Γ ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Β

Transcript

1 ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Γ ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Β ) ΤΕΤΑΡΤΗ 15/04/2015 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΘΕΜΑ Α ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΔΕΚΑ (10) Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό κάθε μιας από τις ακόλουθες ημιτελείς προτάσεις Α1 έως Α5 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη λέξη ή τη φράση η οποία συμπληρώνει σωστά την ημιτελή πρόταση. Α1. Με τη μελέτη καρυότυπου είναι δυνατό να διαγνωστεί: Α. Η φαινυλκετονουρία Β. Ο αλφισμός Γ. Η δρεπανοκυτταρική αναιμία Δ. Το σύνδρομο Turner Α2. Σε ένα προκαρυωτικό κύτταρο δεν υπάρχουν: Α. Ριβοσώματα Β. Μεταγραφικοί παράγοντες Γ. Γονίδια που μεταγράφονται σε trna Δ. Γονίδια που μεταγράφονται σε snrna Α3. Η γραμμή τριχοφυΐας με κορυφή κληρονομείται με: Α. Αυτοσωμικό υπολειπόμενο τύπο κληρονομικότητας Β. Αυτοσωμικό επικρατή τύπο κληρονομικότητας Γ. Φυλοσύνδετο υπολειπόμενο τύπο κληρονομικότητας Δ. Φυλοσύνδετο επικρατή τύπο κληρονομικότητας Α4. Τα μονοκλωνικά αντισώματα που χρησιμοποιούνται ως ανοσοδιαγνωστικά παράγονται από: Α. Ανθρώπινα Β λεμφοκύτταρα Β. Τον σπλήνα ποντικών Γ. Τα υβριδώματα Δ. Καρκινικά κύτταρα ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 10 ΣΕΛΙΔΕΣ

2 ΑΡΧΗ 2ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Α5. Άνδρας πάσχει από ασθένεια που οφείλεται σε μιτοχονδριακό γονίδιο. Εξαιτίας αυτού, η πιθανότητα να γεννηθεί απόγονος με την ίδια ασθένεια είναι: Α. 0% Β. 100% Γ. 0%, εάν ο απόγονος είναι θηλυκό άτομο Δ. 100%, εάν ο απόγονος είναι αρσενικό άτομο ΜΟΝΑΔΕΣ 25 Α1- Δ, Α2- Δ, Α3- Β, Α4- Γ, Α5- Α. [Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 5 μονάδες για κάθε σωστή επιλογή.] ΘΕΜΑ Β Β1. Να γράψετε στο τετράδιό σας τις δομές που αναφέρονται στον πίνακα, κατά σειρά αυξανόμενου μεγέθους. Νουκλεοτίδιο Μεταφασικό χρωμόσωμα Χρωματίδα Νουκλεόσωμα Βραχίονας Καρυότυπος ΜΟΝΑΔΕΣ 6 Νουκλεοτίδιο, νουκλεόσωμα, βραχίονας, χρωματίδα, μεταφασικό χρωμόσωμα, καρυότυπος. [Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 1 μονάδα για κάθε σωστή θέση.] Β2. Να εξηγήσετε για ποιους λόγους ένα μόριο mrna είναι δυνατό να μεταφερθεί από ένα ευκαρυωτικό κύτταρο σε ένα βακτήριο και να παραχθεί σε αυτό η πολυπεπτιδική αλυσίδα που κωδικοποιεί. ΜΟΝΑΔΕΣ 4 ΤΕΛΟΣ 2ΗΣ ΑΠΟ 10 ΣΕΛΙΔΕΣ

