1.Πείραματα που απέδειξαν ότι το γενετικό υλικό είναι το DNA. (ςχολικό) DNA-RNA (μάθημα υποδομήσ)

Transcript

1 1.Πείραματα που απέδειξαν ότι το γενετικό υλικό είναι το DN. (ςχολικό) Παρ ϐλο που το DN εντοπύςτηκε ςτον πυρόνα των κυττϊρων το 1869, ϋωσ και το 1944 δεν όταν γνωςτϐ ϐτι αποτελεύ το γενετικϐ υλικϐ των οργανιςμών. Οι επιςτόμονεσ πύςτευαν ϐτι τα μϐρια που μεταφϋρουν τη γενετικό πληροφορύα εύναι οι πρωτεϗνεσ, που παρουςιϊζουν μεγαλϑτερη ποικιλομορφύα, επειδό εύναι αποτϋλεςμα ςυνδυαςμοϑ εύκοςι διαφορετικών αμινοξϋων, ενώ το DN εύναι ςυνδυαςμϐσ τεςςϊρων μϐνο νουκλεοτιδύων! Σο 1928 ο riffith χρηςιμοπούηςε δϑο ςτελϋχη του βακτηρύου πνευμονιϐκοκκοσ (Diplococcus pneumoniae), τα οπούα ξεχωρύζουν μορφολογικϊ, ϐταν καλλιεργηθοϑν ςε θρεπτικϐ υλικϐ, λϐγω τησ παρουςύασ ό μη ενϐσ προςτατευτικοϑ καλϑμματοσ. Σο ςτϋλεχοσ που εύχε κϊλυμμα ςχημϊτιζε λεύεσ αποικύεσ και όταν παθογϐνο, δηλαδό ςκϐτωνε τα ποντύκια που μϐλυνε, ενώ εκεύνο που δεν εύχε κϊλυμμα ςχημϊτιζε αδρϋσ αποικύεσ και δεν όταν παθογϐνο. Ο riffith χρηςιμοπούηςε υψηλό θερμοκραςύα, για να ςκοτώςει τα λεύα βακτόρια και με αυτϊ μϐλυνε ποντικοϑσ, οι οπούοι παρϋμεναν ζωντανού. Όταν ϐμωσ ανϋμειξε νεκρϊ λεύα βακτόρια με ζωντανϊ αδρϊ και με το μεύγμα μϐλυνε ποντικοϑσ, τϐτε αυτού πϋθαναν. το αύμα των νεκρών ποντικών βρϋθηκαν ζωντανϊ λεύα βακτόρια. Ο riffith ςυμπϋρανε ϐτι μερικϊ αδρϊ βακτόρια «μεταςχηματύςτηκαν» ςε λεύα παθογϐνα ϑςτερα απϐ αλληλεπύδραςη με τα νεκρϊ λεύα βακτόρια, αλλϊ δεν μπϐρεςε να δώςει ικανοποιητικό απϊντηςη για το πώσ γύνεται αυτϐ. Η απϊντηςη δϐθηκε το 1944, ϐταν οι very, Mac- Leod και Mcarty επανϋλαβαν τα πειρϊματα του riffith in vitro. Οι ερευνητϋσ διαχώριςαν τα ςυςτατικϊ των νεκρών λεύων βακτηρύων ςε υδατϊνθρακεσ, πρωτεϗνεσ, λιπύδια, RN, DN κτλ. Και ϋλεγξαν ποιο απϐ αυτϊ εύχε την ικανϐτητα μεταςχηματιςμοϑ. Διαπύςτωςαν ϐτι το ςυςτατικϐ που προκαλοϑςε το μεταςχηματιςμϐ των αδρών βακτηρύων ςε λεύα όταν το DN. Σην ύδια εποχό υπόρχαν πολλϊ βιοχημικϊ δεδομϋνα που υποςτόριζαν ϐτι το DN εύναι το γενετικϐ υλικϐ. Η ποςϐτητα του DN ςε κϊθε οργανιςμϐ εύναι ςταθερό και δε μεταβϊλλεται απϐ αλλαγϋσ ςτο περιβϊλλον. Η ποςϐτητα του DN εύναι επύςησ ύδια ςε ϐλα τα εύδη κυττϊρων ενϐσ οργανιςμοϑ ϐπωσ ςτην περύπτωςη του ανθρώπου ςε αυτϊ του ςπλόνα, τησ καρδιϊσ, του όπατοσ κτλ. Οι γαμϋτεσ των ανώτερων οργανιςμών, που εύναι απλοειδεύσ, περιϋχουν τη μιςό ποςϐτητα DN απϐ τα ςωματικϊ κϑτταρα, που εύναι διπλοειδό. Η ποςϐτητα του DN εύναι, κατϊ κανϐνα, ανϊλογη με την πολυπλοκϐτητα του οργανιςμοϑ. υνόθωσ, ϐςο εξελικτικϊ ανώτεροσ εύναι ο οργανιςμϐσ τϐςο περιςςϐτερο DN περιϋχει ςε κϊθε κϑτταρϐ του. Η οριςτικό επιβεβαύωςη ϐτι το DN εύναι το γενετικϐ υλικϐ όλθε το 1952 με τα κλαςικϊ πειρϊματα των Hershey και hase οι οπούοι μελϋτηςαν τον κϑκλο ζωόσ του βακτηριοφϊγου (φϊγου) Σ 2. Οι ερευνητϋσ ιχνηθϋτηςαν τουσ φϊγουσ με ραδιενεργϐ 35 S, που ενςωματώνεται μϐνο ςτισ πρωτεϗνεσ αλλϊ ϐχι ςτο DN, και με ραδιενεργϐ, 32 Ρ που ενςωματώνεται μϐνο ςτο DN και ϐχι ςτισ πρωτεϗνεσ. τη ςυνϋχεια με ραδιενεργοϑσ φϊγουσ μϐλυναν βακτόρια. Σα αποτελϋςματα ϋδειξαν ϐτι μϐνο το DN των φϊγων ειςϋρχεται ςτα βακτηριακϊ κϑτταρα και εύναι ικανϐ να «δώςει τισ απαραύτητεσ εντολϋσ», για να πολλαπλαςιαςτοϑν και να παραχθοϑν οι νϋοι φϊγοι. 2. DN-RN (μάθημα υποδομήσ) Γενετικϐ υλικϐ : το γενετικϐ υλικϐ βρύςκεται η πληροφορύα για την τοποθϋτηςη των αμινοξϋων ςτη ςωςτό ςειρϊ ςτισ πολυπεπτιδικϋσ αλυςύδεσ. Ένα κϑτταρο ςυνθϋτει τισ πολυπεπτιδικϋσ αλυςύδεσ που χρειϊζεται. Για να λειτουργόςουν ϐμωσ αυτϋσ ςωςτϊ θα πρϋπει τα αμινοξϋα να μπουν ςτη ςωςτό ςειρϊ. Σο γενετικϐ υλικϐ δύνει τισ εντολϋσ ςτο κϑτταρο πώσ να τοποθετόςει τα αμινοξϋα ςτη ςωςτό ςειρϊ ςε κϊθε πολυπεπτιδικό αλυςύδα. Σο γενετικϐ υλικϐ εύναι το DN. Επειδό ο αριθμϐσ των πολυπεπτιδικών αλυςύδων ςε κϊθε κϑτταρο εύναι πολϑ μεγϊλοσ, η γενετικό πληροφορύα «χωρύζεται» ςε τμόματα. Ένα μϐριο DN ϋχει τμόματα που εύναι γνωςτϊ ωσ γονύδια. Ένα γονύδιο εύναι τμόμα DN υπεϑθυνο για την προςθόκη των αμινοξϋων ςτη ςωςτό ςειρϊ ςε μύα ςυγκεκριμϋνη πολυπεπτιδικό αλυςύδα. Ένα ενιαύο μϐριο DN ϋχει μεγϊλο αριθμϐ γονιδύων.τα προκαρυωτικϊ κϑτταρα ( βακτόρια) τα γονύδια που απαιτοϑνται για την ςϑνθεςη ϐλων των πολυπεπτιδικών αλυςύδων βρύςκονται ςε ϋνα μϐριο DN. τα ευκαρυωτικϊ κϑτταρα τα γονύδια που απαιτοϑνται για την ςϑνθεςη ϐλων των πολυπεπτιδικών αλυςύδων δεν περιλαμβϊνονται μϐνο ςε ϋνα μϐριο DN, αλλϊ ςε ϋναν ςυγκεκριμϋνο αριθμϐ μορύων DN. Σο DN εύναι ϋνα μεγαλομϐριο (πολυμερϋσ) που αποτελεύται απϐ δϑο μεγϊλεσ αλυςύδεσ που ενώνονται μεταξϑ τουσ. Η κϊθε αλυςύδα αποτελεύται απϐ την ςυνϋνωςη πολλών νουκλεοτιδύων (μονομερό). [1]

2 Νουκλεοτύδια : Τπϊρχουν τϋςςερα εύδη νουκλεοτιδύων. Ένα νουκλεοτύδιο αποτελεύται απϐ ϋνα ςϊκχαρο τη δεοξυρύβοζη, μύα αζωτοϑχο βϊςη και μύα φωςφορικό ομϊδα. Και τα τϋςςερα νουκλεοτύδια του DN ςτο μϐνο πρϊγμα που διαφϋρουν εύναι ςτην αζωτοϑχο βϊςη που διαθϋτουν. Τπϊρχουν τϋςςερισ αζωτοϑχεσ βϊςεισ ςτο DN : Αδενύνη που ςυμβολύζεται με Α. Γουανύνη που ςυμβολύζεται με. Θυμύνη που ςυμβολύζεται με Σ. Κυτοςύνη που ςυμβολύζεται με. το παρακϊτω ςχόμα δεύχνονται απλϊ (χωρύσ χημικοϑσ τϑπουσ) τα τϋςςερα νουκλεοτύδια Σάθχαξν : Δενμυξηβόδε Φωζθνξηθή : νκάδα Πολυνουκλεοτιδικό αλυςύδα : Αποτελεύται απϐ τη ςυνϋνωςη πολλών νουκλεοτιδύων. Ο τρϐποσ που ενώνονται τρύα νουκλεοτύδια δύνεται παρακϊτω 1ν λνυθιενηίδην 2ν λνυθιενηίδην Δεζμόρ ανάμεζα ζηο -ΟΗ ηος 1ο και ηηρ θωζθοπικήρ ομάδαρ ηος 2ο νοςκλεοηιδίος. Φωζθοδι εζηεπικόρ δεζμόρ Αιυζίδα δύν λνυθιενηηδίωλ Αυτοδιπλαςιαςμϐσ του DN. Η ςημαντικϐτερη ιδιϐτητα του DN εύναι ϐτι μπορεύ να δημιουργεύ αντύγραφα του εαυτοϑ του. Ένα μϐριο DN αποτελεύται απϐ δϑο πολυνουκλεοτιδικϋσ αλυςύδεσ. Σα νουκλεοτύδια ςτισ διαφορετικϋσ αλυςύδεσ ςυνδϋονται με δεςμοϑσ υδρογϐνου. Σο «ζευγϊρωμα» δϑο νουκλεοτιδύων ςτισ δϑο διαφορετικϋσ αλυςύδεσ εύναι ειδικϐ. Απϋναντι απϐ το νουκλεοτύδιο που ϋχει βϊςη την αδενύνη (Α) ςυνδϋεται με δϑο δεςμοϑσ υδρογϐνου το νουκλεοτύδιο που ϋχει βϊςη τη θυμύνη (Σ) και αντύςτροφα. Απϋναντι απϐ το νουκλεοτύδιο που ϋχει βϊςη τη γουανύνη () ςυνδϋεται με τρεισ δεςμοϑσ υδρογϐνου το νουκλεοτύδιο που ϋχει βϊςη τη κυτοςύνη () και αντύςτροφα. χόμα : αιυζίδα-ι αιυζίδα-ιi Σρϐποσ αυτοδιπλαςιαςμοϑ του DN. Οι δϑο αλυςύδεσ του DN αποχωρύζονται μϋςα ςτο κϑτταρο με τη διϊςπαςη των δεςμών υδρογϐνου που τισ ςυγκρατοϑν αιυζίδα-ι αιυζίδα-ιi αιυζίδα-ι αιυζίδα-ιi Φωζθοδι εζηεπικόρ δεζμόρ Φωζθοδι εζηεπικόρ δεζμόρ Αιυζίδα ηξηώλ λνυθιενηηδίωλ Φωζθοδι εζηεπικόρ δεζμόρ [2]

