ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

Transcript

1 27 Μαΐου 2016 ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Απαντήσεις Θεμάτων Πανελλαδικών Εξετάσεων Εσπερινών Γενικών Λυκείων (Νέο & Παλιό Σύστημα) ΘΕΜΑ Α Α.1 Β Α.2 Β Α.3 Δ Α.4 Γ Α.5 Γ ΘΕΜΑ B B.1 1. Α 2. Γ 3. Α 4. Β 5. Α 6. Α 7. Γ B.2Οι παράγοντες που επηρεάζουν το χρόνο διπλασιασμού και κατά συνέπεια το ρυθμό ανάπτυξης των μικροοργανισμών είναι η διαθεσιμότητα θρεπτικών συστατικών, το ph, το Ο2 και η θερμοκρασία. Όπως και όλοι οι υπόλοιποι οργανισμοί, για να αναπτυχθεί ένας μικροοργανισμός είναι απαραίτητο να μπoρεί να προμηθεύεται από περιβάλλον στο οποίο αναπτύσσεται μια σειρά θρεπτικών συστατικών. Σ' αυτά περιλαμβάνονται ο άνθρακας, το άζωτο, διάφορα μεταλλικά ιόντα και το νερό. Η πηγή άνθρακα για τους αυτότροφους μικροοργανισμούς είναι το CΟ2 της ατμόσφαιρας, ενώ για τους ετερότροφους διάφορες οργανικές ενώσεις όπως οι υδατάνθρακες. Η πηγή αζώτου για τους περισσότερους 1

2 μικροοργανισμούς είναι τα αμμωνιακά ή τα νιτρικά ιόντα (ΝΟ 3- ). Τέλος, τα μεταλλικά ιόντα είναι απαραίτητα για την πραγματοποίηση των χημικών αντιδράσεων στο κύτταρο και ως συστατικά διαφόρων μορίων. Το ph επηρεάζει σημαντικά την ανάπτυξη των μικροοργανισμών. Οι περισσότεροι αναπτύσσονται σε ph 6-9. Υπάρχουν όμως μικροοργανισμοί που αναπτύσσονται σε διαφορετικό ph, όπως είναι τα βακτήρια του γένους Lactobacillus, που αναπτύσσονται σε ph 4-5. Η παρουσία ή απουσία Ο2 μπορεί να βοηθήσει ή να αναστείλει την ανάπτυξη των μικροοργανισμών. Υπάρχουν μικροοργανισμοί που για την ανάπτυξή τους απαιτούν υψηλή συγκέντρωση Ο2 (υποχρεωτικά αερόβιοι) όπως τα βακτήρια του γένους Mycobacterium. Άλλοι μικροοργανισμοί, όπως οι μύκητες που χρησιμοποιούνται στην αρτοβιομηχανία, ανήκουν στην κατηγορία των μικροοργανισμών που αναπτύσσονται παρουσία Ο2 με ταχύτερο ρυθμό απ' ότι απουσία Ο2 (προαιρετικά αερόβιοι). Τέλος, υπάρχουν μικροοργανισμοί όπως βακτήρια του γένους Clostridium για τους οποίους το Ο2 είναι τοξικό (υποχρεωτικά αναερόβιοι). Η θερμοκρασία είναι ένας από τους πιο σημαντικούς παράγοντες που καθορίζουν το ρυθμό ανάπτυξης των μικροοργανισμών. Οι περισσότεροι μικροοργανισμοί αναπτύσσονται άριστα σε θερμοκρασία C. Για παράδειγμα, η Escherichia coli, που χρησιμοποιείται σε πειράματα Μοριακής Βιολογίας, αναπτύσσεται άριστα σε θερμοκρασία 37 C. Υπάρχουν όμως ορισμένοι που για την ανάπτυξή τους απαιτούν θερμοκρασία μεγαλύτερη από 45 C, όπως αυτοί που αναπτύσσονται κοντά σε θερμοπηγές, και άλλοι που αναπτύσσονται σε θερμοκρασία μικρότερη των 20 C. B.3 Με βάση τα δεδομένα της εκφώνησης προκύπτει ότι το