Monthly Archives: Απρίλιος 2012

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ΄ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ 2000

ΒΙΟΛΟΓΙΑΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΘΕΜΑ 1o

Στις ερωτήσεις 1-5, να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

1. Σε μια συνεχή καλλιέργεια η ανάπτυξη των μικροοργανισμών βρίσκεται διαρκώς σε:

α. λανθάνουσα φάση

β. στατική φάση

γ. εκθετική φάση

δ. φάση θανάτου

Mονάδες 5

2. Το πλασμίδιο Ti χρησιμοποιείται στη διαδικασία:

α. δημιουργίας διαγονιδιακών ζώων

β. δημιουργίας διαγονιδιακών φυτών

γ. παραγωγής ιντερφερόνης

δ. παραγωγής ινσουλίνης

Mονάδες 5

3. Στα προκαρυωτικά κύτταρα το γενετικό υλικό είναι:

α. γραμμικό δίκλωνο DNA

β. γραμμικό μονόκλωνο DNA

γ. κυκλικό δίκλωνο DNA

δ. κυκλικό μονόκλωνο DNA

Mονάδες 5

4. Στη μικροέγχυση χρησιμοποιούνται:

α. Τ-λεμφοκύτταρα

β. μετασχηματισμένα βακτήρια

γ. γονιμοποιημένα ωάρια ζώων

δ. καρκινικά κύτταρα

Mονάδες 5

5. Οι περιοριστικές ενδονουκλεάσες:

α. συμμετέχουν στην ωρίμανση του RNA

β. είναι απαραίτητες για την έναρξη της αντιγραφής

γ. συμμετέχουν στη μεταγραφή του DNA

δ. κόβουν το DNA σε καθορισμένες θέσεις

Mονάδες 5

ΘΕΜΑ 2o

Να απαντήσετε στις παρακάτω ερωτήσεις:

Α. Η διαδικασία της αντιγραφής του DNA χαρακτηρίζεται από μεγάλη ταχύτητα και ακρίβεια, που οφείλεται κυρίως στη δράση ενζύμων και συμπλόκων ενζύμων.

1. Ποια από τα παρακάτω συμμετέχουν στην αντιγραφή του DNA: DNA πολυμεράσες, DNA ελικάσες, περιοριστικές ενδονουκλεάσες, πριμόσωμα, επιδιορθωτικά ένζυμα, DNA δεσμάση;

Mονάδες 5

2. Να γράψετε ονομαστικά τα ένζυμα που παίρνουν μέρος στην επιδιόρθωση του DNA.

Mονάδες 5

B.

1. Πότε ένας μικροοργανισμός χαρακτηρίζεται υποχρεωτικά αερόβιος;

Mονάδες 5

2. Τι είναι το πολύσωμα;

Mονάδες 5

3. Ποια κωδικόνια ονομάζονται συνώνυμα;

Mονάδες 5

ΘΕΜΑ 3o

Η Βιοτεχνολογία συμβάλλει αποτελεσματικά στην έγκαιρη διάγνωση, πρόληψη και θεραπεία διαφόρων ασθενειών.

1. Να περιγράψετε τη διαδικασία παραγωγής μονοκλωνικών αντισωμάτων για ένα επιλεγμένο αντιγόνο.

Mονάδες 9

2. Να γράψετε τα βήματα που απαιτούνται για την παραγωγή μιας φαρμακευτικής πρωτεΐνης ανθρώπινης προέλευσης από ένα διαγονιδιακό ζώο.

Mονάδες 9

3. Να περιγράψετε τη διαδικασία παραγωγής των εμβολίων υπομονάδων.

Mονάδες 7

Ένα ανθρώπινο σωματικό κύτταρο έχει 46 χρωμοσώματα.

Α. 1. Πόσα μόρια DNA συνολικά υπάρχουν στα χρωμοσώματα του συγκεκριμένου κυττάρου, στα στάδια της μετάφασης της μίτωσης;

Mονάδες 2

2. Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.

Mονάδες 4

Β. Να περιγράψετε τις χαρακτηριστικές μορφές, με τις οποίες εμφανίζεται το γενετικό υλικό ενός ευκαρυωτικού κυττάρου, ανάλογα με το στάδιο του κυτταρικού κύκλου που βρίσκεται.

Mονάδες 9

Γ. Έστω ένα τμήμα μεταγραφόμενου κλώνου DNA με την ακόλουθη αλληλουχία βάσεων:

5΄ TCA CGG AAT TTC TAG CAT 3΄

1. Με δεδομένο ότι δε μεσολαβεί στάδιο ωρίμανσης, να γράψετε το m-RNA που θα προκύψει από τη μεταγραφή του παραπάνω τμήματος DNA, σημειώνοντας ταυτόχρονα τη θέση του 5΄ και 3΄ άκρου του m-RNA.