3 Σα νϋα νουκλεοτύδια που υπϊρχουν διαθϋςιμα ςτο κϑτταρο προςτύθενται απϋναντι απϐ τα νουκλεοτύδια των παλαιών (μητρικών ) αλυςύδων με βϊςη το ειδικϐ ζευγϊρωμα Α μϐνο με Σ και μϐνο με αιυζίδα-ι λέα αιυζίδα Ι λέα αιυζίδα ΙΙ αιυζίδα-ιi Δύο νέα μόπια DN, όμοια μεηαξύ ηοςρ αλλά και όμοια με ηο απσικό Έκφραςη τησ πληροφορύασ που φϋρουν τα γονύδια: την ςειρϊ των βϊςεων τησ μύασ απϐ τισ δϑο αλυςύδεσ του γονιδύου υπϊρχει η πληροφορύα για την τοποθϋτηςη των αμινοξϋων ςτη ςωςτό ςειρϊ ςτην πολυπεπτιδικό αλυςύδα. Όμωσ η γενετικό πληροφορύα τησ αλυςύδασ του DN δεν μπορεύ να αξιοποιηθεύ απϐ το κϑτταρο απ ευθεύασ. Για να αξιοποιηθεύ η πληροφορύα που υπϊρχει ςτη ςειρϊ των βϊςεων τησ αλυςύδασ του γονιδύου, η αλυςύδα αυτό θα πρϋπει να μεταγραφεύ ( να ξαναγραφτεύ) ςε RN. Μόξην DN πνυ πεξηέχεη ην γνλίδην αιυζίδα γνληδίνυ πνυ θέξεη ηελ πιεξνθνξία γηα ηελ ζωζηή ζεηξά ηωλ ακηλνμέωλ Γονίδιο (ημήμα-dn) Μεηαγπαθή γονιδίος : Η αλςζίδα πος θέπει ηην γενεηική πληποθοπία ξαναγπάθεηαι ζε mrn - UUUUU - Σο RN εύναι και αυτϐ πολυμερϋσ ϐπωσ το DN και προκϑπτει και αυτϐ με την ςυνϋνωςη νουκλεοτιδύων με τον ύδιο τρϐπο (φωςφοδιεςτερικϐ δεςμϐ). Όμωσ τα νουκλεοτύδια του RN δεν ϋχουν ωσ ςϊκχαρο τη δεοξυριβϐζη αλλϊ τη ριβϐζη. Ακϐμη τα νουκλεοτύδια του RN,αντύ θυμύνησ (Σ) ϋχουν τη βϊςη ουρακύλη (U). Ακϐμη το RN εύναι κατϊ κανϐνα μονϐκλωνο (δηλαδό αποτελεύται μϐνο απϐ μύα αλυςύδα) Μετϊφραςη : Σο mrn (αγγελιϐφορο) μεταφϋρει ςτη ςειρϊ των βϊςεων του μϋςα ςτο εςωτερικϐ του κυττϊρου την [3] πληροφορύα για την τοποθϋτηςη των αμινοξϋων ςτην πολυπεπτιδικό αλυςύδα ςτη ςωςτό ςειρϊ. Η ςχϋςη ανϊμεςα ςτη ςειρϊ των βϊςεων του mrn ( ό τησ κωδικόσ αλυςύδασ) με τη ςειρϊ των αμινοξϋων αποτελεύ τον γενετικϐ κώδικα, ϋναν κώδικα που δημιοϑργηςε η φϑςη. Η ςειρϊ των βϊςεων του mrn «μεταφρϊζεται» ςε ςειρϊ αμινοξϋων ςτην πολυπεπτιδικό αλυςύδα. ζεηξά βάζεωλ Μεηάθπαζη με βάζη ηο γενεηικό κώδικα - UUUUU - ζεηξά ακηλνμέωλ NH 2 -κεζεηνλίλε-ηζηηδίλε-πξνιίλε-αζπαξαγίλε-o Η διαδικαςύα τησ μετϊφραςησ ςτο κϑτταρο πραγματοποιεύται ςτα ριβοςώματα που αποτελοϑνται απϐ ϋνα ϊλλο εύδοσ RN, το ριβοςωμικϐ RN (rrn). Σα αμινοξϋα τοποθετοϑνται ςτη ςωςτό ςειρϊ απϐ τα μεταφορικϊ μϐρια RN (trn) που καθοδηγοϑνται απϐ τη ςειρϊ των βϊςεων του mrn. Ερωτήςεισ πολλαπλήσ επιλογήσ ςτο DN 1. Ένα προκαρυωτικϐ κυτταρο διαθϋτει : α. Ένα μϐριο DN που διαθϋτει πϊρα πολλϊ γονύδια β. Έναν αριθμϐ μορύων DN,ϐπου το κϊθε μϐριο DN διαθϋτει πϊρα πολλϊ γονύδια. γ. Έναν πολϑ μεγϊλο αριθμϐ μορύων DN που το καθϋνα περιϋχει ϋνα γονύδιο. δ. Πολλϊ μϐρια DN που ϐλα μαζύ δημιουργοϑν ϋνα γονύδιο. 2. Ένα ευκαρυωτικϐ κυτταρο διαθϋτει : α. Ένα μϐριο DN που διαθϋτει πϊρα πολλϊ γονύδια β. Έναν αριθμϐ μορύων DN,ϐπου το κϊθε μϐριο DN διαθϋτει πϊρα πολλϊ γονύδια. γ. Έναν πολϑ μεγϊλο αριθμϐ μορύων DN που το καθϋνα περιϋχει ϋνα γονύδιο. δ. Πολλϊ μϐρια DN που ϐλα μαζύ δημιουργοϑν ϋνα γονύδιο. 3. Ένα μϐριο DN : α. Αποτελεύται απϐ δϑο πολυνουκλεοτιδικϋσ αλυςύδεσ,ϐπου τα νουκλεοτύδια που την αποτελοϑν ϋχουν ωσ ςϊκχαρο τη δεοξυριβϐζη β. Αποτελεύται απϐ δϑο πολυνουκλεοτιδικϋσ αλυςύδεσ, ϐπου τα νουκλεοτύδια που την αποτελοϑν ϋχουν ωσ ςϊκχαρο τη ριβϐζη γ. Αποτελεύται απϐ μύα πολυνουκλεοτιδικό αλυςύδα, ϐπου τα νουκλεοτύδια που την αποτελοϑν ϋχουν ωσ ςϊκχαρο τη δεοξυριβϐζη

4 δ. Αποτελεύται απϐ μύα πολυνουκλεοτιδικό αλυςύδα, ϐπου τα νουκλεοτύδια που την αποτελοϑν ϋχουν ωσ ςϊκχαρο τη ριβϐζη 4. Ποιο απϐ τα παρακϊτω αποτελεύ νουκλεοτύδιο του DN : α. δεοξυριβϐζη ςυνδεδεμϋνη με φωςφορικό ομϊδα και με τη βϊςη ουρακύλη β. ριβϐζη ςυνδεδεμϋνη με φωςφορικό ομϊδα και με τη βϊςη ουρακύλη γ. δεοξυριβϐζη ςυνδεδεμϋνη με φωςφορικό ομϊδα και με τη βϊςη θυμύνη δ. ριβϐζη ςυνδεδεμϋνη με φωςφορικό ομϊδα και με τη βϊςη αδενύνη. 5. Σα νουκλεοτύδια ςτο μϐριο του DN ςυνδϋονται μεταξϑ τουσ με : α. πεπτιδικϐ δεςμϐ. β. διςουλφιδικϐ δεςμϐ γ. φωςφοδιεςτερικϐ δεςμϐ 5-3 δ. φωςφοδιεςτερικϐ δεςμϐ Σο πρώτο και το τελευταύο νουκλεοτύδιο ςε μύα πολυνουκλεοτιδικό αλυςύδα : α. ϋχουν και τα δϑο ελεϑθερο ϋνα 5 ϊκρο β. ϋχουν και τα δϑο ελεϑθερο ϋνα 3 ϊκρο γ. το πρώτο ϋχει ελεϑθερο το 5 ϊκρο, ενώ το τελευταύο το 3 ϊκρο. δ. το πρώτο ϋχει ελεϑθερο το 3 ϊκρο, ενώ το τελευταύο το 5 ϊκρο. Ερωτήςεισ πολλαπλήσ επιλογήσ ςτον αυτοδιπλαςιαςμό του DN. 7. Ο αυτοδιπλαςιαςμϐσ του DN οφεύλεται : α. το γεγονϐσ ϐτι οι δϑο αλυςύδεσ εύναι αντιπαρϊλληλεσ β. το γεγονϐσ ϐτι οι δϑο αλυςύδεσ εύναι ςυμπληρωματικϋσ γ. το γεγονϐσ ϐτι οι δϑο αλυςύδεσ ςυνδϋονται με δεςμοϑσ υδρογϐνου δ. το γεγονϐσ ϐτι αποτελεύτε μϐνο απϐ τϋςςερα εύδη νουκλεοτιδύων. 8. Σα δϑο νϋα μϐρια DN που προκϑπτουν μετϊ την αντιγραφό ενϐσ αρχικοϑ μορύου DN : α. Εύναι ύδια μεταξϑ τουσ, αλλϊ και με το αρχικϐ μϐριο DN. β. Εύναι ύδια μεταξϑ τουσ, αλλϊ διαφορετικϊ με το αρχικϐ μϐριο DN. γ. Εύναι διαφορετικϊ τϐςο μεταξϑ τουσ, ϐςο και με το αρχικϐ μϐριο DN. ε. Εύναι διαφορετικϊ τϐςο μεταξϑ τουσ, ύδια ϐμωσ με το αρχικϐ μϐριο DN. 1. Σα δϑο νϋα μϐρια DN που προκϑπτουν μετϊ την αντιγραφό ενϐσ αρχικοϑ μορύου DN : α. Έχουν το καθϋνα απϐ αυτϊ δϑο νϋεσ αλυςύδεσ DN. β. Σο ϋνα μϐριο DN ϋχει δϑο νϋεσ αλυςύδεσ,ενώ το ϊλλο δϑο παλαιϋσ (μητρικϋσ) αλυςύδεσ γ. Και τα δϑο μϐρια DN ϋχουν μύα νϋα και μύα παλαιϊ(μητρικό) αλυςύδα. δ. Ανϊλογα με την περύπτωςη μπορεύ να ϋχουν μϐνο νϋεσ, μϐνο παλαιϋσ ό μύα νϋα και μύα παλαιϊ αλυςύδα. 11. Η μεταβύβαςη τησ γενετικόσ πληροφορύασ απϐ κϑτταρο ςε κϑτταρο και απϐ οργανιςμϐ ςε οργανιςμϐ, οφεύλεται : α. τον αυτοδιπλαςιαςμϐ του DN β. τη μεταγραφό του DN γ. τη μετϊφραςη του mrn δ. ε ϐλα τα παραπϊνω Ερωτήςεισ πολλαπλήσ επιλογήσ ςτη μεταγραφή 12. Η μεταγραφό ενϐσ γονιδύου οδηγεύ : α. ςε ϋνα μϐριο DN που εύναι πανομοιϐτυπο με το γονύδιο. β. ςε ϋνα μϐριο RN που εύναι πανομοιϐτυπο με τη κωδικό αλυςύδα του γονιδύου γ. ςε ϋνα μϐριο RN που εύναι πανομοιϐτυπο με τη μη κωδικό αλυςύδα του γονιδύου δ. ςε μύα αλυςύδα DN που εύναι πανομοιϐτυπη με τη κωδικό αλυςύδα του γονιδύου 13. Ένα νουκλεοτύδιο του RN αποτελεύται : α. απϐ μύα δεοξυριβϐζη, μύα φωςφορικό ομϊδα και μύα αδενύνη β. απϐ μύα ριβϐζη, μύα φωςφορικό ομϊδα και μύα θυμύνη γ. απϐ μύα δεοξυριβϐζη, μύα φωςφορικό ομϊδα και μύα ουρακύλη δ. απϐ μύα ριβϐζη, μύα φωςφορικό ομϊδα και μύα ουρακύλη Ερωτήςεισ πολλαπλήσ επιλογήσ ςτη μετάφραςη. 14. Σην γενετικό πληροφορύα ςτα ριβοςώματα τη μεταφϋρει : α. Σο αγγελιοφϐρο RN (mrn) β. Σο ριβοςωμικϐ RN (rrn) γ. Σο μεταφορικϐ RN (trn) δ. Σο μικρϐ πυρηνικϐ RN (rrn) 15. Εύναι ςυςτατικϐ των ριβοςωμϊτων : α. Σο αγγελιοφϐρο RN (mrn) β. Σο ριβοςωμικϐ RN (rrn) γ. Σο μεταφορικϐ RN (trn) δ. Σο μικρϐ πυρηνικϐ RN (rrn) 16. Μεταφϋρει και τοποθετεύ τα αμινοξϋα ςτην πολυπεπτιδικό αλυςύδα : α. Σο αγγελιοφϐρο RN (mrn) [4]

