ΑΣΚΗΣΕΙΣ στο 2 ο κεφάλαιο

Transcript

1 ΑΣΚΗΣΕΙΣ στο 2 ο κεφάλαιο 1. Ένας κλώνος ενός γονιδίου προκαρυωτικού κυττάρου έχει την παρακάτω αλληλουχία βάσεων: AAAATGTATACGGGCGCTGATACGGCAAACCCACTCATGTAA Βρείτε: Α) την αλληλουχία των βάσεων του mrna που θα προκύψει από την µεταγραφή του γονιδίου, Β) τον αριθµό των αµινοξέων από τα οποία θα αποτελείται το πολυπεπτίδιο που κωδικοποιεί το παραπάνω. 2. Το πρώτο εξώνιο της µεταγραφόµενης αλυσίδας ενός γονιδίου έχει την παρακάτω αλληλουχία νουκλεοτιδίων: ΤΑC-GCG-ACG-GCA-ACT-GGT-CAT. Προσδιορίστε: α) τα άκρα της µεταγραφόµενης, β) τα κωδικόνια στο mrna γ) τα αντικωδικόνια του trna µε τη σειρά που χρησιµοποιήθηκαν κατά τη µετάφραση του αντίστοιχου τµήµατος του mrna και δ) τον αριθµό των αµινοξέων που κωδικοποιεί το εξώνιο αυτό 3. ίνεται η ακόλουθη αλληλουχία από το DNA ενός ευκαρυωτικού οργανισµού καθώς και τα µήκη (σε ζεύγη βάσεων) που αντιστοιχούν σε καθεµιά από τις περιοχές της: υποκινητής 5 αµετάφραστη εξώνιο 1 εσώνιο 1 εξώνιο 2 εσώνιο 2 εξώνιο 3 3 αµετάφραστη Αλ. Λήξ. Μετ α) Ποιος είναι ο ελάχιστος αριθµός νουκλεοτιδίων που απαιτούνται για το διπλασιασµό του συγκεκριµένου τµήµατος DNA; β) Ποιο είναι το µήκος του γονιδίου που περιέχεται στην αλληλουχία; Το µεταγράφεται µία φορά. γ) Πόσοι φωσφοδιεστερικοί δεσµοί υδρολύονται και πόσοι δηµιουργούνται από τα µικρά ριβονουκλεοπρωτεϊνικά σωµατίδια κατά την ωρίµανση του m RNA που προέκυψε; δ) Από πόσα µονοµερή αποτελείται το m RNA που µεταβαίνει στα ριβοσώµατα για να µεταφραστεί; ε) Πόσους πεπτιδικούς δεσµούς περιέχει η πολυπεπτιδική αλυσίδα αµέσως µετά τη σύνθεσή της στα ριβοσώµατα µετά τη µετάφραση του παραπάνω m RNA; 4. Για καθένα από τα παρακάτω γονίδια να βρεθεί ποια αλυσίδα είναι η µεταγραφόµενη. Να αιτιολογήσετε τις απαντήσεις σας. α) 3 5 υποκινητής 5 Αλυσίδα 1 3 Αλυσίδα 2 1