Mονάδες 3

2. Nα γραφούν τα αντικωδικόνια των t-RNA με τη σειρά που συμμετέχουν στη μετάφραση του παραπάνω m-RNA.

Mονάδες 7

 

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ 2000

ΘΕΜΑ 1o

Οι σωστές απαντήσεις είναι:

1. γ

Σημείωση: Η συνεχής καλλιέργεια μικροοργανισμών εμφανίζει συνήθως στην αρχή

λανθάνουσα φάση και κατόπιν ακολουθεί η εκθετική φάση.

2. β

3. γ

4. γ

5. δ

Σημείωση: Οι περιοριστικές ενδονουκλεάσες αναγνωρίζουν και κόβουν καθορισμένες δίκλωνες αλληλουχίες DNA τεσσάρων με οκτώ ζευγών νουκλεοτιδίων.

ΘΕΜΑ 2o

Α. 1. Όλα εκτός από τις περιοριστικές ενδονουκλεάσες. Η διαδικασία της αντιγραφής, όπως υποδηλώνεται από τη δομή της διπλής έλικας και τον ημισυντηρητικό μηχανισμό, φαίνεται απλή. Όμως, ύστερα από πολύχρονη ερευνητική μελέτη, διαπιστώθηκε ότι η διαδικασία στην πραγματικότητα είναι ιδιαίτερα πολύπλοκη. Τα κύτταρα διαθέτουν ένα σημαντικό «οπλοστάσιο» εξειδικευμένων ενζύμων και άλλων πρωτεϊνών, που λειτουργούν ταυτόχρονα και καταλύουν τις χημικές αντιδράσεις της αντιγραφής με μεγάλη ταχύτητα και με εκπληκτική ακρίβεια. Η αντιγραφή του DNA αρχίζει από καθορισμένα σημεία που ονομάζονται θέσεις έναρξης της αντιγραφής. Για να αρχίσει η αντιγραφή του DNA, είναι απαραίτητο να ξετυλιχθούν στις θέσεις έναρξης της αντιγραφής οι δύο αλυσίδες. Αυτό επιτυγχάνεται με τη βοήθεια ειδικών ενζύμων, που σπάζουν τους δεσμούς υδρογόνου μεταξύ των δύο αλυσίδων. Τα ένζυμα αυτά ονομάζονται DNA ελικάσες. Όταν ανοίξει η διπλή έλικα, δημιουργείται μια «θηλιά» η οποία αυξάνεται και προς τις δύο κατευθύνσεις. Τα κύρια ένζυμα που συμμετέχουν στην αντιγραφή του DNA ονομάζονται DNA πολυμεράσες. Επειδή τα ένζυμα αυτά δεν έχουν την ικανότητα να αρχίσουν την αντιγραφή, το κύτταρο έχει ένα ειδικό σύμπλοκο που αποτελείται από πολλά ένζυμα, το πριμόσωμα, το οποίο συνθέτει στις θέσεις έναρξης της αντιγραφής μικρά τμήματα RNA, συμπληρωματικά προς τις μητρικές αλυσίδες, τα οποία ονομάζονται πρωταρχικά τμήματα. DNA πολυμεράσες επιμηκύνουν τα πρωταρχικά τμήματα, τοποθετώντας συμπληρωματικά δεοξυριβονουκλεοτίδια απέναντι από τις μητρικές αλυσίδες του DNA. DNA πολυμεράσες επιδιορθώνουν επίσης λάθη που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια της αντιγραφής. Μπορούν, δηλαδή, να «βλέπουν» και να απομακρύνουν νουκλεοτίδια που οι ίδιες τοποθετούν, κατά παράβαση του κανόνα της συμπληρωματικότητας, και να τοποθετούν τα σωστά. Ταυτόχρονα DNA πολυμεράσες απομακρύνουν τα πρωταρχικά τμήματα RNA και τα αντικαθιστούν με τμήματα DNA. Kάθε νεοσυντιθέμενη αλυσίδα θα έχει προσανατολισμό 5΄→3΄. Έτσι, σε κάθε διπλή έλικα που παράγεται οι δύο αλυσίδες θα είναι αντιπαράλληλες. Για να ακολουθηθεί αυτός ο κανόνας σε κάθε τμήμα DNA που γίνεται η αντιγραφή, η σύνθεση του DNA είναι συνεχής στη μια αλυσίδα και ασυνεχής στην άλλη. Τα κομμάτια της ασυνεχούς αλυσίδας συνδέονται μεταξύ τους με τη βοήθεια ενός ενζύμου, που ονομάζεται DNA δεσμάση. Το ίδιο ένζυμο συνδέει και όλα τα κομμάτια που προκύπτουν από τις διάφορες θέσεις έναρξης αντιγραφής. Η αντιγραφή του DNA είναι απίστευτα ακριβής, μόνο ένα νουκλεοτίδιο στα 100.000 μπορεί να ενσωματωθεί λάθος. Τα λάθη που δεν επιδιορθώνονται από τις DNA πολυμεράσες, επιδιορθώνονται σε μεγάλο ποσοστό από ειδικά επιδιορθωτικά ένζυμα. Έτσι ο αριθμός των λαθών περιορίζεται στους ευκαρυωτικούς οργανισμούς στο ένα στα 1010!