5 β. Σο ριβοςωμικϐ RN (rrn) γ. Σο μεταφορικϐ RN (trn) δ. Σο μικρϐ πυρηνικϐ RN (rrn) 17. Η μετϊφραςη ενϐσ μορύου mrn «οδηγεύ» ςτο ςχηματιςμϐ : α. ενϐσ μορύου DN β. ενϐσ μορύου RN γ. μύασ πολυπεπτιδικόσ αλυςύδασ δ. μύασ πολυνουκλεοτιδικόσ αλυςύδασ. 18. Ο γενετικϐσ κώδικασ : α. εύναι ϋνασ κώδικασ αντιςτούχιςησ τησ ςειρϊσ των αμινοξϋων τησ πολυπεπτιδικόσ αλυςύδασ με τη ςειρϊ των βϊςεων τησ μη κωδικόσ αλυςύδασ του γονιδύου. β. εύναι ϋνασ κώδικασ αντιςτούχιςησ τησ ςειρϊσ των αμινοξϋων τησ πολυπεπτιδικόσ αλυςύδασ με τη ςειρϊ των rrn. γ. εύναι ϋνασ κώδικασ αντιςτούχιςησ τησ ςειρϊσ των βϊςεων του mrn και τησ κωδικϊσ αλυςύδασ με τη ςειρϊ των αμινοξϋων τησ πολυπεπτιδικόσ αλυςύδασ. δ. εύναι ϋνασ κώδικασ τοποθϋτηςησ των γονύδιων ςτη ςωςτό ςειρϊ. 19. Σα γονύδια : α. Καθορύζουν μϐνο τη ςειρϊ των αμινοξϋων ςτισ πολυπεπτιδικϋσ αλυςύδεσ. β. Καθορύζουν τη ςειρϊ των αμινοξϋων ςτισ πολυπεπτιδικϋσ αλυςύδεσ και τη ςειρϊ των βϊςεων ςτα μϐρια trn. γ. Καθορύζουν τη ςειρϊ των αμινοξϋων ςτισ πολυπεπτιδικϋσ αλυςύδεσ και τη ςειρϊ των βϊςεων ςτα μϐρια trn,rrn και snrn. δ. Καθορύζουν μϐνο τη ςειρϊ των βϊςεων ςτα μϐρια trn,rrn και snrn. 3.Η διπλή έλικα του DN(ςχολικό) o DN, ϐπωσ και το RN, εύναι ϋνα μακρομϐριο, που αποτελεύται απϐ νουκλεοτύδια. Κϊθε νουκλεοτύδιο του DN αποτελεύται απϐ μύα πεντϐζη, τη δεοξυριβϐζη, ενωμϋνη με μύα φωςφορικό ομϊδα και μύα αζωτοϑχο βϊςη. τα νουκλεοτύδια του DN η αζωτοϑχοσ βϊςη μπορεύ να εύναι μύα απϐ τισ: αδενύνη (Α), γουανύνη (), κυτοςύνη () και θυμύνη (Σ). ε κϊθε νουκλεοτύδιο η αζωτοϑχοσ βϊςη ςυνδϋεται με τον 1 ϊνθρακα τησ δεοξυριβϐζησ και η φωςφορικό ομϊδα με τον 5 ϊνθρακα. Μια πολυνουκλεοτιδικη αλυςύδα ςχηματύζεται απϐ την ϋνωςη πολλών νουκλεοτιδύων με ομοιοπολικϐ δεςμϐ. Ο δεςμϐσ αυτϐσ δημιουργεύται μεταξϑ του υδροξυλύου του 3 ϊνθρακα τησ πεντϐζησ του πρώτου νουκλεοτιδύου και τησ φωςφορικόσ ομϊδασ που εύναι ςυνδεδεμϋνη ςτον 5 ϊνθρακα τησ πεντϐζησ του επϐμενου νουκλεοτιδύου. Ο δεςμϐσ αυτϐσ ονομϊζεται 3-5 φωςφοδιεςτερικϐσ δεςμϐσ. Με τον τρϐπο αυτϐ η πολυνουκλεοτιδικό αλυςύδα που δημιουργεύται ϋχει ϋνα ςκελετϐ, που αποτελεύται απϐ επανϊληψη των μορύων φωςφορικό ομϊδαπεντϐζη-φωςφορικό ομϊδα-πεντϐζη. Ανεξϊρτητα απϐ τον αριθμϐ των νουκλεοτιδύων απϐ τα οπούα αποτελεύται η πολυνουκλεοτιδικό αλυςύδα, το πρώτο τησ νουκλεοτύδιο ϋχει πϊντα μύα ελεϑθερη φωςφορικό ομϊδα ςυνδεδεμϋνη ςτον 5 ϊνθρακα τησ πεντϐζησ του και το τελευταύο νουκλεοτύδιϐ τησ ϋχει ελεϑθερο το υδροξϑλιο του 3 ϊνθρακα τησ πεντϐζησ του. Για το λϐγο αυτϐ αναφϋρεται ϐτι ο προςανατολιςμϐσ τησ πολυνουκλεοτιδικόσ αλυςύδασ εύναι 5 3. Παρ ϐτι η χημικό ςϑςταςη και οι ιδιϐτητεσ του DN, με τα πειρϊματα που αναφϋρθηκαν πιο πϊνω, εύχαν γύνει γνωςτϊ, δεν υπόρχε κοινϊ αποδεκτό πρϐταςη για τη δομό του DN ςτο χώρο. Δεδομϋνα απϐ την ανϊλυςη του ποςοςτοϑ των βϊςεων ςε μϐρια DN απϐ διαφορετικοϑσ οργανιςμοϑσ ϋδειχναν ϐτι ςε κϊθε μϐριο DN ο αριθμϐσ των νουκλεοτιδύων που ϋχουν ωσ βϊςη την αδενύνη εύναι ύςοσ με τον αριθμϐ των νουκλεοτιδύων που ϋχουν θυμύνη, και ο αριθμϐσ των νουκλεοτιδύων που ϋχουν ωσ βϊςη τη γουανύνη εύναι ύςοσ με τον αριθμϐ αυτών που ϋχουν κυτοςύνη. Δηλαδό ιςχϑει Α=Σ και =. Επύςησ, βρϋθηκε ϐτι η αναλογύα των βϊςεων [(+)/( + )] διαφϋρει απϐ εύδοσ ςε εύδοσ και ςχετύζεται με το εύδοσ του οργανιςμοϑ. Σα αποτελϋςματα αυτϊ ςε ςυνδυαςμϐ με αποτελϋςματα που αφοροϑςαν την απεικϐνιςη του μορύου του DN με χρόςη ακτύνων-φ βοόθηςαν ςτην ανακϊλυψη τησ διπλόσ ϋλικασ του DN και απϋδειξαν τισ μοναδικϋσ ιδιϐτητϋσ του που το καθιςτοϑν μϐριο ιδανικϐ ωσ γενετικϐ υλικϐ. Η ανακϊλυψη τησ διπλόσ ϋλικασ του DN εύναι η μεγαλϑτερη βιολογικό ανακϊλυψη του 2οϑ αιώνα. Έγινε το 1953 και όταν το αποτϋλεςμα τησ ερευνητικόσ εργαςύασ δϑο ομϊδων επιςτημϐνων: των Wilkins και Franklin καθώσ και των Watson και rick. τηριζϐμενοι ςτο ςϑνολο των αποτελεςμϊτων των δϑο ομϊδων οι Watson και rick διατϑπωςαν το μοντϋλο τησ διπλόσ ϋλικασ του DN, που αναφϋρεται ςτη δομό του DN ςτο χώρο. ϑμφωνα με το μοντϋλο αυτϐ: o DN αποτελεύται απϐ δϑο πολυνουκλεοτιδικϋσ αλυςύδεσ που ςχηματύζουν ςτο χώρο μύα δεξιϐςτροφη διπλό ϋλικα. Η διπλό ϋλικα ϋχει ϋνα ςταθερϐ ςκελετϐ, που αποτελεύται απϐ επαναλαμβανϐμενα μϐρια φωςφορικόσ ομϊδασ-δεοξυριβϐζησ ενωμϋνων με φωςφοδιεςτερικϐ δεςμϐ. Ο ςκελετϐσ αυτϐσ εύναι υδρϐφιλοσ και βρύςκεται ςτο εξωτερικϐ του μορύου. Προσ το εςωτερικϐ του ςταθεροϑ αυ- [5]