2 β) Αλυσίδα 1 5 Αλυσίδα 2 ιεύθυνση µεταγραφής του γονιδίου 5. Το τελευταίο εξώνιο της µεταγραφόµενης αλυσίδας ενός γονιδίου έχει την ακόλουθη αλληλουχία βάσεων: - AAT-ATA-CGT-CAA-AAG-CGC-CCG-GAC-CAC-AAC-GAC-ΑΤΤ - Nα βρείτε: α) Την αλληλουχία των βάσεων της κωδικής αλυσίδας β) Τα άκρα στην κάθε αλυσίδα γ) Την αλληλουχία των βάσεων του m RNA δ) Τη σειρά των αντικωδικονίων που θα χρησιµοποιηθούν κατά τη µετάφραση του παραπάνω m RNA ε) Τον αριθµό των αµινοξέων που θα περιέχει το αντίστοιχο τµήµα του πεπτιδίου που θα συντεθεί. 6. Η αιµοσφαιρίνη Α του ανθρώπου αποτελείται από 4 πολυπεπτιδικές αλυσίδες, δύο α όµοιες µεταξύ τους µε 141 αµινοξέα η καθεµία και 2 β όµοιες µεταξύ τους µε 146 αµινοξέα η καθεµία. Απαντήστε συνοπτικά στις ακόλουθες ερωτήσεις. α) Πόσα διαφορετικά γονίδια είναι υπεύθυνα για τη σύνθεση της αιµοσφαιρίνης Α; β) Πόσα γονίδια που κωδικοποιούν τη β πολυπεπτιδική αλυσίδα περιέχονται σε ένα λεµφοκύτταρο στην αρχή της µεσόφασης και πόσα στο τέλος της; γ) Πόσα γονίδια που κωδικοποιούν τη β πολυπεπτιδική αλυσίδα περιέχονται σε ένα ωάριο; δ) Σε ποια κύτταρα εκφράζονται τα γονίδια των αιµοσφαιρινών; ε) Θα µπορούσε το πρώτο αµινοξύ της α αλυσίδας να µην είναι µεθειονίνη; στ) Πόσα νουκλεοτίδια περιέχει η κωδικοποιούσα περιοχή σε κάθε mrna ; 7. ίνεται ολόκληρη η αλληλουχία του γονιδίου ενός πλασµιδίου, που κωδικοποιεί ένα µικρό πεπτίδιο: 5 -ATTCAGAGCTATTTAACGAATTCAGTGGACCACATGAGTTGC 3 3 TAAGTCTCGATAAATTGCTTAAGTCACCTGGTGTACTCAACG 5 Να απαντήσετε τα ερωτήµατα που ακολουθούν: 2

3 α. Ποια είναι η αλληλουχία των βάσεων στο τµήµα του γονιδίου που κωδικοποιεί την πολυπεπτιδική αλυσίδα; β. Ποια είναι η αλληλουχία του mrna που θα προκύψει από τη µεταγραφή του παραπάνω γονιδίου; Να σηµειώσετε τα άκρα του (να µη ληφθεί υπόψη η αλληλουχία λήξης της µεταγραφής). γ. Ποια είναι τα κωδικόνια του mrna και του γονιδίου; δ. Ποια είναι τα αντικωδικόνια των trna µε τη σειρά που θα χρησιµοποιηθούν κατά την πρωτεϊνοσύνθεση; 8. ίνεται η παρακάτω κωδική αλυσίδα ενός γονιδίου ATGGGCCCATGGATAGCTCCTCATATTGA α) Να βρεθεί η αλληλουχία της µεταγραφόµενης αλυσίδας β) Αν το πεπτίδιο που σχηµατίζεται είναι: µεθειονίνη- προλίνη- τρυπτοφάνη-σερίνη-σερίνη-τυροσίνη και µε τη χρήση του γενετικού κώδικα του σχολικού βιβλίου να βρείτε τον αριθµό και την αλληλουχία των εσωνίων που περιέχονται στο. ίνεται ότι τα σωµατίδια της ωρίµανσης σχηµάτισαν κατά τη συρραφή των εξωνίων δύο φωσφοδιεστερικούς δεσµούς. 9. Θ.Ε.Α. 5 -Α C G T A G-3 µητρική αλυσίδα 3-5 φωσφοδιεστερικοί δεσµοί 3 -Τ G C Α Τ C-5 µητρική αλυσίδα Το παραπάνω σχήµα παριστάνει ένα δίκλωνο µόριο DNA. Η κάθετη γραµµή δείχνει τη θέση έναρξης της αντιγραφής. α. Να σηµειώσετε µε βέλη την κατεύθυνση (φορά) σύνθεσης των θυγατρικών αλυσίδων όταν το παραπάνω δίκλωνο µόριο διπλασιάζεται. β. Ποια τµήµατα των θυγατρικών αλυσίδων συντίθενται συνεχώς και ποια ασυνεχώς. είξτε το χρησιµοποιώντας συνεχόµενα ή διακεκοµµένα βέλη αντίστοιχα, σηµειώνοντας σε κάθε βέλος τα 5 και 3 άκρα. γ. Ποιος ο προσανατολισµός σύνθεσης των θυγατρικών αλυσίδων; 3