Οι περιοριστικές ενδονουκλεάσες παράγονται από βακτήρια και ο φυσιολογικός τους ρόλος είναι να τα προστατεύουν από την εισβολή «ξένου» DNA. Οι περιοριστικές ενδονουκλεάσες αναγνωρίζουν και κόβουν σε συγκεκριμένες θέσεις ειδικές αλληλουχίες 4-8 νουκλεοτιδίων στο δίκλωνο DNA.

2. Τα ένζυμα που παίρνουν μέρος στην επιδιόρθωση του DNA είναι οι DNA πολυμεράσες και τα ειδικά επιδιορθωτικά ένζυμα.

Β. 1. Ο ρυθμός ανάπτυξης ενός πληθυσμού μικροοργανισμών, δηλαδή ο ρυθμός με τον οποίο διαιρούνται τα κύτταρα του, καθορίζεται από το χρόνο διπλασιασμού. Κάθε είδος μικροοργανισμού έχει χαρακτηριστικό χρόνο διπλασιασμού. Οι παράγοντες που επηρεάζουν το χρόνο διπλασιασμού και συνεπώς το ρυθμό ανάπτυξης των μικροοργανισμών, είναι η διαθεσιμότητα των θρεπτικών συστατικών, το pH, το Ο2 και η θερμοκρασία. Η παρουσία ή απουσία O2 μπορεί να βοηθήσει ή να αναστείλει την ανάπτυξη των μικροοργανισμών. Υπάρχουν μικροοργανισμοί που για την ανάπτυξή τους απαιτούν υψηλή συγκέντρωση O2 (υποχρεωτικά αερόβιοι) όπως τα βακτήρια του γένους Mycobacterium.

2. Η μετάφραση του mRNA, δηλαδή η αντιστοίχιση των κωδικονίων σε αμινοξέα και η διαδοχική σύνδεση των αμινοξέων σε πολυπεπτιδική αλυσίδα, πραγματοποιείται στα ριβοσώματα με τη βοήθεια των tRNA και τη συμμετοχή αρκετών πρωτεϊνών και ενέργειας. Ένα από τα στάδια της ρύθμισης της έκφρασης της γενετικής πληροφορίας σε επίπεδο μετάφρασης, είναι ότι πολλά ριβοσώματα μπορούν να μεταφράζουν ταυτόχρονα ένα mRNA, το καθένα σε διαφορετικό σημείο κατά μήκος του μορίου. Αμέσως μόλις το ριβόσωμα έχει μεταφράσει τα πρώτα κωδικόνια, η θέση έναρξης του mRNA είναι ελεύθερη για την πρόσδεση ενός άλλου ριβοσώματος. Το σύμπλεγμα των ριβοσωμάτων με το mRNA ονομάζεται πολύσωμα. Έτσι, η πρωτεϊνοσύνθεση είναι μία «οικονομική διαδικασία». Ένα κύτταρο μπορεί να παραγάγει μεγάλα ποσά μιας πρωτεΐνης από ένα ή από δύο αντίγραφα ενός γονιδίου.

3. Με τη μεταγραφή, οι πληροφορίες που βρίσκονται στα γονίδια μεταφέρονται στο mRNA με βάση τη συμπληρωματικότητα των νουκλεοτιδικών βάσεων. Η αλληλουχία των βάσεων του mRNA καθορίζει την αλληλουχία των αμινοξέων στις πρωτεΐνες με βάση ένα κώδικα αντιστοίχισης νουκλεοτιδίων mRNA με αμινοξέα πρωτεϊνών, ο οποίος ονομάζεται γενετικός κώδικας. Ο γενετικός κώδικας χαρακτηρίζεται ως εκφυλισμένος. Με εξαίρεση δύο αμινοξέα (μεθειονίνη και τρυπτοφάνη) τα υπόλοιπα 18 κωδικοποιούνται από δύο μέχρι και έξι διαφορετικά κωδικόνια. Τα κωδικόνια που κωδικοποιούν το ίδιο αμινοξύ ονομάζονται συνώνυμα.