6 τοϑ ςκελετοϑ βρύςκονται οι αζωτοϑχεσ βϊςεισ που εύναι υδρϐφοβεσ. Οι αζωτοϑχεσ βϊςεισ τησ μιασ αλυςύδασ ςυνδϋονται με δεςμοϑσ υδρογϐνου με τισ αζωτοϑχεσ βϊςεισ τησ απϋναντι αλυςύδασ με βϊςη τον κανϐνα τησ ςυμπληρωματικϐτητασ. Η αδενύνη ςυνδϋεται μϐνο με θυμύνη και αντύςτροφα, ενώ η κυτοςύνη μϐνο με γουανύνη και αντύςτροφα. Οι δεςμού υδρογϐνου που αναπτϑςςονται μεταξϑ των βϊςεων ςταθεροποιοϑν τη δευτεροταγό δομό του μορύου. Ανϊμεςα ςτην αδενύνη και τη θυμύνη ςχηματύζονται δυο δεςμού υδρογϐνου, ενώ ανϊμεςα ςτη γουανύνη και την κυτοςύνη ςχηματύζονται τρεισ δεςμού υδρογϐνου. Οι δϑο αλυςύδεσ ενϐσ μορύου DN εύναι ςυμπληρωματικϋσ, και αυτϐ υποδηλώνει ϐτι η αλληλουχύα τησ μιασ καθορύζει την αλληλουχύα τησ ϊλλησ. Η ςυμπληρωματικϐτητα ϋχει τερϊςτια ςημαςύα για τον αυτοδιπλαςιαςμϐ του DN, μια ιδιϐτητα που το καθιςτϊ το καταλληλϐτερο μϐριο για τη διατόρηςη και τη μεταβύβαςη τησ γενετικόσ πληροφορύασ. Κϊθε αλυςύδα DN μπορεύ να χρηςιμεϑει ωσ καλοϑπι για τη ςϑνθεςη μιασ ςυμπληρωματικόσ αλυςύδασ, ώςτε τελικϊ να ςχηματύζονται δϑο δύκλωνα μϐρια DN πανομοιϐτυπα με το μητρικϐ μϐριο. Οι δϑο αλυςύδεσ εύναι αντιπαρϊλληλεσ, δηλαδό το 3 ϊκρο τησ μύασ εύναι απϋναντι απϐ το 5 ϊκρο τησ ϊλλησ. αντύγραφα, ϐπωσ εύναι τα ςωματικϊ κϑτταρα των ανώτερων ευκαρυωτικών οργανιςμών, ονομϊζονται διπλοειδό. τα ευκαρυωτικϊ κϑτταρα το γενετικϐ υλικϐ κατανϋμεται ςτον πυρόνα, ςτα μιτοχϐνδρια και ςτουσ χλωροπλϊςτεσ. υνόθωσ ϐμωσ ο ϐροσ γονιδύωμα αναφϋρεται ςτο γενετικϐ υλικϐ που βρύςκεται ςτον πυρόνα. Για την περιγραφό του μόκουσ ό τησ αλληλουχύασ ενϐσ νουκλεώκοϑ οξϋοσ χρηςιμοποιεύται ο ϐροσ αριθμϐσ ό αλληλουχύα βϊςεων αντύςτοιχα. την πραγματικϐτητα εννοοϑμε τον αριθμϐ ό την ακολουθύα των νουκλεοτιδύων του νουκλεώκοϑ οξϋοσ. Η απλοϑςτευςη αυτό γύνεται γιατύ το μϐνο τμόμα του νουκλεοτιδύου που αλλϊζει εύναι η αζωτοϑχοσ βϊςη. Έτςι αναφϋρεται ϐτι ϋνα μϐριο DN ϋχει μόκοσ 2. ζεϑγη βϊςεων, επειδό εύναι δύκλωνο, ενώ ϋνα μϐριο mrn ϋχει μόκοσ 2. βϊςεισ επειδό εύναι μονϐκλωνο. 4.Λειτουργία γενετικού υλικού(ςχολικό) o DN αποτελεύ το γενετικϐ υλικϐ ϐλων των κυττϊρων και των περιςςϐτερων ιών. Κϊποιοι ιού ϋχουν ωσ γενετικϐ υλικϐ RN (RN-ιού). υνοπτικϊ οι λειτουργύεσ του γενετικοϑ υλικοϑ εύναι: Η αποθόκευςη τησ γενετικόσ πληροφορύασ. το DN (ό ςτο RN των RN ιών) περιϋχονται οι πληροφορύεσ που καθορύζουν ϐλα τα χαρακτηριςτικϊ ενϐσ οργανιςμοϑ και οι οπούεσ οργανώνονται ςε λειτουργικϋσ μονϊδεσ, τα γονύδια. Η διατόρηςη και η μεταβύβαςη τησ γενετικόσ πληροφορύασ απϐ κυτταρο ςε κϑτταρο και απϐ οργανιςμϐ ςε οργανιςμϐ, που εξαςφαλύζονται με τον αυτοδιπλαςιαςμϐ του DN. Η ϋκφραςη των γενετικών πληροφοριών, που επιτυγχϊνεται με τον ϋλεγχο τησ ςϑνθεςησ των πρωτεώνών. Σο γενετικϐ υλικϐ ενϐσ κυττϊρου αποτελεύ το γονιδύωμϊ του. Σα κϑτταρα ςτα οπούα το γονιδύωμα υπϊρχει ςε ϋνα μϐνο αντύγραφο, ϐπωσ εύναι τα προκαρυωτικϊ κϑτταρα και οι γαμϋτεσ των διπλοειδών οργανιςμών, ονομϊζονται απλοειδό. Σα κϑτταρα ςτα οπούα το γονιδύωμα υπϊρχει ςε δϑο [6]

7 5.Απλοειδή-διπλοειδή κύτταρα (μάθημα υποδομήσ) 1.ασ δύνονται παρακϊτω 2 εικϐνεσ (απλοποιημϋνεσ) προκαρυωτικών κυττϊρων. β. εύναι το κϊθε βακτόριο μοναδικϐσ οργανιςμϐσ Γ. Σο μητρικϐ με τα θυγατρικϊ βακτόρια.: α. Εύναι πανομοιϐτυπα μεταξϑ τουσ. β. Εύναι διαφορετικϊ μεταξϑ τουσ. 3. Μεταφϋρουμε ςε θρεπτικϐ υλικϐ με αντιβιοτικϐ το βακτόριο-1 και το βακτόριο-2: Α. Σι μορφό ϋχει το γενετικϐ υλικϐ των προκαρυωτικών κυττϊρων; α. Μονϐκλωνο και γραμμικϐ DN β. Μονϐκλωνο και κυκλικϐ DN γ. Δύκλωνο και γραμμικϐ DN δ. Δύκλωνο και κυκλικϐ DN 2. Α. Ποιο απϐ τα δϑο βακτόρια αναπτϑχθηκε ςτο θρεπτικϐ υλικϐ; α. Σο βακτόριο που διαθϋτει μϐνο το κυρύωσ DN. β. Σο βακτόριο που διαθϋτει επιπλϋον και πλαςμύδιο. Β. Σι επιπλϋον γενετικό πληροφορύα διαθϋτει το πλαςμύδιο ; 4. Μεταφϋρουμε ταυτϐχρονα ςτο ύδιο θρεπτικϐ υλικϐ το βακτόριο-1 και το βακτόριο- 2 : Α. Πωσ αναπαρϊγεται το βακτόριο; α. Μονογονικϊ με απλό διχοτϐμηςη. β. Υυλετικϊ Β. Οι απϐγονοι του βακτηρύου : α. εύναι κλώνοσ(πανομοιϐτυπα μεταξϑ τουσ). Μπορεύτε να ςκεφτεύτε μύα επιπλϋον ιδιϐτητα που προςδύδει το πλαςμύδιο ςτο βακτόριο-2; [7]

8 5. ΣΤ. Ο απϐγονοσ : α. Εύναι γενετικϐσ κλώνοσ τησ μητϋρασ του. β. Εύναι γενετικϐσ κλώνοσ του πατϋρα του. γ. Ανϊλογα με τον ςυνδυαςμϐ των μορύων DN μπορεύ να εύναι γενετικϐσ κλώνοσ του πατϋρα του ό τησ μητϋρασ του. δ. Εύναι μοναδικϐσ και δεν ταυτύζεται το γενετικϐ του υλικϐ με κανϋναν απϐ τουσ γονεύσ του. 6. ασ δύδεται μύα εικϐνα των μορύων DN ςτον ϊνθρωπο: Α. Πϐςα μϐρια DN διαθϋτει ϋνα ςωματικϐ κϑτταρο του ανθρώπου; α. 46 β. 23 Β. Πϐςα μϐρια DN διαθϋτει ϋνασ ανθρώπινοσ γαμϋτησ ; α. 46 β. 23 Γ. Σο ζυγωτϐ ανόκει : α. τη μητϋρα β. τον πατϋρα γ. τον απϐγονο Α. Ποιο κϑτταρο διαθϋτει τα μϐρια DN ςε ζεϑγη,δηλαδό ανϊ δϑο ϐμοια ςε μϋγεθοσ ; α. Σο ςωματικϐ κϑτταρο β. Σο ωϊριο γ. Σο ςπερματοζωϊριο. Δ. Σο ζυγωτϐ.: α. Διαθϋτει αποκλειςτικϊ το DN τησ μητϋρασ. β. Διαθϋτει αποκλειςτικϊ το DN του πατϋρα. γ. Διαθϋτει το μιςϐ DN τησ μητϋρασ και το μιςϐ DN του πατϋρα. Β. Σο ωϊριο και το ςπερματοζωϊριο. : α. Διαθϋτουν και ζεϑγη μορύων DN δηλαδό ανϊ δϑο ϐμοια. β. Κϊθε μϐριο DN εύναι και διαφορετικοϑ μεγϋθουσ. Ε. Σα τριςεκατομμϑρια κϑτταρα του απογϐνου : α. Διαφϋρει το DN των κυττϊρων μεταξϑ τουσ καθώσ ο ϊνθρωποσ διαφϋρει μεγϊλη ποικιλύα ςε εύδη κυττϊρων(ηπατικϊ, οςτικϊ, νευρικϊ, επιθηλιακϊ, κ.α.) β. Όλα εύναι γενετικϊ πανομοιϐτυπα μεταξϑ τουσ καθώσ ϐλα προϋρχονται απϐ διαδοχικϋσ διαιρϋςεισ ενϐσ και μοναδικοϑ κυττϊρου του ζυγωτοϑ. Γ. Μπορεύτε να διακρύνετε μύα διαφορϊ ςτο γενετικϐ υλικϐ του θηλυκοϑ και του αρςενικοϑ ατϐμου ; [8]

9 7. ασ δύνεται μύα εικϐνα των μορύων DN κατϊ τη ςϑντηξη των πυρόνων ωαρύου και ςπερματοζωαρύου προσ το ςχηματιςμϐ του ζυγωτοϑ. 8.Να ςυμπληρωθεύ ο παρακϊτω πύνακασ με (+) ό (-) Κϑτταρα Μονϐσ αριθμϐσ μορύων DN. Ζυγϐσ αριθμϐσ μορύων DN. Απλοειδϋσ Διπλοειδϋσ Βακτόριο χωρύσ πλαςμύδιο Βακτόριο με ϋνα πλαςμύδιο Ωϊριο περματοζωϊριο Ζυγωτϐ ωματικϐ Κϑτταρο 9.Να χαρακτηριςτοϑν οι παρακϊτω προτϊςεισ ωσ ςωςτϋσ ( ) ό λανθαςμϋνεσ (Λ) α. Σα διπλοειδό κϑτταρα ϋχουν αναγκαςτικϊ ζυγϐ αριθμϐ μορύων DN. β. Σα απλοειδό κϑτταρα ϋχουν αναγκαςτικϊ μονϐ αριθμϐ μορύων DN. Α. Ποιο κϑτταρο διαθϋτει 46 μϐρια DN: α. Ωϊριο β. περματοζωϊριο γ. Ζυγωτϐ Β. Ποιο κϑτταρο διαθϋτει τα μϐρια DN ανϊ δϑο ςε ζεϑγη: Α.Ωϊριο β. περματοζωϊριο γ. Ζυγωτϐ 6.Γενετικό υλικό προκαρυωτικών κυττάρων (ςχολικό) Σο γενετικϐ υλικϐ των προκαρυωτικών κυττϊρων εύναι ϋνα δύκλωνο κυκλικϐ μϐριο DN μόκουσ περύπου 1 mm. Σο κυκλικϐ αυτϐ μϐριο DN αναδιπλώνεται και πακετϊρεται με τη βοόθεια κυρύωσ πρωτεώνών με αποτϋλεςμα να ϋχει τελικϐ μόκοσ ςτο κϑτταρο 1 μm. Περιϋχει ϋνα αντύγραφο του γονιδιώματοσ, ϊρα τα προκαρυωτικϊ κϑτταρα εύναι απλοειδό. ε πολλϊ βακτόρια, εκτϐσ απϐ το κϑριο κυκλικϐ μϐριο DN, υπϊρχουν και τα πλαςμύδια. Σα πλαςμύδια εύναι δύκλωνα, κυκλικϊ μϐρια DN με διϊφορα μεγϋθη. Περιϋχουν μικρϐ ποςοςτϐ τησ γενετικόσ πληροφορύασ και αποτελοϑν το 1-2% του βακτηριακοϑ DN. Ένα βακτόριο μπορεύ να περιϋχει ϋνα ό περιςςϐτερα πλαςμύδια, τα οπούα αντιγρϊφονται ανεξϊρτητα απϐ το κϑριο μϐριο DN του βακτηρύου. Μεταξϑ των γονιδύων που περιϋχονται ςτα πλαςμύδια υπϊρχουν γονύδια ανθεκτικϐτητασ ςε αντιβιοτικϊ και γονύδια που ςχετύζονται με τη μεταφορϊ γενετικοϑ υλικοϑ απϐ ϋνα βακτόριο ςε ϊλλο. Σα πλαςμύδια ϋχουν τη δυνατϐτητα να ανταλλϊςςουν γενετικϐ υλικϐ τϐςο μεταξϑ τουσ ϐςο και με το κϑριο μϐριο DN του βακτηρύου, καθώσ και να μεταφϋρονται απϐ ϋνα βακτόριο ςε ϊλλο. Με τον τρϐπο αυτϐ Γ. Ποιο κϑτταρο εύναι διπλοειδϋσ(το γονιδύωμα ςε δϑο αντύγραφα): α. Ωϊριο β. περματοζωϊριο γ. Ζυγωτϐ Δ. Πϐςα ζευγϊρια μορύων DN παρατηρεύτε ςτο ζυγωτϐ ; Ε. Σο φϑλο του ατϐμου που πρϐκειται να γεννηθεύ εύναι: α. θηλυκϐ β. αρςενικϐ γ. δεν μποροϑμε να γνωρύζουμε. ΣΤ. Ποιοσ καθορύζει το φϑλο ςτον ϊνθρωπο : ο πατϋρασ ό η μητϋρα ; [9]

10 μεταςχηματύζουν το βακτόριο ςτο οπούο ειςϋρχονται και του προςδύδουν καινοϑριεσ ιδιϐτητεσ. Σα πλαςμύδια αποτελοϑν πολϑτιμο εργαλεύο των τεχνικών τησ Γενετικόσ Μηχανικόσ, ϐπωσ θα αναλυθεύ ςτο κεφϊλαιο του αναςυνδυαςμϋνου DN. 7.Γενετικό υλικό ευκαρυωτικών κυττάρων (ςχολικό) Σο γενετικϐ υλικϐ των ευκαρυωτικών κυττϊρων ϋχει μεγαλϑτερο μόκοσ απϐ αυτϐ των προκαρυωτικών. Σο ςυνολικϐ DN που υπϊρχει ςε κϊθε ευκαρυωτικϐ κϑτταρο δεν εύναι ϋνα ενιαύο μϐριο, αλλϊ αποτελεύται απϐ πολλϊ γραμμικϊ μϐρια, ο αριθμϐσ και το μόκοσ των οπούων εύναι χαρακτηριςτικϊ για τα διϊφορα εύδη των οργανιςμών. Σα μϐρια του DN πακετϊρονται με πρωτεϗνεσ και ςχηματύζουν τα ινύδια χρωματύνησ. Σο ςυνολικϐ DN ςε κϊθε διπλοειδϋσ κϑτταρο του ανθρώπου ϋχει μόκοσ περύπου 2 m και ςυςπειρώνεται ςε τϋτοιο βαθμϐ, ώςτε να χωρϊει ςτον πυρόνα, που ϋχει διϊμετρο δϋκα εκατομμυριοςτϊ του μϋτρου! το ηλεκτρονικϐ μικροςκϐπιο, ϑςτερα απϐ ειδικό επεξεργαςύα, τα ινύδια χρωματύνησ μοιϊζουν με κομπολϐγια απϐ χϊντρεσ. Κϊθε «χϊντρα» ονομϊζεται νουκλεϐςωμα και αποτελεύ τη βαςικό μονϊδα οργϊνωςησ τησ χρωματύνησ. Σο νουκλεϐςωμα αποτελεύται απϐ DN μόκουσ 146 ζευγών βϊςεων και απϐ οκτώ μϐρια πρωτεώνών, που ονομϊζονται ιςτϐνεσ. o DN εύναι τυλιγμϋνο γϑρω απϐ το οκταμερϋσ των ιςτονών. Κατϊ τη μεςϐφαςη το γενετικϐ υλικϐ ϋχει μικρϐ βαθμϐ ςυςπεύρωςησ και ςχηματύζει δύκτυο ινιδύων χρωματύνησ. Κατϊ ςυνϋπεια τα ινύδια χρωματύνησ δεν εύναι ορατϊ ωσ μεμονωμϋνεσ δομϋσ με το οπτικϐ μικροςκϐπιο. Με το τϋλοσ τησ αντιγραφόσ κϊθε ινύδιο χρωματύνησ ϋχει διπλαςιαςτεύ. Σα δϑο αντύγραφα κϊθε ινιδύου ςυνδϋονται μεταξϑ τουσ με μύα δομό που ονομϊζεται κεντρομερύδιο. Ο ϐροσ αδελφϋσ χρωματύδεσ χρηςιμοποιεύται για να περιγρϊψει τα διπλαςιαςμϋνα χρωμοςώματα κατϊ το χρονικϐ διϊςτημα που εύναι ςυνδεδεμϋνα ςτο κεντρομερύδιο. την κυτταρικό διαύρεςη οι αδελφϋσ χρωματύδεσ ςυςπειρώνονται και, κατϊ το ςτϊδιο τησ μετϊφαςησ, αποκτοϑν μϋγιςτο βαθμϐ ςυςπεύρωςησ. το ςτϊδιο αυτϐ ο υψηλϐσ βαθμϐσ ςυςπεύρωςησ καθιςτϊ τα μεταφαςικϊ χρωμοςώματα ευδιϊκριτα και ϋτςι εύναι εϑκολο να παρατηρηθοϑν με το οπτικϐ μικροςκϐπιο. το τϋλοσ τησ κυτταρικόσ διαύρεςησ προκϑπτουν δϑο νϋα κϑτταρα, γενετικϊ ϐμοια μεταξϑ τουσ και με το αρχικϐ, αφοϑ το καθϋνα περιϋχει τη μύα απϐ τισ δϑο «πρώην» αδελφϋσ χρωματύδεσ απϐ κϊθε χρωμϐςωμα. Θα μποροϑςαμε να ποϑμε ϐτι τα ινύδια τησ χρωματύνησ, τα χρωμοςώματα και οι χρωματύδεσ αποτελοϑν «διαφορετικϋσ ϐψεισ του ύδιου νομύςματοσ». Σα ινύδια τησ χρωματύνησ διπλαςιϊζονται ςτη μεςϐφαςη και «μετατρϋπονται» ςε αδελφϋσ χρωματύδεσ, οι οπούεσ γύνονται ευδιϊκριτεσ ςτην κυτταρικό διαύρεςη. Κατϊ το τϋλοσ τησ κυτταρικόσ διαύρεςησ αποχωρύζονται πλόρωσ, αποςυςπειρώνονται ςταδιακϊ και «μετατρϋπονται» πϊλι ςε ινύδια χρωματύνησ ςτο μεςοφαςικϐ πυρόνα των νϋων κυττϊρων κ.ο.κ. Παρ ϐλεσ ϐμωσ τισ μορφολογικϋσ αυτϋσ μεταβολϋσ η χημικό ςϑςταςη του γενετικοϑ υλικοϑ παραμϋνει αμετϊβλητη. 8.Η έννοια του χρωμοςώματοσ(μάθημα υποδομήσ) 1. ασ δύνεται παρακϊτω μύα εικϐνα ςχηματιςμοϑ του νουκλεοςώματοσ: Α. Σο νουκλεϐςωμα αποτελεύται : α. αποκλειςτικϊ απϐ DN. β. αποκλειςτικϊ απϐ πρωτεϗνεσ. γ. απϐ DN +πρωτεϗνεσ. Β. Ένα μακρϑ και γραμμικϐ δύκλωνο DN: α. Συλύγεται γϑρω απϐ ϋνα οκταμερϋσ πρωτεϗνων ςχηματύζοντασ ϋνα νουκλεϐςωμα β. Αναγκαςτικϊ ςχηματύζει ϋνα μεγϊλο αριθμϐ νουκλεοςωμϊτων. [1]

11 2.ασ δύνεται ςχηματικϊ ο διπλαςιαςμϐσ ενϐσ «χρωμοςώματοσ» Β. Πϐτε ϋνα μϐριο DN αποτελεύ και ϋνα «χρωμϐςωμα» : α. Όταν εύναι μϐνο του. β. Όταν ςυνδϋεται με το αντύγραφο του ςτο κεντρομερύδιο. Γ. Πϐτε ϋνα μϐριο DN αποτελεύ μύα «αδελφό χρωματύδα» : α. Όταν εύναι μϐνο του. β. Όταν ςυνδϋεται με το αντύγραφο του ςτο κεντρομερύδιο. 3. ασ δύνεται ςχηματικϊ ο τρϐποσ ςχηματιςμοϑ ενϐσ χρωμοςώματοσ: Α. Σι αποτελεύ ϋνα χρωμϐςωμα: α. Ένα δύκλωνο γραμμικϐ μϐριο DN(ςϑμπλεγμα με πρωτεϗνεσ) β. Δϑο αδελφϋσ χρωματύδεσ ενωμϋνεσ ςτο κεντρομερύδιο. γ. Και το α. και το β. [11] Α. Σο νουκλεϐςωμα αποτελεύται: α. αποκλειςτικϊ απϐ DN. β. αποκλειςτικϊ απϐ ιςτϐνεσ. γ. απϐ DN+ιςτϐνεσ. δ. απϐ DN+ιςτϐνεσ+μη ιςτϐνεσ. Β. Η χρωματύνη αποτελεύται : α. αποκλειςτικϊ απϐ DN. β. αποκλειςτικϊ απϐ ιςτϐνεσ. γ. απϐ DN+ιςτϐνεσ. δ. απϐ DN+ιςτϐνεσ+μη ιςτϐνεσ.