συγκεκριμένο μόριο DNA είναι μονόκλωνο. Αυτό, γιατί στην αντίθετη περίπτωση, εάν δηλαδή το μόριο ήταν δίκλωνο, βάσει των κανόνων της συμπληρωματικότητας, όπου η αδενίνη (Α) ζευγαρώνει με τη θυμίνη (Τ), και η κυτοσίνη (C) με τη γουανίνη (G), θα έπρεπε ο αριθμός των αζωτούχων βάσεων Α να είναι ίσος με τον αριθμό των αζωτούχων βάσεων Τ και ο αριθμός των αζωτούχων βάσεων G, να είναι ίσος με τον αριθμό των C αντίστοιχα, κάτι που δεν ισχύει αφού Α=4800, Τ=4530, C=4280 και G=4610 αντίστοιχα. Γνωρίζουμε ότι οι ευκαρυωτικοί οργανισμοί διαθέτουν ως γενετικό υλικό δίκλωνο γραμμικό DNA, και οι προκαρυωτικοί οργανισμοί δίκλωνο κυκλικό DNA αντίστοιχα. Έτσι, δεν μπορεί αυτό το μόριο να είναι γενετικό υλικό ευκαρυωτικού ή προκαρυωτικού οργανισμού. Παρόλα αυτά, ενδέχεται να αποτελεί γενετικό υλικό ιού, οι οποίοι διαθέτουν ως γενετικό υλικό, μονόκλωνο ή δίκλωνο, γραμμικό ή κυκλικό DNA ή RNA. B.4 Πριν από την ανάπτυξη της τεχνολογίας του ανασυνδυασμένου DNA, οι περισσότερες φαρμακευτικές πρωτεΐνες, δηλαδή πρωτεΐνες που χρησιμοποιούνται για τη θεραπεία διάφορων ασθενειών του ανθρώπου, παράγονταν από όργανα θηλαστικών που δεν ήταν 2

3 γενετικά τροποποιημένα και ήταν διαθέσιμες σε πολύ μικρές ποσότητες, η παραγωγή τους ήταν πολύ ακριβή και συχνά η βιολογική δράση τους δεν ήταν πλήρως κατανοητή, ενώ, δεδομένου ότι προέρχονται από διαφορετικό οργανισμό από τον ανθρώπινο, η αλληλουχία των αμινοξέων τους δεν ταυτίζεται πλήρως με του ανθρώπου και, κατά συνέπεια δεν είναι πλήρως συμβατές. Κλασσικό παράδειγμα αποτελεί η ινσουλίνη, μία μια ορμόνη που αποτελείται από 51 αμινοξέα και παράγεται από ειδικά κύτταρα του παγκρέατος. Η ορμόνη αυτή ρυθμίζει το μεταβολισμό των υδατανθράκων και ειδικότερα το ποσοστό της γλυκόζης στο αίμα, και χρησιμοποιείται για την αντιμετώπιση της ασθένειας του διαβήτη. Πριν από το 1982 οι κύριες πηγές ινσουλίνης ήταν το πάγκρεας από χοίρους και από βοοειδή. Η ινσουλίνη παραγόταν από την εκχύλιση αυτών των ιστών με μια δαπανηρή και πολύπλοκη διαδικασία και επιπλέον, επειδή είχε μικρές διαφορές στη σύσταση των αμινοξέων της από την ανθρώπινη, προκαλούσε αλλεργικές αντιδράσεις. Για τους παραπάνω λόγους σήμερα δεν προτιμάμε την παραγωγή φαρμακευτικών πρωτεϊνών από όργανα θηλαστικών που δεν είναι γενετικά τροποποιημένα. Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας του ανασυνδυασμένου DNA, κατέστη ικανή η κλωνοποίηση κατάλληλων γονιδίων του ανθρώπου και η παραγωγή περισσότερων από 300 ανθρώπινων φαρμακευτικών πρωτεϊνών σε μεγάλες ποσότητες, από γενετικά τροποποιημένα βακτήρια, όπως για παράδειγμα για την παραγωγή ανθρώπινης ινσουλίνης ή διαγονιδιακά θηλαστικά (για παράδειγμα πρόβατα και αγελάδες), τα οποία έχουν υποστεί γενετική αλλαγή με τη χρήση των τεχνικών Γενετικής Μηχανικής, και επιτρέπουν για παράδειγμα την παραγωγή πρωτεϊνών από τα κύτταρα των μαστικών αδένων τους. Με αυτό τον τρόπο είναι δυνατή η συλλογή της πρωτεΐνης από το γάλα των ζώων (όπως για παράδειγμα για την παραγωγής της ανθρώπινης α-αντιθρυψίνης, για την αντιμετώπιση του εμφυσήματος). Και στις δύο περιπτώσεις παραγωγής της φαρμακευτικής πρωτεΐνης από γενετικά τροποποιημένα βακτήρια ή από το γάλα γενετικά τροποποιημένων θηλαστικών, η παραγόμενη πρωτεΐνη, έχει τα πλεονεκτήματα ότι κωδικοποιείται από το ανθρώπινο γονίδιο το οποίο έχουμε εισάγει στους οργανισμούς και άρα έχει ταυτόσημη αμινοξική αλληλουχία, ενώ παράγεται γρήγορα σε μεγάλες ποσότητες. Παρόλα αυτά, η παραγωγή των πρωτεϊνών αυτών από βακτήρια, ενέχει κάποια μειονεκτήματα σε σχέση με την παραγωγή τους στο γάλα διαγονιδιακών θηλαστικών. Τα μειονεκτήματα αυτά έγκεινται αρχικά στο γεγονός ότι οι παραγόμενες από τα βακτήρια πρωτεΐνες δεν είναι ακριβώς ίδιες με τις πρωτεΐνες του ανθρώπου, επειδή τα βακτήρια είναι προκαρυωτικοί οργανισμοί και δεν διαθέτουν τους μηχανισμούς τροποποίησης των πρωτεϊνών που διαθέτουν οι ευκαρυωτικοί οργανισμοί. Επιπλέον, τα γονίδιά των βακτηρίων είναι συνεχή, εν αντιθέσει με των ευκαρυωτικών κυττάρων που είναι ασυνεχή, περιέχουν δηλαδή μεταξύ των κωδικών τους αλληλουχιών (εξώνια) και μη κωδικές αλληλουχίες (εσώνια). Έτσι, στους ευκαρυωτικούς οργανισμούς, το παραγόμενο από τη μεταγραφή mrna (πρόδρομο mrna), πρέπει να υποστεί αφαίρεση των εσωνίων του πριν τη μετάφραση, μια διαδικασία που ονομάζεται ωρίμανση και δεν πραγματοποιείται στα βακτήρια. Για να αντιμετωπιστεί το πρόβλημα αυτό, αντί να εισάγουμε 3

4 ολόκληρο το ανθρώπινο γονίδιο της φαρμακευτικής πρωτεΐνης στα γενετικά τροποποιημένα βακτήρια, θα πρέπει πρώτα να κατασκευάσουμε cdna βιβλιοθήκη, δηλαδή να απομονώσουμε το ολικό ώριμο mrna από τα ανθρώπινα κύτταρα που παράγουν την επιθυμητή πρωτεΐνη, και να συνθέσουμε με τη βοήθεια της αντίστροφης μεταγραφής συμπληρωματικό cdna, τo οποίo στη συνέχεια θα ενσωματώσουμε σε πλασμίδια με τα οποία θα μετασχηματίσουμε βακτήρια. Στη συνέχεια θα πρέπει να καλλιεργήσουμε τα βακτήρια σε θρεπτικό μέσο και να επιλέξουμε όσα έχουν λάβει το cdna του επιθυμητού γονιδίου και εκφράζουν την επιθυμητή πρωτεΐνη. Η διαδικασία αυτή μπορεί να παρακαμφθεί με την παραγωγή της φαρμακευτικής πρωτεΐνης από γενετικά τροποποιημένα θηλαστικά, όπου, επειδή είναι ευκαρυωτικοί οργανισμοί, μπορούν να πραγματοποιήσουν την ωρίμανση του mrna, οπότε αρκεί