3 ΑΡΧΗ 3ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ 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 αποτελούν θέσεις για τη μετάφραση οποιουδήποτε mrna. [Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 3 μονάδες για την πρώτη απάντηση και με 1 μονάδα για τη δεύτερη.] Β3. Να εξηγήσετε τι είναι τα θνησιγόνα γονίδια. ΜΟΝΑΔΕΣ 5 Τα αλληλόμορφα γονίδια που προκαλούν πρόωρο θάνατο κατά την εμβρυική ζωή (συνήθως πριν από την 8 η εβδομάδα) ονομάζονται θνησιγόνα. Τα θνησιγόνα αλληλόμορφα προκαλούν αυτόματες αποβολές, δηλαδή πρόωρο τερματισμό της κύησης. Όταν ένας άνδρας και μία γυναίκα έχουν ο καθένας από ένα υπολειπόμενο θνησιγόνο αλληλόμορφο για το ίδιο γονίδιο, κάθε απόγονός τους έχει 25% πιθανότητα να είναι ομόζυγος για αυτά και συνεπώς να μην επιβιώνει μέχρι τη γέννηση. [Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 5 μονάδες για την πλήρη περιγραφή. Στην περίπτωση που δεν αναφερθεί η πιθανότητα 25% ο υποψήφιος βαθμολογείται μόνον με 3 μονάδες.] Β4. Να περιγράψετε τη μέθοδο γονιδιακής θεραπείας της κυστικής ίνωσης. ΜΟΝΑΔΕΣ 5 Στην περίπτωση της κυστικής ίνωσης εφαρμόζεται η in vivo γονιδιακή θεραπεία, μέσω έξυπνων ιών-φορέων που προσβάλλουν τα κύτταρα του ιστού που πάσχει. Η διαδικασία που ακολουθείται είναι η ακόλουθη: Το φυσιολογικό γονίδιο ενσωματώνεται σε αδενοϊό (έξυπνος ιός-φορέας που προσβάλει ένα συγκεκριμένο είδος ιστού ή κυττάρου). Ο ανασυνδυασμένος αδενοϊός εισέρχεται στον οργανισμό με ψεκασμό με τη βοήθεια βρογχοσκοπίου και μολύνει τα κύτταρα του αναπνευστικού συστήματος. ΤΕΛΟΣ 3ΗΣ ΑΠΟ 10 ΣΕΛΙΔΕΣ

4 ΑΡΧΗ 4ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Το φυσιολογικό γονίδιο ενσωματώνεται στο γονιδίωμα του οργανισμού και παράγει το φυσιολογικό προϊόν. [Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 5 μονάδες για την πλήρη περιγραφή, αντίστοιχα για κάθε πρόταση.] Β5. Να γράψετε ποια είναι τα απαραίτητα θρεπτικά συστατικά για την ανάπτυξη μικροοργανισμών σε καλλιέργεια και να εξηγήσετε τον ρόλο τους. ΜΟΝΑΔΕΣ 5 Η ανάπτυξη των μικροοργανισμών απαιτεί την εξασφάλιση από το περιβάλλον ορισμένων θρεπτικών συστατικών. Θρεπτικά συστατικά είναι: Άνθρακας. Για τους αυτότροφους οργανισμούς πηγή άνθρακα είναι το CO 2 της ατμόσφαιρας, ενώ για τους ετερότροφους πηγή άνθρακα αποτελούν οι διάφορες οργανικές ενώσεις, όπως οι υδατάνθρακες. Άζωτο. Για τους περισσότερους μικροοργανισμούς πηγή αζώτου αποτελούν τα αμμωνιακά (ΝΗ 4 + ) ή τα νιτρικά ιόντα (NO 3 - ). Μεταλλικά ιόντα. Τα μεταλλικά ιόντα είναι απαραίτητα για την πραγματοποίηση χημικών αντιδράσεων στο κύτταρο και ως συστατικά διαφόρων μορίων. [Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 5 μονάδες για την πλήρη περιγραφή, αντίστοιχα για κάθε πρόταση.] ΘΕΜΑ Γ Γ1. Τα γονίδια που σχετίζονται με τη σύνθεση των α-αλυσίδων της αιμοσφαιρίνης εντοπίζονται στην κορυφή του μικρού βραχίονα του χρωμοσώματος 16. Έλλειψη και των 4 γονιδίων αντιπροσωπεύει μη βιώσιμη κατάσταση. Σε σωματικό κύτταρο φυσιολογικού άνδρα στην αρχή της μεσόφασης συνέβη μετατόπιση του συγκεκριμένου τμήματος του χρωμοσώματος 16 στο χρωμόσωμα 19, όπως φαίνεται στο σχήμα: ΤΕΛΟΣ 4ΗΣ ΑΠΟ 10 ΣΕΛΙΔΕΣ

