1470 βάσεις στο γονίδιο. 10. Ένα πολυριβονουκλεοτίδιο παράγεται στο εργαστήριο από μείγμα που περιέχει G και C σε μοριακή αναλογία 4:1 αντίστοιχα. Δεδομένου ότι τα ριβονουκλεοτίδια συνδυάζονται τυχαία προς το σχηματισμό νουκλεϊκού οξέος, να βρείτε τα κωδικόνια που θα παρατηρηθούν σε αυτό το νουκλεϊκό οξύ και την αναμενόμενη συχνότητα του καθενός. Λύση Οι δύο αυτές βάσεις θα πρέπει να συνδυαστούν για να σχηματίσουν τριπλέτες (κωδικόνια) βάσεων. Ο πιθανός αριθμός των κωδικονίων είναι 23=8 κωδικόνια. Εφόσον στο μείγμα η αναλογία G:C είναι 4:1 αυτό συνεπάγεται ότι η πιθανότητα εμφάνισης της G είναι 4/5, ενώ η πιθανότητα εμφάνισης της C είναι 1/5. Τα κωδικόνια που θα μπορούσαν να προκύψουν και η πιθανότητα εμφάνισής τους φαίνονται στο παρακάτω πίνακα. Κωδικόνια Αναμενόμενη συχνότητα GGG 4/5∙4/5∙4/5=64/125 GCG 4/5∙1/5∙4/5=16/125 GGC 4/5∙4/5∙1/5=16/125 GCC 4/5∙1/5∙1/5=4/125 CCC 1/5∙1/5∙1/5=1/125 CGC 1/5∙4/5∙1/5=4/125 CCG 1/5∙1/5∙4/5=4/125 CGG 1/5∙4/5∙4/5=16/125 11. Από τη μετάφραση ενός μορίου mRNA προκύπτουν 4 διαφορετικά πολυπεπτίδια: Το Α με 73 αμινοξέα, το Β με 65 αμινοξέα, το Γ με 125 αμινοξέα και το Δ με 101 αμινοξέα. Ποιο είναι το ελάχιστο μήκος αυτού του μορίου του mRNA; Λύση Επειδή από ένα μόριο mRNA προκύπτουν 4 διαφορετικά πολυπεπτίδια αυτό σημαίνει ότι το mRNA αυτό προέρχεται από τη μεταγραφή τεσσάρων δομικών γονιδίων ενός οπερονίου που χαρακτηρίζει το γονιδίωμα ενός προκαρυωτικού οργανισμού. Κατά συνέπεια θα υπάρχουν και 4 κωδικόνια έναρξης και 4 κωδικόνια λήξης. Το ελάχιστο μήκος του συγκεκριμένου μορίου mRNA υπολογίζεται ως εξής: Πολυπεπτίδιο Α: Τα 73 αμινοξέα κωδικοποιούνται από τον ελάχιστο αριθμό των 73+1 (κωδικόνιο λήξης)=74 κωδικονίων τα οποία αντιστοιχούν σε 74∙3=222 βάσεις στο μόριο του mRNA. Πολυπεπτίδιο Β: Τα 65 αμινοξέα κωδικοποιούνται από τον ελάχιστο αριθμό των 65+1 (κωδικόνιο λήξης)=66 κωδικονίων τα οποία αντιστοιχούν σε 66∙3=198 βάσεις στο μόριο του mRNA. Πολυπεπτίδιο Γ: Τα 125 αμινοξέα κωδικοποιούνται από τον ελάχιστο αριθμό των 125+1 (κωδικόνιο λήξης)=126 κωδικονίων τα οποία αντιστοιχούν σε 126∙3=378 βάσεις στο μόριο του mRNA. Πολυπεπτίδιο Δ: Τα 101 αμινοξέα κωδικοποιούνται από τον ελάχιστο αριθμό των 101+1 (κωδικόνιο λήξης)=102 κωδικονίων τα οποία αντιστοιχούν σε 102∙3=306 βάσεις στο μόριο του mRNA. Ο ελάχιστος αριθμός βάσεων που θα πρέπει να υπάρχουν σε αυτό το μόριο mRNA για να προκύψουν τα 4 αυτά πολυνουκλεοτίδια είναι:222+198+378+306=1.104 βάσεις Κωστανίκος Δημήτρης 6 Βιολόγος
© Copyright 2024 Paperzz