ΘΕΜΑ 3o

1. Τα αντισώματα είναι πρωτεϊνικά μόρια, που παράγονται από τα Β-λεμφοκύτταρα του ανοσοποιητικού μας συστήματος, όταν ένα αντιγόνο (παθογόνος μικροοργανισμός, ιός ή ξένο υλικό) προσβάλλει τον οργανισμό. Τα αντισώματα αντιδρούν με το αντιγόνο και το εξουδετερώνουν.

Ο οργανισμός μας είναι ικανός να παράγει αντισώματα εναντίον κάθε ξένου αντιγόνου. Στην πραγματικότητα, ένα αντίσωμα αναγνωρίζει μόνο μία περιοχή του αντιγόνου, η οποία ονομάζεται αντιγονικός καθοριστής. Ένα μεγάλο αντιγόνο, π.χ. ένας μικροοργανισμός, έχει πολλούς αντιγονικούς καθοριστές γι’ αυτό παράγονται πολλά είδη αντισωμάτων εναντίον του.

Κάθε είδος αντισώματος που αναγνωρίζει ένα αντιγονικό καθοριστή παράγεται από μία ομάδα όμοιων Β-λεμφοκυττάρων, που αποτελούν ένα κλώνο. Τα αντισώματα που παράγονται από έναν κλώνο Β-λεμφοκυττάρων ονομάζονται μονοκλωνικά.

Τα μονοκλωνικά αντισώματα είναι πολύ σημαντικά στην Ιατρική και χρησιμοποιούνται ως διαγνωστικά για την ανίχνευση ασθενειών ή ως εξειδικευμένα φάρμακα εναντίον παθογόνων μικροοργανισμών ή ακόμη εναντίον καρκινικών κυττάρων. Ήταν, επομένως σημαντικό να γίνει δυνατή η παραγωγή τους στο εργαστήριο σε μεγάλες ποσότητες. Όμως τα Β-λεμφοκύτταρα δεν επιβιώνουν για πολύ έξω από το σώμα και δε μπορούν να διατηρηθούν σε κυτταροκαλλιέργειες. Την ιδιότητα αυτή την αποκτούν ύστερα από σύντηξη με καρκινικά κύτταρα. Τα υβριδικά κύτταρα που παράγονται ονομάζονται υβριδώματα και μπορούν να παράγουν μεγάλες ποσότητες ενός μονοκλωνικού αντισώματος. Η τεχνική της παραγωγής μονοκλωνικών αντισωμάτων αναπτύχθηκε το 1975 και ακολουθεί την εξής διαδικασία: Ένα επιλεγμένο αντιγόνο χορηγείται με ένεση σε ποντίκι και προκαλεί ανοσολογική αντίδραση με αποτέλεσμα να αρχίσει η παραγωγή αντισωμάτων από εξειδικευμένα Β-λεμφοκύτταρα. Ύστερα από δύο εβδομάδες αφαιρείται ο σπλήνας και απομονώνονται τα Β-λεμφοκύτταρα. Τα κύτταρα αυτά συντήκονται με καρκινικά κύτταρα και παράγονται τα υβριδώματα που παράγουν μονοκλωνικά αντισώματα. Τα υβριδώματα μπορούν να φυλάσσονται για μεγάλα χρονικά διαστήματα στην κατάψυξη (-80ο C) και να παράγουν οποιαδήποτε στιγμή το συγκεκριμένο μονοκλωνικό αντίσωμα σε μεγάλες ποσότητες.

2. Τα ζώα που έχουν υποστεί γενετική αλλαγή με τη χρήση μεθόδων της Γενετικής Μηχανικής ονομάζονται διαγονιδιακά. Τα διαγονιδιακά ζώα χρησιμοποιούνται για την παραγωγή χρήσιμων φαρμακευτικών πρωτεϊνών σε μεγάλη ποσότητα. Σήμερα είναι δυνατή η παραγωγή πρωτεϊνών, όπως η ινσουλίνη και η ανθρώπινη αυξητική ορμόνη, από βακτήρια. Οι πρωτεΐνες αυτές χρησιμοποιούνται για τη θεραπεία διαφόρων ασθενειών. Στις περισσότερες όμως περιπτώσεις οι πρωτεΐνες αυτές δεν είναι ακριβώς ίδιες με τις πρωτεΐνες του ανθρώπου, επειδή τα βακτήρια δε διαθέτουν τους μηχανισμούς τροποποίησης των πρωτεϊνών που διαθέτουν οι ευκαρυωτικοί οργανισμοί. Μια πολλά υποσχόμενη ιδέα είναι η παραγωγή φαρμακευτικών πρωτεϊνών από κύτταρα των μαστικών αδένων των ζώων, για παράδειγμα των προβάτων και των αγελάδων. Με αυτό τον τρόπο θα είναι δυνατή η συλλογή της πρωτεΐνης από το γάλα των ζώων. Αυτός ο τρόπος παραγωγής ονομάζεται παραγωγή φαρμακευτικών πρωτεϊνών από διαγονιδιακά ζώα (gene pharming). Συνοπτικά, θα μπορούσαμε να αναφέρουμε ότι τα βήματα που απαιτούνται για την παραγωγή μιας φαρμακευτικής πρωτεΐνης ανθρώπινης προέλευσης από ένα διαγονιδιακό ζώο είναι τα παρακάτω:

• Απομόνωση του ανθρώπινου γονιδίου που κωδικοποιεί τη φαρμακευτική πρωτεΐνη που μας ενδιαφέρει.

• Μικροέγχυση του γονιδίου στον πυρήνα ενός γονιμοποιημένου ωαρίου του ζώου.

• Τοποθέτηση του γενετικά τροποποιημένου ζυγωτού στη μήτρα ενήλικου ζώου για κυοφορία.

• Γέννηση του διαγονιδιακού ζώου.

• Διασταυρώσεις με σκοπό να περάσει η τροποποιημένη γενετική πληροφορία στους απογόνους.

• Παραγωγή, απομόνωση και καθαρισμός της φαρμακευτικής πρωτεΐνης.

3. Εκτός σημερινής εξεταστέας ύλης. Εντούτοις, το θέμα απαντάται στη σελ. 121 του σχολικού βιβλίου: “Η παραγωγή των εμβολίων-υπομονάδων … ως εμβόλιο.”.

ΘΕΜΑ 4o

Α. 1. Στο στάδιο της μετάφασης της μίτωσης θα υπάρχουν 92 μόρια DNA, σε ένα ανθρώπινο σωματικό κύτταρο που διαιρείται.

2. Στο στάδιο της μετάφασης της μίτωσης καθένα από τα 46 χρωμοσώματα του ανθρώπινου κυττάρου αποτελείται από δύο αδελφές χρωματίδες ενωμένες στο κεντρομερίδιο. Καθεμία από τις δύο αδελφές χρωματίδες του χρωμοσώματος συνιστά ένα μόριο DNA, όπως και κάθε ινίδιο χρωματίνης κατά τη μεσόφαση του κυτταρικού κύκλου αποτελεί ένα μόριο DNA. Όμως τα ινίδια της χρωματίνης διπλασιάζονται στη μεσόφαση κατά τη διάρκεια της αντιγραφής του DNA, συσπειρώνονται και εμφανίζονται ως αδελφές χρωματίδες των χρωμοσωμάτων στη μίτωση. Επομένως, στη μετάφαση το κάθε χρωμόσωμα αποτελείται από δύο μόρια DNA. Άρα στα 46 χρωμοσώματα συνολικά υπάρχουν 92 μόρια DNA.

Β. Αν παρατηρήσουμε το γενετικό υλικό ενός ευκαρυωτικού σωματικού κυττάρου, βλέπουμε ότι εμφανίζεται με διαφορετικές χαρακτηριστικές μορφές, ανάλογα με το στάδιο του κυτταρικού κύκλου. Κατά τη μεσόφαση το γενετικό υλικό έχει μικρό βαθμό συσπείρωσης και σχηματίζει δίκτυο ινιδίων χρωματίνης. Κατά συνέπεια τα ινίδια χρωματίνης δεν είναι ορατά ως μεμονωμένες δομές, με το οπτικό μικροσκόπιο. Με το τέλος της αντιγραφής κάθε ινίδιο χρωματίνης έχει διπλασιαστεί. Τα δύο αντίγραφα κάθε ινιδίου συνδέονται μεταξύ τους με μια δομή που ονομάζεται κεντρομερίδιο.

Ο όρος αδελφές χρωματίδες χρησιμοποιείται για να περιγράψει τα διπλασιασμένα χρωμοσώματα κατά το χρονικό διάστημα που είναι συνδεδεμένα στο κεντρομερίδιο. Στην κυτταρική διαίρεση οι αδελφές χρωματίδες συσπειρώνονται και, κατά το στάδιο της μετάφασης, αποκτούν μέγιστο βαθμό συσπείρωσης. Στο στάδιο αυτό ο υψηλός βαθμός συσπείρωσης καθιστά τα μεταφασικά χρωμοσώματα ευδιάκριτα και έτσι είναι εύκολο να παρατηρηθούν με το οπτικό μικροσκόπιο. Στο τέλος της κυτταρικής διαίρεσης προκύπτουν δύο νέα κύτταρα, γενετικά όμοια μεταξύ τους και με το αρχικό, αφού το καθένα περιέχει τη μία από τις δύο «πρώην» αδελφές χρωματίδες από κάθε χρωμόσωμα.