12 Γ. Η χρωματύνη : α. ϋχει τον ύδιο βαθμϐ ςυμπϑκνωςησ ςε κϊθε περύπτωςη. β. αλλϊζει βαθμϐ ςυμπϑκνωςησ, αποςυςπειρώνεται ϐταν ςχηματύζεται το μεταφαςικϐ χρωμϐςωμα. γ. αλλϊζει βαθμϐ ςυμπϑκνωςησ, ςυςπειρώνεται ϐταν ςχηματύζεται το μεταφαςικϐ χρωμϐςωμα. Δ. Η χημικό ςϑςταςη τησ χρωματύνησ: α. δεν αλλϊζει ςε καμύα περύπτωςη. β. αλλϊζει καθώσ ςχηματύζεται το μεταφαςικϐ χρωμϐςωμα. 4.ασ δύνεται ϋνα υποθετικϐ ευκαρυωτικϐ κϑτταρο που διαθϋτει 2 «χρωμοςώματα». (για λϐγουσ απλϐτητασ κϊθε γραμμό ςυμβολύζει ϋνα δύκλωνο μϐριο DN.) Ε. Πϐςα δύκλωνα μϐρια DN παρατηρεύτε; α. Δϑο β. Σϋςςερα Ζ. Πϐςα «χρωμοςώματα» παρατηρεύτε; α. Δϑο β. Σϋςςερα Η. Πϐςεσ αδελφϋσ χρωματύδεσ(ςε αριθμϐ ϐχι ςε εύδοσ) παρατηρεύτε; α. Δϑο β. Σϋςςερισ γ. Δεν ϋχει νϐημα ο ϐροσ ςε αυτό την φϊςη. Θ. Η χρωματύνη : α. Εύναι ςε αποςυμπυκνωμϋνη μορφό ςχηματύζοντασ «ινύδια». β. Εύναι ςε ςυμπυκνωμϋνη μορφό ςχηματύζοντασ μεταφαςικϊ χρωμοςώματα. Α. Πϐςα δύκλωνα μϐρια DN παρατηρεύτε; α. Δϑο β. Σϋςςερα Β. Πϐςα «χρωμοςώματα» παρατηρεύτε; α. Δϑο β. Σϋςςερα Γ. Πϐςεσ αδελφϋσ χρωματύδεσ παρατηρεύτε; α. Δϑο β. Σϋςςερισ γ. Δεν ϋχει νϐημα ο ϐροσ ςε αυτό την φϊςη. Δ. Η χρωματύνη : α. Εύναι ςε αποςυμπυκνωμϋνη μορφό ςχηματύζοντασ «ινύδια». β. Εύναι ςε ςυμπυκνωμϋνη μορφό ςχηματύζοντασ μεταφαςικϊ χρωμοςώματα. [12] Ι. το ςτϊδιο τησ μύτωςησ πριν τη μετϊφαςη : α. Τπϊρχουν τϋςςερισ αδελφϋσ χρωματύδεσ οργανωμϋνεσ ςε δϑο μεταφαςικϊ χρωμοςώματα. β. Τπϊρχουν τϋςςερα μϐρια DN ωσ τϋςςερα χρωμοςώματα που προόλθαν απϐ το διαχωριςμϐ των αδελφών χρωματύδων. Κ. το ςτϊδιο τησ μύτωςησ μετϊ τη μετϊφαςη : α. Τπϊρχουν τϋςςερισ αδελφϋσ χρωματύδεσ οργανωμϋνεσ ςε δϑο μεταφαςικϊ χρωμοςώματα. β. Τπϊρχουν τϋςςερα μϐρια DN ωσ τϋςςερα χρωμοςώματα που προόλθαν απϐ το διαχωριςμϐ των αδελφών χρωματύδων.

13 α. Η ποςϐτητα του γενετικοϑ υλικοϑ εύναι ςε κϊθε περύπτωςη ανϊλογη με την πολυπλοκϐτητα του οργανιςμοϑ. β. Η ποςϐτητα του γενετικοϑ υλικοϑ εύναι ανϊλογη του αριθμοϑ των χρωμοςωμϊτων. Λ. Μετϊ το τϋλοσ τησ κυτταρικόσ διαύρεςησ δϑο «πρώην» αδελφϋσ χρωματύδεσ..: α. Βρύςκονται ςτο ύδιο θυγατρικϐ κϑτταρο β. Διαχωρύζονται ςτα θυγατρικϊ κϑτταρα 5. Ένα ανθρώπινο ςωματικϐ κϑτταρο ςτο ςτϊδιο τησ μεςϐφαςησ πριν το διπλαςιαςμϐ ϋχει 46 μϐρια DN. Να ςυμπληρωθεύ ο παρακϊτω πύνακασ: ωματικϐ κϑτταρο Μεςϐφαςη πριν το διπλαςιαςμϐ Μεςϐφαςη μετϊ το διπλαςιαςμϐ Μύτωςη πριν τη μετϊφαςη. Μύτωςη μετϊ τη μετϊφαςη. Αριθμϐσ μορύων DN 46 Αριθμϐσ χρωμοςωμϊτων Αριθμϐσ Αδελφών χρωματύδων 6. ασ δύνονται τα παρακϊτω βιοχημικϊ δεδομϋνα: Μϋγεθοσ γονιδιώματοσ (αφορϊ απλοειδό κϑτταρα) Οργανιςμϐσ Zea mays (καλαμπϐκι) Homo sapiens (ϊνθρωποσ) Drosophila melanogaster (εύδοσ μϑγασ) Sacharomyces cerevisae (μϑκητασ) Escherichia coli (βακτόριο) υνολικϐ DN Αριθμϐσ (ζεϑγη βϊςεων) χρωμοςωμϊτων 5x x ,6x ,4x x1 6 1 Β. Να ςυμπληρώςετε τα αντύςτοιχα βιοχημικϊ δεδομϋνα για τα διπλοειδό κϑτταρα των παρακϊτω οργανιςμών: Οργανιςμϐσ Zea mays Homo sapiens Drosophila melanogaste r DN ζεϑγη βϊςεων Πριν το διπλαςι αςμϐ του DN DN ζεϑγη βϊςεων Μετϊ το διπλαςι αςμϐ του DN Φρωμοςώματα πριν το διπλαςιαςμϐ του DN Φρωμοςωμϊτα μετϊ το διπλαςιαςμϐ του DN Γ. Γιατύ διαθϋτουν μϐνο αυτού οι τρεισ οργανιςμού και διπλοειδό κϑτταρα απϐ τον αρχικϐ πύνακα τησ ϊςκηςησ,ενώ οι οργανιςμού Sacharomyces cerevisae και Escherichia coli διαθϋτουν μϐνο απλοειδό κϑτταρα; 9.Καρυότυποσ (μάθημα υποδομήσ) 1.ασ δύνεται ο ανθρώπινοσ καρυϐτυποσ ενϐσ θηλυκοϑ και ενϐσ αρςενικοϑ ατϐμου που απεικονύζει αριθμϐ και μορφό των μεταφαςικών χρωμοςωμϊτων(ευδιϊκριτα με το οπτικϐ μικροςκϐπιο) Α. Οι παρακϊτω ιςχυριςμού που ςασ δύνονται εύναι λανθαςμϋνοι. Φρηςιμοποιώντασ τα βιοχημικϊ δεδομϋνα να αιτιολογόςετε το λϐγο που οι ιςχυριςμού εύναι λϊθοσ : [13]

14 Α. Πϐςα χρωμοςώματα περιλαμβϊνει ο ανθρώπινοσ καρυϐτυποσ; Β. Πϐςα ζεϑγη χρωμοςωμϊτων περιλαμβϊνει ο ανθρώπινοσ καρυϐτυποσ; Γ. Πϐςα αυτοςωμικϊ χρωμοςώματα (μορφολογικϊ ύδια και ςτον ϊνδρα και ςτη γυναύκα.) περιλαμβϊνει ο ανθρώπινοσ καρυϐτυποσ; Δ. Πϐςα ζεϑγη αυτοςωμικών χρωμοςωμϊτων περιλαμβϊνει ο ανθρώπινοσ καρυϐτυποσ; Ε. Πϐςα διαφορετικϊ ςε εύδοσ φυλετικϊ χρωμοςώματα απαντϊμε ςτο ανθρώπινο εύδοσ; Ζ. Πϐςα φυλετικϊ χρωμοςώματα διαθϋτει ο καρυϐτυποσ ενϐσ ςυγκεκριμϋνου ανθρώπου; Η. Σα φυλετικϊ χρωμοςώματα τα ςυμβολύζουμε με Φ και Τ, ποιο χρωμϐςωμα εύναι μεγαλϑτερο ςε μϋγεθοσ; α. το Φ β. το Τ γ. εύναι του ύδιου μεγϋθουσ. Θ. Μύα γυναύκα ςτον καρυϐτυπο τησ διαθϋτει : α. Ένα χρωμϐςωμα Φ β. Ένα χρωμϐςωμα Τ γ. Σο ζεϑγοσ ΦΦ δ. Σο ζεϑγοσ ΦΤ Ι. Ένασ ϊνδρασ ςτον καρυϐτυπο του διαθϋτει: α. Ένα χρωμϐςωμα Φ β. Ένα χρωμϐςωμα Τ γ. Σο ζεϑγοσ ΦΦ δ. Σο ζεϑγοσ ΦΤ Κ. Ένα ζευγϊρι χρωμοςωμϊτων(ομϐλογα) : α. ϋχουν μϐνο ύδιο μϋγεθοσ β. εύναι πανομοιϐτυπα γ. ϋχουν ύδιο μϋγεθοσ και ύδια θϋςη κεντρομεριδύου. δ. δεν ϋχουν κϊτι κοινϐ, εύναι εντελώσ διαφορετικϊ μεταξϑ τουσ. Λ. Ένα ζευγϊρι χρωμοςωμϊτων(ομϐλογα) : α. εύναι αναγκαςτικϊ το ϋνα μητρικόσ και το ϊλλο πατρικόσ προϋλευςησ. β. μπορεύ να εύναι και αποκλειςτικϊ μητρικόσ προϋλευςησ γ. μπορεύ να εύναι και αποκλειςτικϊ πατρικόσ προϋλευςησ. δ. Όλεσ οι παραπϊνω περιπτώςεισ εύναι πιθανϋσ. Μ. Η κατϊταξη των χρωμοςωμϊτων γύνεται : α. Συχαύα β. Κατϊ αυξανϐμενο μϋγεθοσ,δηλαδό ξεκινϊμε απϐ τα μικρϊ χρωμοςώματα και καταλόγουμε ςτα χρωμοςώματα μεγϊλου μεγϋθουσ γ. Κατϊ ελαττωμϋνο μϋγεθοσ,δηλαδό ξεκινϊμε απϐ τα μεγϊλα χρωμοςώματα και καταλόγουμε ςτα χρωμοςώματα μικροϑ μεγϋθουσ. 1.Καρυότυποσ(ςχολικό) Σο ανθρώπινο γονιδύωμα ςε ϋνα απλοειδϋσ κϑτταρο (γαμϋτη) αποτελεύται απϐ περύπου 3x19 ζεϑγη βϊςεων DN, που εύναι οργανωμϋνα ςε 23 χρωμοςώματα. Η μελϋτη των χρωμοςωμϊτων εύναι δυνατό μϐνο ςε κϑτταρα τα οπούα διαιροϑνται. Σα κϑτταρα αυτϊ μπορεύ να προϋρχονται εύτε απϐ ιςτοϑσ που διαιροϑνται φυςιολογικϊ εύτε απϐ κυτταροκαλλιϋργειεσ, ϐπου γύνεται in vitro επαγωγό τησ διαύρεςησ με ουςύεσ που ϋχουν μιτογϐνο δρϊςη. Σα χρωμοςώματα μελετώνται ςτο ςτϊδιο τησ μετϊφαςησ, ϐπου εμφανύζουν το μεγαλϑτερο βαθμϐ ςυςπεύρωςησ και εύναι ευδιϊκριτα. Επειδό ςε ϋνα πληθυςμϐ διαιροϑμενων κυττϊρων το ποςοςτϐ αυτών που βρύςκονται ςτη μετϊφαςη εύναι μικρϐ, χρηςιμοποιοϑνται ουςύεσ οι οπούεσ ςταματοϑν την κυτταρικό διαύρεςη ςτη φϊςη αυτό. τη ςυνϋχεια τα κϑτταρα επωϊζονται ςε υποτονικϐ διϊλυμα, ώςτε να ςπϊςει η κυτταρικό τουσ μεμβρϊνη, και τα χρωμοςώματϊ τουσ απλώνονται ςε αντικειμενοφϐρο πλϊκα. Σϋλοσ, χρωματύζονται με ειδικϋσ χρωςτικϋσ ουςύεσ και παρατηροϑνται ςτο μικροςκϐπιο. Κϊθε φυςιολογικϐ μεταφαςικϊ χρωμϐςωμα αποτελεύται απϐ δϑο αδελφϋσ χρωματύδεσ, οι οπούεσ ςυγκρατοϑνται ςτο κεντρομερύδιο. Σο κεντρομερύδιο «διαιρεύ» κϊθε χρωματύδα ςε δϑο βραχύονεσ, ϋνα μεγϊλο και ϋνα μικρϐ. Σα μεταφαςικϊ χρωμοςώματα ενϐσ κυττϊρου διαφϋρουν μεταξϑ τουσ ωσ προσ το μϋγεθοσ και ωσ προσ τη θϋςη του κεντρομεριδύου. Σα χρωμοςώματα ταξινομοϑνται ςε ζεϑγη κατϊ ελαττοϑμενο μϋγεθοσ. Η απεικϐνιςη αυτό αποτελεύ τον καρυϐτυπο. [14]