4 10. Ολόκληρη η µεταγραφόµενη αλυσίδα ενός γονιδίου που κωδικοποιεί ένα µικρό πεπτίδιο έχει την ακόλουθη αλληλουχία βάσεων: - TTTATACGTCAAAAGCGCCCGGACCACATCGACTCGC - Αν το παραπάνω δεν έχει εσώνια, να βρείτε: α) Την αλληλουχία των βάσεων της κωδικής αλυσίδας β) Τα άκρα στην κάθε αλυσίδα γ) Την αλληλουχία των βάσεων του m RNA που θα προκύψει από τη µεταγραφή της γενετικής πληροφορίας του γονιδίου δ) Τα αντικωδικόνια των trna µε τη σειρά που αυτά θα χρησιµοποιηθούν κατά τη µετάφραση του παραπάνω m RNA ε) Τον αριθµό των αµινοξέων που θα περιέχει το πεπτίδιο που θα συντεθεί. Να αιτιολογήσετε τις απαντήσεις σας. 11. Το της ωολευκωµατίνης (από κοτόπουλο) διαθέτει 7 εσώνια. Αποµονώσαµε τη µη κωδική αλυσίδα του 3 ου εξωνίου του γονιδίου και η αλληλουχία του ήταν: -CTTGTATTGCCATCCCATTAGTTGACCCTCATTCATενώ επίσης διαπιστώσαµε ότι από την περιοχή αυτή εκτός τω άλλων αµινοξέων κωδικοποιείται µια τρυπτοφάνη (κωδικοποιείται από το κωδικόνιο TGG της κωδικής αλυσίδας του γονιδίου). α) Πόσα εξώνια υπάρχουν στο συγκεκριµένο ; β) Πόσοι δεσµοί Η και φωσφοδιεστερικοί δεσµοί περιέχονται στο τµήµα αυτού του γονιδίου; γ) Με ποιο τρόπο ρυθµίζεται εάν θα γίνει η µεταγραφή του παραπάνω γονιδίου στα σωµατικά κύτταρα του κοτόπουλου; δ) Αν τοποθετούσαµε το m-rna που συντίθεται από τη µεταγραφή του παραπάνω γονιδίου µέσα σε ένα βακτήριο θα κατασκευάζονταν η ίδια πρωτεΐνη; Αιτιολογήστε ε) Ποια τα κωδικόνια του τµήµατος του m-rna που συντίθεται από τη µεταγραφή του εξωνίου; Αιτιολογήστε στ) Γράψτε τα αντικωδικόνια που αντιστοιχούν στο παραπάνω m-rna µε τη σειρά που χρησιµοποιήθηκαν. ζ) Αν τα κωδικόνια του παραπάνω εξωνίου αντιστοιχούν στο 10 % των συνολικών κωδικονίων του m-rna, βρείτε τα νουκλεοτίδια που συγκροτούν την κωδικοποιούσα περιοχή του m-rna 4