η εισαγωγή του απομονωμένου φυσιολογικού ανθρώπινου γονιδίου με μικροέγχυση, στον πυρήνα γονιμοποιημένου ωαρίου του θηλαστικού, για την παραγωγή ενός διαγονιδιακού ζώου που θα παράγει στα μαστικά του κύτταρα και θα εκκρίνει στο γάλα του φαρμακευτική πρωτεΐνη ταυτόσημη με του ανθρώπου, εύκολα και σε μεγάλες ποσότητες. Για το λόγο αυτό προτιμάμε την παραγωγή των φαρμακευτικών πρωτεϊνών στο γάλα γενετικά τροποποιημένων θηλαστικών, έναντι της παραγωγής τους από γενετικά τροποποιημένα βακτήρια. B.5 Ο όρος κλώνος αναφέρεται σε μια ομάδα πανομοιότυπων μορίων, κυττάρων, ή οργανισμών. Έτσι, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τον όρο για να περιγράψουμε μία αποικία βακτηρίων, η οποία προέρχεται από τον πολλαπλασιασμό ενός και μόνο βακτηρίου, έναν πολυκύτταρο οργανισμό (για παράδειγμα ζώο), ο οποίος έχει προέλθει από ένα άλλο με τεχνικές της γενετικής μηχανικής και είναι γενετικά ταυτόσημος με το αρχικό ζώο, πολλαπλά αντίγραφα ενός γονιδίου (κλωνοποίηση γονιδίου) ή ένα υβρίδωμα που προέρχεται από τη σύντηξη κάποιου Β-λεμφοκυττάρου με καρκινικά κύτταρα και πολλαπλασιάζεται σε κυτταροκαλλιέργεια για την παραγωγή μονοκλωνικών αντισωμάτων. Ο όρος κλωνοποίηση αναφέρεται στην κατασκευή, κατά προτίμηση μεγάλου αριθμού, πανομοιότυπων μορίων, κυττάρων ή οργανισμών (κλώνοι). 4

5 ΘΕΜΑ Γ Γ.1 Το θρεπτικό υλικό θα καταναλώνεται από τους μικροοργανισμούς με την πάροδο του χρόνου οπότε θα μειώνεται σταδιακά, έως ότου μειωθεί σχεδόν τελείως. Θα έχει τη μέγιστη συγκέντρωση αρχικά, πριν αρχίσει η κατανάλωσή του από τους μικροοργανισμούς. Έτσι, συμπεραίνουμε ότι η μεταβολή της συγκέντρωσης του θρεπτικού υλικού στη μονάδα του χρόνου αναπαριστάται στην καμπύλη 3. Δεδομένου ότι η συγκέντρωση του θρεπτικού υλικού μειώνεται (και δεν μένει σταθερή), συμπεραίνουμε επίσης ότι δεν προστίθεται θρεπτικό υλικό άρα πρόκειται για κλειστή καλλιέργεια μικροοργανισμών. Σ' αυτό τον τύπο ζύμωσης τοποθετείται στο βιοαντιδραστήρα ορισμένη ποσότητα αποστειρωμένου θρεπτικού υλικού, η οποία εμβολιάζεται με αρχική καλλιέργεια μικροοργανισμών. Η καλλιέργεια συνεχίζεται μέχρι την παραγωγή του επιθυμητού προϊόντος. Στην κλειστή καλλιέργεια οι φάσεις ανάπτυξης των μικροοργανισμών είναι η λανθάνουσα, η εκθετική, η στατική και η φάση θανάτου. Κατά τη λανθάνουσα φάση ο πληθυσμός των μικροοργανισμών που προέρχεται από την αρχική καλλιέργεια παραμένει σχεδόν σταθερός. Αυτό οφείλεται στο ότι οι μικροοργανισμοί χρειάζονται κάποιο χρονικό διάστημα για να προσαρμοστούν στις καινούργιες συνθήκες και να αρχίσουν να αναπτύσσονται. Στη συνέχεια, οι μικροοργανισμοί διαιρούνται με ταχύ ρυθμό, επειδή η καλλιέργεια πραγματοποιείται κάτω από άριστες συνθήκες θερμοκρασίας, ph, συγκέντρωσης Ο2 και στο υλικό καλλιέργειας υπάρχουν άφθονα θρεπτικά συστατικά. Αυτή η φάση ανάπτυξης ονομάζεται εκθετική, επειδή ο αριθμός των μικροοργανισμών αυξάνεται εκθετικά. Ακολουθεί η στατική φάση, κατά την οποία ο πληθυσμός των βακτηρίων δεν αυξάνεται, λόγω εξάντλησης κάποιου θρεπτικού συστατικού ή λόγω συσσώρευσης τοξικών προϊόντων από το μεταβολισμό των μικροοργανισμών. Τέλος κατά τη φάση θανάτου ο αριθμός των μικροοργανισμών μειώνεται, λόγω της εξάντλησης του θρεπτικού υλικού και της συσσώρευσης τοξικών προϊόντων. Με βάση αυτά συμπεραίνουμε ότι η καμπύλη 2 αναπαριστά τον πληθυσμό των μικροοργανισμών, όπου διακρίνονται ξεκάθαρα οι τέσσερεις φάσεις ανάπτυξης, ενώ η καμπύλη 1 θα αναπαριστά τη συγκέντρωση των τοξικών ουσιών, η οποία αρχίζει να αυξάνεται με την αύξηση του αριθμού των μικροοργανισμών και η αύξησή της συνεχίζεται έως ότου πεθάνουν οι μικροοργανισμοί, όπου, από εκεί και πέρα παραμένει σταθερή. Γ.2 Για την καλλιέργεια μικροοργανισμών χρησιμοποιούνται τεχνητά θρεπτικά υλικά. Αυτά πρέπει να περιέχουν πηγή άνθρακα, πηγή αζώτου και ιόντα. Στην περίπτωση αερόβιων μικροοργανισμών, είναι απαραίτητη η παρουσία οξυγόνου. Τα θρεπτικά υλικά που χρησιμοποιούνται για την ανάπτυξη των μικροοργανισμών στο εργαστήριο μπορεί να είναι υγρά ή στερεά. Τα υγρά θρεπτικά υλικά περιέχουν όλα τα θρεπτικά συστατικά που 5

6 αναφέρθηκαν προηγουμένως διαλυμένα σε νερό. Τα στερεά θρεπτικά υλικά παρασκευάζονται με ανάμιξη του υγρού θρεπτικού υλικού με έναν πολυσακχαρίτη που προέρχεται από φύκη, το άγαρ. Το άγαρ είναι ρευστό σε θερμοκρασίες πάνω από 45 C αλλά στερεοποιείται σε μικρότερες θερμοκρασίες. Γ.3 Η μέθοδος στην οποία αναφέρεται το απόσπασμα του σχολικού βιβλίου είναι η μέθοδος της μικροέγχυσης. Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιείται για την κατασκευή των διαγονιδιακών ζώων, στα οποία έχει πραγματοποιηθεί εισαγωγή ξένων τμημάτων DNA (π.χ. γονιδίων που κωδικοποιούν φαρμακευτικές πρωτεΐνες), με τη χρήση μικροβελόνας, στον πυρήνα του ζυγωτού του ζώου. Στη συνέχεια το ζυγωτό αναπτύσσεται σε μήτρα θετής μητέρας και τα διαγονιδιακά ζώα που προκύπτουν, διαθέτουν το ξένο τμήμα DNA σε όλα τους τα κύτταρα και το μεταβιβάζουν στους απογόνους τους. Γ.4 Διαγονιδιακά ζώα έχουν παραχθεί για την παραγωγή ανθρώπινων φαρμακευτικών πρωτεϊνών. Χαρακτηριστικά αξίζει να αναφερθεί η δημιουργία διαγονιδιακών προβάτων που παράγουν στα μαστικά τους κύτταρα και εκκρίνουν στο γάλα τους την ανθρώπινη πρωτεΐνη α-αντιθρυψίνη (ΑΑΤ = alpha antitrypsin). Η πρωτεΐνη αυτή