15 Ο αριθμϐσ και η μορφολογύα των χρωμοςωμϊτων εύναι ιδιαύτερο χαρακτηριςτικϐ κϊθε εύδουσ. τον ϊνθρωπο τα φυςιολογικϊ αρςενικϊ και θηλυκϊ ϊτομα ϋχουν ςτον πυρόνα των ςωματικών τουσ κυττϊρων 23 ζεϑγη χρωμοςωμϊτων. Σο ϋνα χρωμϐςωμα κϊθε ζεϑγουσ εύναι πατρικόσ και το ϊλλο μητρικόσ προϋλευςησ και ελϋγχουν τισ ύδιεσ ιδιϐτητεσ. Απϐ τα 23 ζεϑγη τα 22 εύναι μορφολογικϊ ύδια ςτα αρςενικϊ και ςτα θηλυκϊ ϊτομα και ονομϊζονται αυτοςωμικϊ χρωμοςώματα. Σο 23 ο ζεϑγοσ ςτα θηλυκϊ ϊτομα αποτελεύται απϐ δϑο Φ χρωμοςώματα, ενώ ςτα αρςενικϊ απϐ ϋνα Φ και ϋνα Τ χρωμϐςωμα. Σο Τ χρωμϐςωμα εύναι μικρϐτερο ςε μϋγεθοσ απϐ το Φ. Σα χρωμοςώματα αυτϊ ονομϊζονται φυλετικϊ και ςε πολλοϑσ οργανιςμοϑσ, ςυμπεριλαμβανομϋνου και του ανθρώπου, καθορύζουν το φϑλο. τον ϊνθρωπο η παρουςύα του Τ χρωμοςώματοσ καθορύζει το αρςενικϐ ϊτομο, ενώ η απουςύα του το θηλυκϐ ϊτομο. Έτςι, ϋνα φυςιολογικϐ αρςενικϐ ϊτομο ϋχει 44 αυτοςωμικϊ χρωμοςώματα και ϋνα ζεϑγοσ ΦΤ, ενώ ϋνα φυςιολογικϐ θηλυκϐ 44 αυτοςωμικϊ και ϋνα ζεϑγοσ XX. 11.DN μιτοχονδρίων, χλωροπλαςτών, ιών (ςχολικό) Σα μιτοχϐνδρια και οι χλωροπλϊςτεσ ϋχουν DN. Σο γενετικϐ υλικϐ των μιτοχονδρύων και των χλωροπλαςτών περιϋχει πληροφορύεσ ςχετικϋσ με τη λειτουργύα τουσ, δηλαδό ςχετικϊ με την οξειδωτικό φωςφορυλύωςη και τη φωτοςϑνθεςη αντύςτοιχα, και κωδικοποιεύ μικρϐ αριθμϐ πρωτεώνών. Οι περιςςϐτερεσ ϐμωσ πρωτεϗνεσ, που εύναι απαραύτητεσ για τη λειτουργύα των μιτοχονδρύων και των χλωροπλαςτών, κωδικοποιοϑνται απϐ γονύδια που βρύςκονται ςτο DN του πυρόνα. Σο γεγονϐσ αυτϐ δεύχνει ϐτι τα οργανύδια αυτϊ δεν εύναι ανεξϊρτητα απϐ τον πυρόνα του κυττϊρου και για το λϐγο αυτϐ χαρακτηρύζονται ωσ ημιαυτϐνομα. Σο μιτοχονδριακϐ DN ςτουσ περιςςϐτερουσ οργανιςμοϑσ εύναι κυκλικϐ μϐριο. Κϊθε μιτοχϐνδριο περιϋχει δϑο ϋωσ δϋκα αντύγραφα του κυκλικοϑ μορύου DN. ε οριςμϋνα ϐμωσ κατώτερα πρωτϐζωα εύναι γραμμικϐ. Σο ζυγωτϐ των ανώτερων οργανιςμών περιϋχει μϐνο τα μιτοχϐνδρια που προϋρχονται απϐ το ωϊριο. Επομϋνωσ, η προϋλευςη των μιτοχονδριακών γονιδύων εύναι μητρικό. o DN των χλωροπλαςτών εύναι κυκλικϐ μϐριο και ϋχει μεγαλϑτερο μϋγεθοσ απϐ το μιτοχονδριακϐ DN. Οι ιού περιϋχουν ϋνα μϐνο εύδοσ νουκλεώκοϑ οξϋοσ, το οπούο μπορεύ να εύναι DN ό RN. o DN των ιών μπορεύ να εύναι μονϐκλωνο ό δύκλωνο, γραμμικϐ ό κυκλικϐ. Οι RN ιού ϋχουν ςυνόθωσ γραμμικϐ RN (ςε ςπϊνιεσ περιπτώςεισ εύναι κυκλικϐ), το οπούο μπορεύ να εύναι μονϐκλωνο ό δύκλωνο. 12.Αςκήςεισ 1 ο Κεφαλαίο (μάθημα υποδομήσ) Παράδειγμα 1. Ο ανθρώπινοσ καρυϐτυποσ διαθϋτει 46 χρωμοςώματα και το ανθρώπινο γονιδύωμα 3x1 9 ζεϑγη βϊςεων. Απϐ τα παραπϊνω βιοχημικϊ δεδομϋνα,τι μποροϑμε να γνωρύζουμε για το γενετικϐ υλικϐ των ανθρωπύνων κυττϊρων; Απάντηςη: Δεδομένα: Ο καρυότυποσ διαθέτει 46 χρωμοςώματα και το ανθρώπινο γονιδίωμα 3x1 9 ζεύγη βάςεων. Ανάλυςη δεδομένων: Ο καρυότυποσ αφορά ςωματικό κύτταρο όπου έχει διπλαςιαςτεί το γενετικό υλικό,δηλαδή έχω διπλάςιο αριθμό μορίων DN από τον αρχικό και ένα χρωμόςωμα αποτελείται από δύο αδελφέσ χρωματίδεσ(2 μόρια DN) ενωμένεσ ςτο κεντρομερίδιο. Το γονιδίωμα ενόσ είδοσ οργανιςμού αναφέρεται ςε απλοειδή κύτταρα. Τα απλοειδή κύτταρα του ανθρώπου είναι οι γαμέτεσ που διαθέτουν τη μιςή ποςότητα γενετικού υλικού από τα ςωματικά. Αξιοποίηςη δεδομένων: Στο ςτάδιο τησ μετάφαςησ τησ μίτωςησ το γενετικό υλικό έχει διπλαςιαςτεί. Έχουμε 46 χρωμοςώματα=2x46 αδελφέσ χρωματίδεσ=92 μόρια DN. Στη μίτωςη μετά τη μετάφαςη οι αδελφέσ χρωματίδεσ αποχωρίζονται και πλέον έχουμε τα 92 μόρια DN να αποτελούν και 92 «χρωμοςώματα». Στο ςωματικό κύτταρο πριν το διπλαςιαςμό του DN έχουμε 92/2= 46 μόρια DN. [15]

16 Πριν το διπλαςιαςμό του DN το ςωματικό κύτταρο βρίςκεται ςτο ςτάδιο τησ μεςόφαςησ, άρα τα 46 μόρια DN βρίςκονται με τη μορφή των ινιδίων χρωματίνησ. Ο γαμέτησ που διαθέτει τα μιςά μόρια DN από το ςωματικό έχει 23 μόρια DN ωσ 23 χρωμοςώματα. Τα 23 χρωμοςώματα(23 μόρια DN) ςυνολικά διαθέτουν 3x1 9 ζεύγη βάςεων. Άρα τα ςωματικά κύτταρα πριν το διπλαςιαςμό του DN (46 μόρια DN) διαθέτουν 6x1 9 ζεύγη βάςεων. Τα ςωματικά κύτταρα μετά το διπλαςιαςμό του DN με τα 92 μόρια DN διαθέτουν 12x1 9 ζεύγη βάςεων Άςκηςη 2. ασ δύνονται τα παρακϊτω βιοχημικϊ δεδομϋνα Zea mays(καλαμπϐκι) : Γονιδύωμα : 5x1 9 ζεϑγη βϊςεων οργανωμϋνο ςε 1 χρωμοςώματα ςτο απλοειδϋσ κϑτταρο Α. Ποια εύναι η ποςϐτητα του γενετικοϑ υλικοϑ ςε ϋνα ςωματικϐ κϑτταρο; Β. Να βρεύτε τον αριθμϐ των χρωμοςωμϊτων και τον αριθμϐ των αδελφών χρωματύδων ςτον καρυϐτυπο του. Άςκηςη 3. ασ δύνονται τα παρακϊτω βιοχημικϊ δεδομϋνα Drosophila melanogaster (μϑγα) : Γονιδύωμα : 1,6x1 8 ζεϑγη βϊςεων οργανωμϋνο ςε 4 χρωμοςώματα ςτο απλοειδϋσ κϑτταρο Α. Ποια εύναι η ποςϐτητα του γενετικοϑ υλικοϑ ςε ϋνα ςωματικϐ κϑτταρο; Β. Να βρεύτε τον αριθμϐ των χρωμοςωμϊτων και τον αριθμϐ των αδελφών χρωματύδων ςτον καρυϐτυπο του. Αςκηςη 4. Να ςυμπληρωθεύ ο παρακϊτω πύνακασ: Καρυϐτυποσ Αριθμϐσ χρωμοςω μϊτων Εύδοσ Οργανι ςμοϑ 6 Ινδικϐ ελϊφι 1 Εύδοσ ελαφιοϑ 2 Βϊτραχοσ Φρωμοςώ ματα ωματικοϑ κυττϊρου Αδελφϋσ χρωματ ύδεσ Ινύδια Φρωματ ύνησ Φρωμοςώ ματα γαμϋτη [16] 52 κϑλοσ 38 Γϊτα 48 Φιμπαν τζόσ Παράδειγμα 2. ασ δύνεται το γονιδύωμα 3 κυττϊρων που ανόκουν ςε διαφορετικϊ εύδη οργανιςμών που αναπαρϊγονται φυλετικϊ: Κϑτταρο οργανιςμοϑ Α (γαμετικϐ) : ζ.β. Κϑτταρο οργανιςμοϑ Β (ςωματικϐ πριν το διπλαςιαςμϐ του DN) : ζ.β Κϑτταρο οργανιςμοϑ Γ (ςωματικϐ ςτο ςτϊδιο τησ μετϊφαςησ ) : ζ.β. Να ςυγκρύνετε τουσ οργανιςμοϑσ αυτοϑσ ωσ προσ το μϋγεθοσ του γονιδιώματοσ. Απάντηςη: Για να ςυγκρίνουμε το γονιδίωμα όςον αφορά το μέγεθοσ πρέπει να ςυγκρίνουμε τα απλοειδή τουσ κύτταρα που ςτο ςυγκεκριμένο παράδειγμα είναι οι γαμέτεσ. Οργανιςμόσ-Α : Απλοειδέσ κύτταρο : 2x1 9 ζ.β. Οργανιςμόσ-Β : Το απλοειδέσ κύτταρο έχει τη μιςή ποςότητα γενετικού υλικού από το ςωματικό κύτταρο άρα (3/2)x1 9 =1,5x1 9 ζ.β. Οργανιςμόσ-Γ: Το απλοειδέσ κύτταρο έχει τη μιςή ποςότητα γενετικού υλικού από το ςωματικό κύτταρο πριν το διπλαςιαςμό. Το κύτταρο του οργανιςμού-γ βρίςκεται ςτο ςτάδιο τησ μετάφαςησ όπου το γενετικό υλικό έχει διπλαςιαςτεί. Άρα το γαμετικό κύτταρο έχει το ¼ τησ ποςότητασ του γενετικού υλικού από το ςωματικό κύτταρο όπου το γενετικό υλικό έχει διπλαςιαςτεί. Επομένωσ απλοειδέσ κύτταρο του οργανιςμού-γ: (4/4)x1 9 ζ.β=1 9 ζ.β. Άρα η κατάταξη με βάςη το γενετικό υλικό είναι : Οργανιςμόσ-Α > Οργανιςμόσ-Β>Οργανιςμόσ-Γ. Άςκηςη-5 Να ςυγκριθοϑν ϐςον αφορϊ το μϋγεθοσ του γονιδιώματοσ οι οργανιςμού: Οργανιςμϐσ-Α : γαμετικϐ κϑτταρο 1,2x1 9 ζ.β. Οργανιςμϐσ-Β : ςωματικϐ πριν το διπλαςιαςμϐ του DN 1,8x1 9 ζ.β. Οργανιςμϐσ-Γ : ςωματικϐ μετϊ το διπλαςιαςμϐ του DN 3x1 9 ζ.β. Άςκηςη-6 Να ςυγκριθοϑν ϐςον αφορϊ το μϋγεθοσ του γονιδιώματοσ οι οργανιςμού: Οργανιςμϐσ-Α : γαμετικϐ κϑτταρο 2,5x1 9 ζ.β.