5 ΑΡΧΗ 5ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ i. Να αναφέρετε τις πιθανές συνέπειες που γνωρίζετε ότι είναι δυνατό να προκύψουν από τη μετατόπιση ή την αμοιβαία μετατόπιση τμημάτων μεταξύ των διαφόρων μη ομόλογων χρωμοσωμάτων (μονάδες 5). ii. Στο συγκεκριμένο κύτταρο γίνεται μείωση και παράγονται σπερματοζωάρια. Να εξηγήσετε ποιος είναι ο πιθανός αριθμός γονιδίων για την α αλυσίδα της αιμοσφαιρίνης στα σπερματοζωάρια που προέκυψαν (μονάδες 4). Να γράψετε ποια είναι η πιθανότητα από τη γονιμοποίηση αυτών των σπερματοζωαρίων με απολύτως φυσιολογικά ωάρια να προκύψει έμβρυο με φυσιολογικό αριθμό γονιδίων για την α αλυσίδα της αιμοσφαιρίνης και ποια η πιθανότητα να προκύψει μη βιώσιμο έμβρυο (μονάδες 4). ΜΟΝΑΔΕΣ 13 (5+4+4) i. Η μετατόπιση είναι αποτέλεσμα θραύσης ενός τμήματος χρωμοσώματος και στη συνέχεια επανένωσής του σε άλλο μη ομόλογο χρωμόσωμα. Στις αμοιβαίες μετατοπίσεις συμβαίνει ανταλλαγή τμημάτων μεταξύ μη ομολόγων χρωμοσωμάτων, κατά τις οποίες συνήθως δεν χάνεται γενετικό υλικό και δεν προκαλείται μεταβολή στον φαινότυπο των ατόμων που τις φέρουν. Όμως είναι πιθανό από τα άτομα αυτά να γεννηθούν απόγονοι με χρωμοσωμικές ανωμαλίες επειδή κατά τον συνδυασμό των χρωμοσωμάτων στη μειωτική διαίρεση προκύπτουν και μη φυσιολογικοί γαμέτες. Επιπλέον, η μετατροπή ενός πρωτοογκογονιδίου σε ογκογονίδιο μπορεί να είναι το αποτέλεσμα μίας γονιδιακής μετάλλαξης ή μίας χρωμοσωμικής ανωμαλίας, συνηθέστερα μετατόπισης. Τέτοιες μεταλλάξεις είναι υπεύθυνες για την εμφάνιση καρκίνου. [Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 5 μονάδες για την πλήρη περιγραφή, 2 για την περιγραφή της μη αλλαγής του φαινότυπου, 2 για τους μη φυσιολογικούς γαμέτες και 1 για την αναφορά στα πρωτο-ογκογονίδια. ] ii. Κατά τη μείωση, παράγονται γαμέτες σε κάθε έναν από τους οποίους μεταφέρεται ένα χρωμόσωμα από κάθε ζεύγος ομολόγων χρωμοσωμάτων του γονικού ατόμου. Επίσης κατά τον σχηματισμό γαμετών, τα χρωμοσώματα κάθε γονέα συνδυάζονται με τυχαίο ΤΕΛΟΣ 5ΗΣ ΑΠΟ 10 ΣΕΛΙΔΕΣ