5 12. Ένα βακτηριακό τµήµα DNA περιέχει 2 γονίδια που µεταγράφονται µε αντίθετη φορά και δεν αλληλοεπικαλύπτονται. Σχεδιάστε ενδεικτικά: τους υποκινητές τους, τα άκρα του τµήµατος DNA που µεταγράφεται, και των RNA που συντίθενται. mrna 2 κωδική αλυσίδα γονιδίου 1 1 µεταγραφόµενη αλυσίδα γονιδίου 1 µεταγραφ. αλυσίδα γονιδίου 2 2 κωδική αλυσίδα γονιδίου 2 mrna ίνεται ολόκληρη η κωδική αλυσίδα ενός γονιδίου (χωρίς να περιλαµβάνεται η αλληλουχία λήξης της µεταγραφής) που παρουσιάζει την εξής αλληλουχία: 3 AAATACATGAATCCCGCGTAAAGCCCA AAAAAGGTATAAAACAAA 5 α) Ποιο το mrna που συντίθεται από τη µεταγραφή του γονιδίου; β) Αν ήταν η µεταγραφόµενη αλυσίδα του γονιδίου, ποιο θα ήταν το mrna που συντίθεται από τη µεταγραφή του γονιδίου; 14. Ένα περιέχει 4 εξώνια. Ο υποκινητής του γονιδίου αποτελείται από 100 ζεύγη βάσεων. Στο πρόδροµο mrna που προκύπτει από τη µεταγραφή του γονιδίου αυτού, το κάθε εσώνιο αποτελείται από 100 νουκλεοτίδια, το κάθε εξώνιο περιέχει 150 νουκλεοτίδια, ενώ οι 5 και 3 αµετάφραστες περιοχές του περιέχουν από 50 νουκλεοτίδια η καθεµιά. α) Πόσα νουκλεοτίδια περιέχει το πρόδροµο, και πόσα το ώριµο mrna; β) Πόσα νουκλεοτίδια περιέχει το ; 15. Να συµπληρώσετε τα κενά στον πίνακα που ακολουθεί. Τοποθετήστε άκρα στις τριάδες. Κωδικόνιο mrna Αντικωδικόνιο Κωδικόνιο γονιδίου κωδικής αλυσίδας 5 UAG 3 AUG TAA Τριπλέτα γονιδίου µη κωδικής αλυσίδας TAC Αµινοξύ που κωδικοποιείται τρυπτοφάνη 5

6 16. Ένα πολυπεπτίδιο 80 αµινοξέων που αποµονώθηκε από ευκαρυωτικό κύτταρο, διαπιστώθηκε ότι προέκυψε από που περιείχε 450 ζεύγη βάσεων. Πώς µπορεί να δικαιολογηθεί η διαφορά αυτή; 17. ίνεται τµήµα ενός ώριµου mrna AACUUUGCGCCGUAUUGAAGC που κωδικοποιεί 4 αµινοξέα. Βρείτε τα άκρα του mrna και τα αντικωδικόνια µε τη σειρά που χρησιµοποιούνται. 18. Ένα τµήµα DNA που περιέχει ένα αποτελείται από ζεύγη νουκλεοτιδίων. Οι περιοχές του γονιδίου που δεν ανήκουν την κωδικοποιούσα περιοχή περιέχουν το 10% των νουκλεοτιδίων. Πόσα αµινοξέα µπορούν να κωδικοποιηθούν από αυτό το τµήµα; Εξηγήστε. 19. Ένα τµήµα της κωδικής αλυσίδας ενός γονιδίου που δεν περιέχει κανένα νουκλεοτίδιο σε αµετάφραστες περιοχές έχει την ακόλουθη αλληλουχία νουκλεοτιδίων:..ccgατgaattgggtaagggτtaaaταα... Να βρεθούν: α) Η αλληλουχία των βάσεων του mrna που θα προκύψει από τη µεταγραφή του παραπάνω τµήµατος β) πόσα αµινοξέα κωδικοποιεί το παραπάνω τµήµα γ) η αλληλουχία των αντίστοιχων αντικωδικονίων των trna που θα χρησιµοποιηθούν κατά τη µετάφραση του συγκεκριµένου mrna δ) πόσα από τα νουκλεοτίδια του τµήµατος δεν κωδικοποιούν αµινοξέα; Σε ποια περιοχή ανήκουν; (Το τµήµα αυτό δεν περιέχει εσώνια) 6