17 Οργανιςμϐσ-Β : ςωματικϐ πριν το διπλαςιαςμϐ του DN 6x1 9 ζ.β. Οργανιςμϐσ-Γ : ςωματικϐ μετϊ το διπλαςιαςμϐ του DN 2x1 9 ζ.β. Παράδειγμα-3. Απϐ ςωματικϐ κϑτταρο φυτικοϑ οργανιςμοϑ απομονώθηκαν 3 εύδη μορύων DN ϐπου πραγματοποιόθηκαν οι παρακϊτω βιοχημικϋσ αναλϑςεισ: Μϐριο DN-1 : Απαιτοϑνται για την υδρϐλυςη των φωςφοδιεςτερικών δεςμών τϐςα μϐρια νεροϑ ϐςεσ και οι βϊςεισ. Μϐριο DN-2: Μεγαλϑτερου μεγϋθουσ απϐ το DN-1, δεν υπϊρχει ελεϑθερη φωςφορικό ομϊδα οϑτε ελεϑθερο υδροξϑλιο που να μην ςυμμετϋχουν ςτο ςχηματιςμϐ φωςφοδιεςτερικοϑ δεςμοϑ. Μϐριο DN-3: ϑμπλεγμα με ιςτϐνεσ και μη ιςτϐνεσ, διαθϋτει 2 ελεϑθερεσ φωςφορικϋσ ομϊδεσ και 2 ελεϑθερα υδροξϑλια. Να αιτιολογόςετε τα βιοχημικϊ δεδομϋνα. Απάντηςη: Για την υδρόλυςη ενόσ φωςφοδιεςτερικού δεςμού απαιτείται και ένα μόριο νερού. Στο κυκλικό μόριο DN,όςεσ είναι οι βάςεισ τόςοι είναι και οι φωςφοδιεςτερικοί δεςμοί. Άρα οι αριθμόσ των μορίων νερού είναι ίςοσ με τουσ φωςφοδιεςτερικούσ δεςμού άρα και με τον αριθμό των βάςεων. Επίςησ ςτο κυκλικό μόριο DN δεν υπάρχουν άκρα άρα δεν υπάρχουν ελεύθεροι φωςφοδιεςτρικοί δεςμοί και ελεύθερα υδροξύλια. Στο δίκλωνο και γραμμικό μόριο DN που βρίςκεται ςτον πυρήνα των ευκαρυωτικών κυττάρων υπάρχουν 2 ελεύθερεσ φωςφορικέσ ομάδεσ ςτο 5 άκρο των δύο αλυςίδων και 2 ελεύθερα υδροξύλια ςτο 3 άκρο των δύο αλυςίδων. Επιπλέον το γραμμικό μόριο DN ςυμπλέκεται με πρωτεΐνεσ (ιςτόνεσ+μη ιςτόνεσ) Άρα το μόριο DN-1 είναι μιτοχονδριακό DN, το μόριο DN-2 είναι χλωροπλαςτών και το DN-3 ανήκει ςτο πυρηνικό DN. Άςκηςη-7 Απϐ ςωματικϐ κϑτταρο ζωικϐ οργανιςμοϑ απομονώθηκαν δϑο εύδη μορύων DN: DN-1 μητρικόσ προϋλευςησ ϐπου δε διαθϋτει ελεϑθερεσ φωςφορικϋσ ομϊδεσ και ελεϑθερα υδροξϑλια. DN-2 πατρικόσ προϋλευςησ ϐπου διαθϋτει 2 ελεϑθερεσ φωςφορικϋσ ομϊδεσ και 2 ελεϑθερα υδροξϑλια. Ποια ςυμπερϊςματα προκϑπτουν απϐ τα παραπϊνω βιοχημικϊ δεδομϋνα ; Άςκηςη-8 Απϐ ςωματικϐ κϑτταρο ζωικϐ οργανιςμοϑ απομονώθηκαν δϑο εύδη μορύων DN: DN-1 :Ιςχϑει αριθμϐσ βϊςεων=αριθμϐσ φωςφοδιεςτερικών δεςμών. DN-2 : Ιςχϑει αριθμϐσ βϊςεων=αριθμϐσ φωςφοδιεςτερικών δεςμών+2 Ποια ςυμπερϊςματα προκϑπτουν απϐ τα παρακϊτω βιοχημικϊ δεδομϋνα ; Άςκηςη-9. ασ δύνεται ο παρακϊτω πύνακασ με τα βιοχημικϊ δεδομϋνα που αφοροϑν το γενετικϐ υλικϐ ιών. ριθ μϐσ Ιϐσ- 1 Ιϐσ- 2 Ιϐσ- 3 Ιϐσ- 4 Ιϐσ- 5 Ιϐσ- 6 Ιϐσ- 7 Ιϐσ- 8 Α Σ U Υως φ. Δεςμ ού Οι παραπϊνω ιού ϋχουν επιλεγεύ γιατύ ο καθϋνασ απϐ αυτοϑσ ϋχει και διαφορετικϐ ςε εύδοσ γενετικϐ υλικϐ. Να αντιςτοιχύςετε «1-1» τουσ ιοϑσ τησ ςτόλησ-ι με το εύδοσ γενετικοϑ υλικοϑ τησ ςτόλησ-ιι τόλη-ι(ιού ϊςκηςησ 9) τόλη-ιι(εύδοσ γενετικοϑ υλικοϑ) Ιϐσ-1 Μονϐκλωνο γραμμικϐ RN Ιϐσ-2 Δύκλωνο κυκλικϐ RN Ιϐσ-3 Μονϐκλωνο κυκλικϐ DN Ιϐσ-4 Μονϐκλωνο γραμμικϐ DN Ιϐσ-5 Δύκλωνο κυκλικϐ DN Ιϐσ-6 Δύκλωνο γραμμικϐ RN Ιϐσ-7 Μονϐκλωνο κυκλικϐ RN Ιϐσ-8 Δύκλωνο γραμμικϐ DN [17]

18 Παράδειγμα 4. Για δϑο κϑτταρα ςασ δύνονται τα παρακϊτω βιοχημικϊ δεδομϋνα που αφοροϑν το πυρηνικϐ DN: Κϑτταρο-1 : 15% Α Κϑτταρο-2: Διαθϋτει 1,6x1 7 βϊςεισ και 2,1x1 7 δεςμοϑσ υδρογϐνου. Να βρεύτε αν τα κϑτταρα ανόκουν ςτο ύδιο ό ςε διαφορετικϐ εύδοσ οργανιςμοϑ. Απάντηςη: Για να βρούμε αν δύο κύτταρα ανήκουν ςτο ίδιο είδοσ οργανιςμού πρέπει να ςυγκρίνουμε τουσ λόγουσ +.Αν είναι ίςοι ανήκουν ςτο ίδιο + είδοσ. Στο κύτταρο-1 : %Α=%Τ και % =% λόγω ςυμπληρωματικότητασ των βάςεων. Εξάλλου τα κύτταρα διαθέτουν πυρηνικό DN άρα είναι ευκαρυωτικά όπου το γενετικό υλικό βρίςκεται με τη μορφή δίκλωνων γραμμικών μορίων DN. %Α=%Τ=15% %Α+%Τ+%+%=1% 15%+15%+%+%=1% %+%=7% 2%=7% %=35%=% Αν έχουμε Ν βάςεισ ςυνολικά ςτο γενετικό υλικό του κυττάρου τότε θα έχουμε,15ν Α,,15Ν Τ,,35Ν,,35N +,15N+,15N,3N 3 +,35N+,35N,7N 7 Στο κύτταρο-2 : Αν έχω x αριθμό Α θα έχω και x αριθμό,ομοίωσ αν έχω y αριθμό θα έχω και y αριθμό Ιςχύει 2x+2y=αριθμόσ βάςεων. Ανάμεςα ςε ένα ζευγάρι Α και Τ αναπτύςςονται 2 δεςμοί υδρογόνου και ανάμεςα ςε ένα ζευγάρι και αναπτύςςονται 3 δεςμοί υδρογόνου. Ιςχύει 2x+3y=αριθμόσ δεςμών υδρογόνου. Στο κύτταρο-2 ιςχύει: 2x+2y=1,6 1 7 (1) 2x+3y=2,1 1 7 (2) 3y+2x-2x-2y=2, ,6 1-7 (2)-(1) y =,5 1-7 Αντικαθιςτώντασ το y=,5 1-7 ςτην (1) 2x+2(,5 1-7 )=1, x =1, x=,6 1-7 x=, ,3 1,3 1 2,3 1, ,5 1,5 1 2,5 1,5 5 Ανήκουν ςε διαφορετικό είδοσ οργανιςμού. Άςκηςη-1. Για δϑο κϑτταρα ςασ δύνονται τα παρακϊτω βιοχημικϊ δεδομϋνα που αφοροϑν το πυρηνικϐ DN: Κϑτταρο-1 : 2% Α Κϑτταρο-2: Διαθϋτει 1,5x1 6 βϊςεισ και 1,95x1 6 δεςμοϑσ υδρογϐνου. Να βρεύτε αν τα κϑτταρα ανόκουν ςτο ύδιο ό ςε διαφορετικϐ εύδοσ οργανιςμοϑ. Άςκηςη-11. Για δϑο κϑτταρα ςασ δύνονται τα παρακϊτω βιοχημικϊ δεδομϋνα που αφοροϑν το πυρηνικϐ DN: Κϑτταρο-1 : 4% Α Κϑτταρο-2: Διαθϋτει 2,x1 6 βϊςεισ και 2,2x1 6 δεςμοϑσ υδρογϐνου. Να βρεύτε αν τα κϑτταρα ανόκουν ςτο ύδιο ό ςε διαφορετικϐ εύδοσ οργανιςμοϑ. [18]