6 ΑΡΧΗ 6ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ τρόπο. Συνεπώς, σε έναν γαμέτη που προκύπτει από το κύτταρο αυτό είναι δυνατό να μεταφερθεί: Το πρώτο χρωμόσωμα από το ζεύγος 16 και το πρώτο από το ζεύγος 19, οπότε υπάρχουν 4 γονίδια για την α αλυσίδα, Το πρώτο χρωμόσωμα από το ζεύγος 16 και το δεύτερο από το χρωμόσωμα 19, οπότε υπάρχουν 2 γονίδια για την α αλυσίδα, Το δεύτερο χρωμόσωμα από το ζεύγος 16 και το πρώτο από το ζεύγος 19, οπότε υπάρχουν 2 γονίδια για την α αλυσίδα, Το δεύτερο από το ζεύγος 16 και το δεύτερο από το ζεύγος 19, οπότε δεν υπάρχουν γονίδια για την α αλυσίδα. [Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 2 μονάδες για την αιτιολόγηση του τρόπου με τον οποίο γίνεται ο διαχωρισμός των χρωμοσωμάτων στη μείωση και 2 μονάδες για τον αριθμό των γονιδίων σε κάθε είδος γαμέτη.] Γνωρίζουμε ότι στα σωματικά κύτταρα του ανθρώπου τα γονίδια για την α αλυσίδα της αιμοσφαιρίνης είναι διπλά, δηλαδή σε κάθε χρωμόσωμα υπάρχουν 2 γονίδια και συνεπώς συνολικά 4 γονίδια για την α αλυσίδα. Τα απολύτως φυσιολογικά ωάρια έχουν 2 γονίδια για την α αλυσίδα, άρα στα ζυγωτά που θα προκύψουν ο αριθμός των εν λόγω γονιδίων θα είναι αντίστοιχα: Συνεπώς, η πιθανότητα να προκύψουν ζυγωτά με φυσιολογικό αριθμό γονιδίων για την α αλυσίδα είναι 2/4 ή 50%. Η πιθανότητα να προκύψει μη βιώσιμο έμβρυο, δηλαδή χωρίς γονίδιο για την α αλυσίδα είναι 0%. [Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 2 μονάδες για την αιτιολόγηση του αριθμού των γονιδίων για την α αλυσίδα στα σωματικά κύτταρα και μονάδα για κάθε σωστή πιθανότητα.] Γ2. Το μαύρο και κίτρινο χρώμα τριχώματος στις γάτες αποτελεί μονογονιδιακό χαρακτήρα. Ένα θηλυκό άτομο μπορεί να είναι μαύρο, μαυροκίτρινο ή κίτρινο και οι αρσενικοί γάτοι είναι μαύροι ή κίτρινοι. Από συνεχείς διασταυρώσεις ενός αρσενικού γάτου με το ίδιο θηλυκό (πατρική γενιά) προκύπτουν στην πρώτη θυγατρική γενιά απόγονοι σε σταθερή φαινοτυπική αναλογία: 1 θηλυκό κίτρινο : 1 θηλυκό μαυροκίτρινο : 1 αρσενικό μαύρο : 1 αρσενικό κίτρινο i. Να εξηγήσετε ποιος είναι ο τύπος κληρονόμησης του τριχώματος στις γάτες. ΤΕΛΟΣ 6ΗΣ ΑΠΟ 10 ΣΕΛΙΔΕΣ

7 ΑΡΧΗ 7ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ii. Να συμβολίσετε κατάλληλα τα αλληλόμορφα για το κίτρινο και μαύρο χρώμα τριχώματος στις γάτες, να γράψετε και να αιτιολογήσετε τους γονότυπους και φαινότυπους των ατόμων της πατρικής γενιάς. (Δεν απαιτείται διασταύρωση και αιτιολόγηση των αναλογιών. Το φύλο στις γάτες καθορίζεται όπως στον άνθρωπο.) ΜΟΝΑΔΕΣ 12 (6+6) i. Δεδομένου ότι υπάρχουν άτομα με μαυροκίτρινο τρίχωμα συμπεραίνουμε ότι τα αλληλόμορφα για το χρώμα τριχώματος είναι συνεπικρατή. Συνεπικρατή ονομάζονται τα γονίδια που εκφράζονται και τα δύο αλληλόμορφα στο φαινότυπο των ετερόζυγων ατόμων. Επιπλέον, η ιδιότητα δεν κληρονομείται με όμοιο τρόπο σε θηλυκά και αρσενικά άτομα, αφού υπάρχουν