Θα μπορούσαμε να πούμε ότι τα ινίδια της χρωματίνης, τα χρωμοσώματα και οι χρωματίδες αποτελούν «διαφορετικές όψεις του ίδιου νομίσματος». Τα ινίδια της χρωματίνης διπλασιάζονται στη μεσόφαση και «μετατρέπονται» σε αδελφές χρωματίδες, οι οποίες γίνονται ευδιάκριτες στην κυτταρική διαίρεση. Κατά το τέλος της κυτταρικής διαίρεσης αποχωρίζονται πλήρως, αποσυσπειρώνονται σταδιακά και «μετατρέπονται» πάλι σε ινίδια χρωματίνης στο μεσοφασικό πυρήνα των νέων κυττάρων κ.ο.κ. Παρ’όλες όμως τις μορφολογικές αυτές μεταβολές η χημική σύσταση του γενετικού υλικού παραμένει αμετάβλητη.

Γ. 1. Με τη μεταγραφή, οι πληροφορίες που βρίσκονται στα γονίδια μεταφέρονται στο RNA με βάση τη συμπληρωματικότητα των νουκλεοτιδικών βάσεων. Η μεταγραφή του DNA σε mRNA γίνεται για τα γονίδια που κωδικοποιούν για πεπτίδια και πραγματοποιείται με προσανατολισμό 5΄→3΄, καθώς η RNA πολυμεράση συνθέτει το mRNA δημιουργώντας 3΄→5΄ φωσφοδιεστερικό δεσμό μεταξύ του τελευταίου ριβονουκλεοτιδίου του αναπτυσσόμενου mRNA και του επόμενου ριβονουκλεοτιδίου που πρόκειται να συνδεθεί με αυτό όπως καθορίζεται από τον κανόνα της συμπληρωματικότητας με τον μεταγραφόμενο (μη κωδικό) κλώνο του γονιδίου. Ο κλώνος λοιπόν του mRNA που παράγεται είναι αντιπαράλληλος με το μεταγραφόμενο κλώνο του DNA, εφόσον ο κλώνος του mRNA συντίθεται με προσανατολισμό 5΄→3΄, ο μεταγραφόμενος κλώνος του DNA “διαβάζεται” με προσανατολισμό από 3΄ προς το 5΄ άκρο ως προς τον υποκινητή του γονιδίου. Ξαναγράφουμε το τμήμα του μεταγραφόμενου κλώνου του DNA που δίνεται, από το άκρο 3΄ προς το άκρο 5΄.

DNA: 3΄ …TAC GAT CTT TAA GGC ACT… 5΄

Επομένως η αλληλουχία του παραγόμενου mRNA είναι:

mRNA: 5΄…AUG CUA GAA AUU CCG UGA… 3΄

(Παρατηρούμε το κωδικόνιο έναρξης 5΄AUG3΄ στη θέση της 1ης τριπλέτας και το κωδικόνιο λήξης 5΄UGA3΄ στη θέση της τελευταίας τριπλέτας).

2. Με τη μετάφραση του mRNA πραγματοποιείται αντιστοίχιση των κωδικονίων σε αμινοξέα και διαδοχική σύνδεση των αμινοξέων σε πεπτιδική αλυσίδα. Η μετάφραση πραγματοποιείται στα ριβοσώματα με τη βοήθεια των tRNA και τη συμμετοχή αρκετών πρωτεϊνών και ενεργείας. Κάθε μόριο tRNA που συμμετέχουν στη μετάφραση του συγκεκριμένου mRNA έχει μια ειδική τριπλέτα νουκλεοτιδίων, το αντικωδικόνιο, με την οποία προσδένεται, λόγω συμπληρωματικότητας, με το αντίστοιχο κωδικόνιο του mRNA.