παράγεται στο ήπαρ του ανθρώπου και η απουσία της, που είναι αποτέλεσμα μετάλλαξης του γονιδίου, έχει ως αποτέλεσμα γενετική ασθένεια, που οδηγεί στο εμφύσημα. Για την παραγωγή της πρωτεΐνης αυτής από τα πρόβατα απομονώθηκε το φυσιολογικό γονίδιο της ΑΑΤ του ανθρώπου και στη συνέχεια με μικροέγχυση τοποθετήθηκε σε γονιμοποιημένο ωάριο προβάτου. Το πρόβατο που γεννήθηκε από το γονιμοποιημένο αυτό ωάριο ήταν η Tracy, της οποίας οι απόγονοι συνεχίζουν να έχουν το ξένο γονίδιο και να παράγουν την ΑΑΤ. Εκτός από την ΑΑΤ, και άλλες χρήσιμες πρωτεΐνες παράγονται με τον ίδιο τρόπο, όπως ο παράγοντας IX, μία πρωτεΐνη που συμμετέχει στο μηχανισμό πήξης του αίματος και χορηγείται σε άτομα που πάσχουν από αιμορροφιλία Β. Γ.5 Ο αριθμός των νουκλεοτιδίων που θα περιέχουν το μη ραδιενεργό ισότοπο του φωσφόρου στο τέλος των 5 διαιρέσεων θα είναι η β) 4*10 5 νουκλεοτίδια. Αυτό συμβαίνει διότι, ο μηχανισμός της αντιγραφής είναι ημισυντηρητικός έτσι σε κάθε κύκλο αντιγραφής οι δύο κλώνοι του DNA θα αποδιατάσσονται και ο κάθε ένας θα λειτουργεί ως καλούπι για τη σύνθεση συμπληρωματικού κλώνου. Κάθε προκύπτον μόριο θα αποτελείται από ένα νέο και ένα παλιό κλώνο. Δεδομένου ότι το θρεπτικό υλικό περιέχει αποκλειστικά ως πηγή φωσφόρου ραδιενεργό P 32, όλοι οι νεοσυντιθεμένοι κλώνοι πέραν των δύο αρχικών θα περιέχουν μόνο νουκλεοτίδια που 6

7 περιέχουν ραδιενεργό φώσφορο. Έτσι, τα μόνα νουκλεοτίδια που θα περιέχουν το μη ραδιενεργό ισότοπο θα είναι τα νουκλεοτίδια του αρχικού μορίου DNA, το οποίο αποτελείται από 2*10 5 ζεύγη βάσεων, άρα 4*10 5 νουκλεοτίδια. ΘΕΜΑ Δ Δ.1 Κατά την έναρξη της μετάφρασης το mrna προσδένεται, μέσω μιας αλληλουχίας που υπάρχει στην 5' αμετάφραστη 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 5 -AUG-3 και σ' αυτό προσδένεται το trna που φέρει το αμινοξύ μεθειονίνη και το αντικωδικόνιο 3 -ΤΑC-5. Ως μη κωδικός ή μεταγραφόμενος κλώνος του DNA ονομάζεται ο κλώνος που χρησιμοποιείται ως εκμαγείο για τη σύνθεση του mrna οπότε είναι συμπληρωματικός και αντιπαράλληλος με αυτό. Με βάση τα παραπάνω συμπεραίνουμε ότι η αμετάφραστη περιοχή που δίνεται θα αντιστοιχεί στην 5 -αμετάφραστη περιοχή του mrna και κατά συνέπεια θα μεταγράφεται από το 3 άκρο του μη κωδικού κλώνου. Επιπλέον, μετά την αμετάφραστη περιοχή, θα πρέπει να ακολουθεί στον μεταγραφόμενο κλώνο τη τριπλέτα 3 -ΤΑC-5, η οποία θα μεταγραφεί στο πρώτο κωδικόνιο του mrna 5 -AUG-3, που κωδικοποιεί το αμινοξύ μεθειονίνη. Έτσι, συμπεραίνουμε ότι η μεταγραφόμενη, μη κωδική αλυσίδα του συγκεκριμένου γονιδίου θα είναι η Αλυσίδα Β, η οποία φέρει την εν λόγω τριπλέτα αμέσως μετά την αμετάφραστη