μόνον θηλυκά άτομα μαυροκίτρινα. Συνεπώς, το γονίδιο για το χρώμα είναι φυλοσύνδετο. Ο τύπος κληρονομικότητας του τριχώματος στις γάτες είναι φυλοσύνδετος συνεπικρατής. [Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 3 μονάδες για τα συνεπικρατή και 3 μονάδες για τα φυλοσύνδετα και την αντίστοιχη αιτιολόγηση.] ii. Συμβολίζουμε με Χ Κ το αλληλόμορφο για το κίτρινο χρώμα τριχώματος και Χ Μ το αλληλόμορφο για το μαύρο. Τα αρσενικά άτομα έχουν δύο διαφορετικά φυλετικά χρωμοσώματα ΧΥ, ενώ τα θηλυκά έχουν δύο όμοια φυλετικά χρωμοσώματα ΧΧ. Φυλοσύνδετα είναι τα γονίδια που βρίσκονται στην περιοχή του Χ χρωμοσώματος που δεν έχει αλληλόμορφο στο Υ. Τα αρσενικά άτομα κληρονομούν Χ χρωμόσωμα από τη μητέρα και Υ από τον πατέρα, ενώ τα θηλυκά άτομα κληρονομούν Χ χρωμόσωμα και από τον πατέρα. Δεδομένου ότι στη θυγατρική γενιά προκύπτουν αρσενικοί απόγονοι με μαύρο και άλλοι με κίτρινο χρώμα, το θηλυκό άτομο της πατρικής γενιάς έχει γονότυπο Χ Κ Χ Μ και φαινότυπο μαυροκίτρινο χρώμα. Το αρσενικό άτομο της πατρικής γενιάς έχει γονότυπο Χ Κ Υ και φαινότυπο κίτρινο χρώμα, διότι στη θυγατρική γενιά προκύπτουν θηλυκά κίτρινα, δηλαδή άτομα με γονότυπο Χ Κ Χ Κ. [Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 2 μονάδες για τον σωστό συμβολισμό, 2 για την αιτιολόγηση της κληρονόμησης των Χ και Υ χρωμοσωμάτων σε θηλυκά και αρσενικά άτομα και 2 για τους σωστούς γονότυπους και φαινότυπους των ατόμων της πατρικής γενιάς.] ΘΕΜΑ Δ Η παρακάτω αλληλουχία αποτελεί ώριμο mrna που απομονώθηκε από ανθρώπινο κύτταρο με σκοπό τη δημιουργία cdna βιβλιοθήκης και κωδικοποιεί τη σύνθεση τετραπεπτιδίου. 5 GAAUUCAUGCCAUUUUAUUGAGAAUUC 3 ΤΕΛΟΣ 7ΗΣ ΑΠΟ 10 ΣΕΛΙΔΕΣ

8 ΑΡΧΗ 8ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Δ1. Να γράψετε την αλληλουχία βάσεων του δίκλωνου DNA που παράγεται από αυτό το mrna κατά την κατασκευή της cdna βιβλιοθήκης και να σημειώσετε 5 και 3 τα άκρα της. Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. Να αναφέρετε (ονομαστικά) ποια ένζυμα χρησιμοποιήθηκαν για την κατασκευή του δίκλωνου αυτού DNA. 3 CTTAAGTACGGTAAAATAACTCTTAAG 5 5 GAATTCATGCCATTTTATTGAGAATTC 3 ΜΟΝΑΔΕΣ 9 (3+4+2) Μία αλυσίδα cdna δημιουργείται με πρότυπο ένα μόριο mrna. Από τη διαδικασία της αντίστροφης μεταγραφής παράγονται υβριδικά μόρια cdna-mrna. Στη συνέχεια το RNA διασπάται με κατάλληλες χημικές ουσίες ή αποδιατάσσεται με θέρμανση και η αλυσίδα cdna χρησιμεύει σαν καλούπι για τη σύνθεση της συμπληρωματικής DNA αλυσίδας. Το αποτέλεσμα είναι η δημιουργία δίκλωνου μορίου DNA. Κάθε αλυσίδα νουκλεοτιδίων σχηματίζεται από τη σύνδεση νουκλεοτιδίων με 3-5 φωσφοδιεστερικό