Κάθε κωδικόνιο του mRNA έχει ένα συμπληρωματικό αντικωδικόνιο εκτός από το κωδικόνιο λήξης για το οποίο δεν υπάρχει αντικωδικόνιο και συνεπώς tRNA. Επομένως, τα αντικωδικόνια των tRNA που συμμετέχουν στη μετάφραση του συγκεκριμένου mRNA θα είναι (με τη σειρά των κωδικονίων του mRNA που αναγράφονται παραπάνω):

3΄UAC5΄, 3΄GAU5΄, 3΄CUU5΄, 3΄UAA5΄, 3΄GGC5΄

Advertisements

Διαγώνισμα προσομοίωσης Βιολογίας Θετικού Προσανατολισμού 2012

Ζήτημα 1ο
Μονάδες 25
Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμίας από τις παρακάτω προτάσεις 1-5 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στην λέξη ή φράση, η οποία συμπληρώνει σωστά την ημιτελή πρόταση. Επίσης να απαντήσετε σύντομα στις ερωτήσεις που ακολουθούν.
1. Οι «λείες» αποικίες των βακτηρίων στο πείραμα του Griffith το 1928, ξεχωρίζουν μορφολογικά από τις αποικίες του στελέχους που σχημάτιζε «αδρές» αποικίες
α. λόγω της ιδιότητάς τους να σκοτώνουν τα ποντίκια.
β. λόγω της παρουσίας ενός προστατευτικού καλύματος στα βακτήρια των λείων αποικιών.
γ. διότι οι αποικίες είναι ορατές με γυμνό οφθαλμό.
δ. όλα τα παραπάνω.
Μονάδες 2
Τι ορίζουμε ως αποικία;
Μονάδες 3
2. Κατά την επιμήκυνση της πρωτεϊνοσύνθεσης:
α. δημιουργείται το σύμπλοκο mRNA-μικρή υπομονάδα ριβοσώματος-tRNAmet.
β. σχηματίζεται ο πρώτος πεπτιδικός δεσμός του συγκεκριμένου μορίου της πεπτιδικής αλυσίδας.
γ. το tRNA κινείται κατά ένα κωδικόνιο κατά μήκος του mRNA.
δ. το mRNA μετακινείται κατά ένα κωδικόνιο κάθε φορά.
Μονάδες 2
Τι ορίζουμε ως κωδικόνιο, ποια μόρια νουκλεϊκών οξέων αφορά;
Μονάδες 3
3. Η ανάπτυξη της τεχνολογίας του ανασυνδυασμένου DNA έγινε εφικτή, λόγω
α. της απομόνωσης των περιοριστικών ενδονουκλεασών καθώς και ειδικών φορέων που μεταφέρουν DNA από κύτταρο σε κύτταρο.
β. της ανάπτυξης της Γενετικής Μηχανικής και της ανάπτυξης των μορίων ανιχνευτών.
γ. της απομόνωσης και χρήσης ενζύμων που παρέχουν την δυνατότητα της in vitro «αναπαραγωγής» των διαδικασιών αντιγραφής, αντίστροφης μεταγραφής και μετάφρασης.
δ. λόγω των επιλογών α και γ.
Μονάδες 2
Πότε ένα μόριο DNA είναι ανασυνδυασμένο; Πώς γίνεται δυνατή η αναπαραγωγή και η διαιώνιση αυτού του μορίου DNA;
Μονάδες 3
4. Η φαινοτυπική αναλογία 3 : 1
α. εμφανίζεται πάντοτε στην F2 γενεά κατά τις διασταυρώσεις μονοϋβριδισμού.
β. εμφανίζεται μόνο κατά τις διασταυρώσεις μονοϋβριδισμού μεταξύ ετερόζυγων ατόμων με το ίδιο ζεύγος αλληλόμορφων για κάθε άτομο.
γ. είναι δυνατό να εμφανίζεται τόσο κατά της διασταυρώσεις μονοϋβριδισμού όσο και κατά τις διασταυρώσεις διϋβριδισμού.
δ. εμφανίζεται πάντα κατά τις διασταυρώσεις μεταξύ ετερόζυγων ατόμων σε διασταυρώσεις μονοϋβρισισμού.
Μονάδες 2
Τι πληροφορίες μας προσφέρουν τα γενεαλογικά δένδρα;
Μονάδες 3
5. Ποια από τα παρακάτω δεν είναι μεταλλαξογόνοι παράγοντες στο σύνολό τους;
α. Οι ακτινοβολίες γ, α, Χ και η ηλιακή ακτινοβολία.
β. Η φορμαλδεΰδη, το βενζοπυρένιο (κυκλικός αρωματικός υδρογονάνθρακας).
γ. Η φαινυλαλανίνη, οι πουρίνες και ΑΑΤ.
δ. Η πενικιλλίνη, η καφεΐνη και η αιθυλική αλκοόλη. Μονάδες 2
Τι είναι ο καρκίνος; Ποιες κατηγορίες γονιδίων ευθύνονται για τον καρκίνο;
Μονάδες 3
Ζήτημα 2ο
Μονάδες 25
Να απαντήσετε στις παρακάτω ερωτήσεις.
1. Οι αρχικές μελέτες της ρύθμισης των γονιδίων έγιναν το 1961 από τους γάλλους επιστήμονες Jacob και Monod. Με τις μελέτες αυτές ανακαλύφθηκε ο τρόπος με τον οποίο το βακτήριο E.coli λύνει το πρόβλημα της τροφοδότησής του με άνθρακα και ενέργεια όταν αναπτύσσεται σε περιβάλλον με μοναδικό υδατάνθρακα την λακτόζη. Τι απέδειξαν οι ερευνητές για τη λειτουργία του βακτηρίου E.coli σε τέτοιο περιβάλλον;
Μονάδες 5
2. Το 1953 περιγράφηκε η δευτεροταγής δομή του DNA στους οργανισμούς. Περιγράψτε τα χαρακτηριστικά αυτής της δομής. Μονάδες 5
3. Ποια είναι τα απαραίτητα βήματα για την εργαστηριακή καλλιέργεια των μικροοργανισμών; Μονάδες 5
4. Το 1997 έγινε δυνατή η κλωνοποίηση ενός εξάχρονου πρόβατου. Περιγράψτε τα βήματα που ακολουθήθηκαν και αναφέρεται ποιες μπορεί να είναι οι προοπτικές της κλωνοποίησης.
Μονάδες 5
5. Ποιες δυνατότητες προσφέρει η αλληλουχία του ανθρώπινου γονιδιώματος στους τομείς της μελέτης της οργάνωσης και λειτουργίας του και στην ανάπτυξη μεθοδολογίας για τη διάγνωση και τη θεραπεία των ασθενειών.
Μονάδες 5
Ζήτημα 3ο
Μονάδες 25
Στο παρακάτω γενεαλογικό δένδρο μελετάται η ασθένεια του αλφισμού.