περιοχή που απεικονίζεται στην αγκύλη. Έτσι, η κωδική αλυσίδα του γονιδίου (της οποίας κινητό αντίγραφο θα είναι και το mrna με μόνη διαφορά ότι θα περιέχει τη βάση ουρακίλη U αντί για θυμίνη Τ) θα είναι η συμπληρωματική της μεταγραφόμενης, δηλαδή η αλυσίδα Α. Δεδομένου ότι η αμετάφραστη περιοχή που προσδένεται στη μικρή υπομονάδα του ριβοσώματος όπως προαναφέρθηκε θα πρέπει να βρίσκεται στο 5 άκρο του mrna και συνεπώς στο 3 άκρο της μη κωδικής και το 5 άκρο της κωδικής αλυσίδας (αφού η μη κωδική είναι αντιπαράλληλη του mrna και της κωδικής), οι προσανατολισμοί θα έχουν ως εξής: Σημείο Ι: 5 άκρο Σημείο ΙΙ: 3 άκρο Σημείο ΙII: 3 άκρο Σημείο ΙV: 5 άκρο Δ.2 Δίνονται κατά σειρά τα αντικωδικόνια του t-rna τα οποία θα χρησιμοποιηθούν για την μεταφορά των αμινοξέων στο σχηματιζόμενο πεπτίδιο. Γνωρίζουμε ότι τα αντικωδικόνια του 7

8 t-rna είναι συμπληρωματικά και αντιπαράλληλα με τα κωδικόνια του mrna. Έτσι, με βάση τα παραπάνω, μπορούμε να γράψουμε την αλληλουχία των κωδικονίων: 5 ΑUG- UGG-UUU-CCU-AUG-UGG-GUU-3. H αλληλουχία κωδικονίων αυτή θα περιλαμβάνεται στο ώριμο mrna το οποίο θα προκύψει μετά από τη μεταγραφή του μη κωδικού κλώνου (αλυσίδα Β) και την ωρίμανση, την αφαίρεση δηλαδή του προαναφερθέντος εσωνίου. Έτσι, το μόριο του πρόδρομου mrna που θα προκύψει μετά τη μεταγραφή θα είναι: 5 -[ΑCAGU ]AUGUGAAUCAUAGUUUCCUAUGUGGGUUUAAGCAU-3 Μετά την αφαίρεση του εσωνίου που επισημαίνεται με σκούρο χρώμα θα προκύψει η αλληλουχία του ωριμου mrna: 5 -[ΑCAGU ]AUGUGAAUCAUAGUUUCCUAUGUGGGUUUAAGCAU-3 Το παραπάνω ώριμο mrna θα εξέλθει από τον πυρήνα ώστε να μεταφραστεί. Διακρίνονται ε παύλες τα προαναφερθέντα κωδικόνια πάνω στα οποία θα προσδεθούν τα αντικωδικόνια των trna της εκφώνησης, καθώς και το κωδικόνιο λήξης της μετάφρασης 5 -UAA-3. Δ.3 To rrna είναι συστατικό της μικρής ριβοσωματικής υπομονάδας, η οποία προσδένεται στην 5 αμετάφραστη περιοχή του mrna ώστε να δημιουργηθεί με τη βοήθεια του πρώτου t-rna που μεταφέρει τη μεθειονίνη το σύμπλοκο έναρξης της μετάφρασης. Κατά συνέπεια, το rrna θα πρέπει να είναι συμπληρωματικό και αντιπαράλληλο της 5 αμετάφραστης περιοχής του mrna ώστε να προσδένεται πάνω της με βάση τους κανόνες της συμπληρωματικότητας. Έτσι, αφού η 5 -αμετάφραστη περιοχή του mrna που δίνεται έχει αλληλουχία: 5 -ACAGU-3 Η αντίστοιχη συμπληρωματική αλληλουχία του rrna θα είναι: 3 -UGUCA-5 Δεδομενου ότι η αλληλουχία του rrna θα είναι συμπληρωματική και αντιπαράλληλη με τη μεταγραφόμενη αλυσίδα του γονιδίου της Εικόνας 3, συμπεραίνουμε ότι η μεταγραφόμενη αλυσίδα θα είναι η αλυσίδα Γ, και ο προσανατολισμός της θα είναι: 5 -ΑCAGT-3 8