δεσμό και για τον λόγο αυτό έχει προσανατολισμό 5 3. Επίσης οι δύο αλυσίδες DNA είναι αντιπαράλληλες, δηλαδή, όπου η μία έχει 5 άκρο ή άλλη απέναντι της έχει 3 άκρο. Η σύνθεση της συμπληρωματικής αλυσίδας cdna πραγματοποιείται από το ένζυμο αντίστροφη μεταγραφάση. Η σύνθεση του δίκλωνου DNA πραγματοποιείται από το ένζυμο DNA πολυμεράση. [Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 3 μονάδες για την αλληλουχία, 4 μονάδες για την πλήρη αιτιολόγηση και με 1 μονάδα για την αναφορά σε κάθε ένα από τα 2 απαραίτητα ένζυμα.] Δ2. Το δίκλωνο DNA που προκύπτει τέμνεται από την περιοριστική ενδονουκλεάση EcoRI προκειμένου να εισαχθεί σε πλασμίδιο. Να γράψετε την αλληλουχία βάσεων στο θραύσμα σημειώνοντας τα 5 και 3 άκρα του και να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. Η EcoRI αναγνωρίζει την αλληλουχία: ΤΕΛΟΣ 8ΗΣ ΑΠΟ 10 ΣΕΛΙΔΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ 3 (1+2) 5 -GAATTC-3 3 -CTTAAG-5 την οποία και κόβει σε κάθε αλυσίδα μεταξύ της G και της A (με κατεύθυνση 5 3 ) αφήνοντας μονόκλωνα άκρα από αζευγάρωτες βάσεις στα κομμένα άκρα. Συνεπώς, μετά την επίδραση της EcoRI στο δίκλωνο DNA προκύπτει το τμήμα:

9 ΑΡΧΗ 9ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ 3 GTACGGTAAAATAACTCTTAA 5 5 AATTCATGCCATTTTATTGAG 3 [Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 2 μονάδες για την αλληλουχία που αναγνωρίζει η περιοριστική ενδονουκλεάση και τα άκρα της αλληλουχίας και 1 μονάδα για το θραύσμα] Δ3. Η παρακάτω αλληλουχία αποτελεί τμήμα πλασμιδίου που θα χρησιμοποιηθεί ως φορέας κλωνοποίησης του γονιδίου για το τετραπεπτίδιο. 3 CAGCTC CTTAAGG.5 5 GTCGAG GAATTCC.3 ΥΠΟΚΙΝΗΤΗΣ Το τμήμα 3 CAGCTC 5 5 GTCGAG 3 αποτελεί υποκινητή του πλασμιδίου. Το πλασμίδιο θραύεται μία φορά με την EcoRI στο εσωτερικό του τμήματος. Να γράψετε τα άκρα του πλασμιδίου μετά τη θραύση του. Να μην αιτιολογήσετε την απάντησή σας. ΜΟΝΑΔΕΣ 1 3 CAGCTC CTTAA 5 GTCGAG G GG.5 AATTCC.3 [Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 1 μονάδα.] Δ4. Αντίγραφα από τα θραύσματα DNA του ερωτήματος Δ2 αναμίχθηκαν με αντίγραφα του ανοιγμένου πλασμιδίου και DNA δεσμάση, οπότε προέκυψαν ανασυνδυασμένα πλασμίδια με δύο διαφορετικές αλληλουχίες βάσεων. i. Να γράψετε τις δύο αλληλουχίες βάσεων των ανασυνδυασμένων πλασμιδίων, τις οποίες και να ονομάσετε (με επιλογή σας) «πλασμίδιο 1» και «πλασμίδιο 2». ii. Με τα ανασυνδυασμένα πλασμίδια 1 και 2 μετασχηματίζονται βακτήρια κατάλληλα για κλωνοποίηση. Να εξηγήσετε σε ποια βακτήρια (αυτά που μετασχηματίστηκαν με το πλασμίδιο 1 ή σε αυτά που μετασχηματίστηκαν με το πλασμίδιο 2) θα παραχθεί το τετραπεπτίδιο. ΜΟΝΑΔΕΣ 10 (3+7) ΤΕΛΟΣ 9ΗΣ ΑΠΟ 10 ΣΕΛΙΔΕΣ