α. Να βρεθούν οι δυνατοί γονότυποι όλων των ατόμων της γενεαλογίας.
Μονάδες 8
β. Το ζευγάρι IV1 και IV2 πρόκειται να αποκτήσουν και τέταρτο παιδί. Με ποια πιθανότητα αυτό θα είναι αγόρι με φαινότυπο με πολύ ήπια συμπτώματα ή θα είναι κορίτσι που θα νοσεί από αλφισμό με φαινότυπο όμοιο με αυτό της δεύτερης αδελφής του;
Μονάδες 8
γ. Τι γνωρίζεται για την ασθένεια του αλφισμού; Τι σημαίνει ετερογένεια σε φαινοτυπικό επίπεδο και πώς ερμηνεύεται σε γονοτυπικό επίπεδο;
Μονάδες 9
Ζήτημα 4ο
Μονάδες 25
Οι παρακάτω αλληλουχίες DNA αφορούν τον γενετικό τόπο του γονιδίου που ελέγχει για την ασθένεια του αλφισμού. Η πρώτη αλληλουχία συνιστά το φυσιολογικό επικρατές αλληλόμορφο του γονιδίου.
α. Να εντοπίσετε την μετάλλαξη που έχει συμβεί σε καθένα από τα παθολογικά αλληλόμορφα που σας δίνονται.
Μονάδες 4
β. Να υποδείξετε, σύμφωνα με τη μετάλλαξη που φέρει κάθε αλληλόμορφο, ποιο αναμένεται να ευθύνεται:
Μονάδες 4
i. για την παντελή έλλειψη ενεργότητας του ενζύμου.
ii. για την πολύ περιορισμένη ενεργότητα του ενζύμου.
iii. για περιορισμένη ενεργότητα του ενζύμου.
iv. για τη μικρή αλλαγή στην στερεοδιάταξη του ενζύμου.
γ. Ποια είναι υποθετικά η φυσιολογική πρωτοταγή δομή του ενζύμου στο τμήμα που σας δίνεται;
Μονάδες 4
δ. Οι επιστήμονες ενδιαφέρονται να αναπτύξουν γονιδιακή θεραπεία για τον αλφισμό.
i. Ποιες είναι οι απαραίτητες προϋποθέσεις για την εφαρμογή της γονιδιακής θεραπείας;
Μονάδες 7
ii. Ποια μέθοδο θα πρέπει να ακολουθήσουν ex vivo ή in vivo; Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας.
Μονάδες 6
(Μεταξύ των σημείων Χ και Υ περιέχονται τα κωδικόνια που κωδικοποιούν για τα αμινοξέα του ενεργού κέντρου του ενζύμου.)

Print
Δίνονται τα κωδικόνια:

ATG -> Met

AAA -> Lys

TTT -> Phe

GAG -> Glu

CCC -> Pro

GAA -> Glu

TCA -> Ser

AGA -> Arg

TCC -> Ser

TTG -> Leu

Καλή Επιτυχία!