10 ΑΡΧΗ 10ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΑΠΑΝΤΗΣΗ i. Η σύνδεση των θραυσμάτων DNA με τον φορέα κλωνοποίησης στηρίζεται στη συμπληρωματικότητα των άκρων που δημιουργούνται από την περιοριστική ενδονουκλεάση. Συνεπώς, το ανοιγμένο πλασμίδιο είναι δυνατό να συνδεθεί με τα θραύσματα από το ερώτημα Δ2 με δύο διαφορετικούς τρόπους: Πλασμίδιο 1 3 CAGCTCCTTAA GTACGGTAAAATAACTCTTAA GG 5 5 GTCGAGGAATT CATGCCATTTTATTGAGAATTCC 3 Πλασμίδιο 2 3 CAGCTCCTTAAGAGTTATTTTACCGTACTTAA GG 5 5 GTCGAGGAATTCTCAATAAAATGGCATGAATT CC 3 [Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 1 μονάδα για την αιτιολόγηση του τρόπου σύνδεσης λόγω συμπληρωματικότητας και από 1 μονάδα για κάθε σωστή αλληλουχία στα πλασμίδια 1 και 2.] ii. Για να γίνει η μεταγραφή ενός γονιδίου, η RNA πολυμεράση συνδέεται με τον υποκινητή του γονιδίου με τη βοήθεια μεταγραφικών παραγόντων, προκαλεί τοπικό ξετύλιγμα της διπλής έλικας του DNA και μεταγράφει τη μία αλυσίδα του DNA που ονομάζεται μη κωδική. Από τη μεταγραφή προκύπτει μόριο RNA με προσανατολισμό 5 3, το οποίο είναι συμπληρωματικό και αντιπαράλληλο με τη μη κωδική αλυσίδα. Συνεπώς η μεταγραφόμενη αλυσίδα σε κάθε περίπτωση (τόσο στο πλασμίδιο 1 όσο και στο 2) είναι η πρώτη. Όμως, μόνον από τη μεταγραφή του πλασμιδίου 1 προκύπτει mrna κατάλληλο για τη σύνθεση του τετραπεπτιδίου, διότι μόνο από τη μεταγραφή αυτού προκύπτει RNA με τα κωδικόνια AUG CCA UUU UAU UGA. [Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 3 μονάδες για τη σύνδεση της RNA πολυμεράσης με τον υποκινητή, 2 μονάδες για την αντιπαραλληλία και 2 μονάδες για την εύρεση του πλσμιδίου.] Δ5. Σήμερα φαρμακευτικά πεπτίδια είναι δυνατό να παραχθεί επίσης από ζώα gene pharming. Να εξηγήσετε για ποιο λόγο η μέθοδος gene pharming πλεονεκτεί έναντι της μεθόδου παραγωγής ανθρώπινων φαρμακευτικών πρωτεϊνών από βακτήρια. ΜΟΝΑΔΕΣ 2 ΑΠΑΝΤΗΣΗ Η μέθοδος gene pharming στηρίζεται στην παραγωγή πρωτεϊνών από κύτταρα των μαστικών αδένων των ζώων, όπως προβάτων και αγελάδων ώστε να είναι δυνατή η συλλογή της πρωτεΐνης από το γάλα των ζώων. Η μέθοδος σε σχέση με την παραγωγή πρωτεϊνών από βακτήρια, παρουσιάζει το πλεονέκτημα ότι από τα διαγονιδιακά ζώα παράγονται πρωτεΐνες όμοιες με αυτές που παράγονται από τον ανθρώπινο οργανισμό αλλά και πολύπλοκες πρωτεΐνες που τα βακτήρια δεν είναι δυνατό να συνθέσουν διότι στερούνται τους μηχανισμούς τροποποίησης των πρωτεϊνών που διαθέτουν οι ευκαρυωτικοί οργανισμοί. ΤΕΛΟΣ 10ΗΣ ΑΠΟ 10 ΣΕΛΙΔΕΣ [Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 2 μονάδες.]