ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΘΕΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ / Γ ΙΑΤΡ ΓΘΕΤ 2 ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 20/03/2016 ΘΕΜΑ Α 1. α 2. δ 3. γ 4. δ 5. γ. ΘΕΜΑ Β 1. Τα αντισώματα αποτελούν το πιο αποτελεσματικό φυσικό φάρμακο για την αντιμετώπιση πολλών νοσημάτων. Τι ονομάζουμε μονοκλωνικά αντισώματα και ποια η εφαρμογή τους στην θεραπεία του καρκίνου; Σε τι πλεονεκτεί σε σχέση με άλλες θεραπείες του καρκίνου; Μονάδες 6 Κάθε είδος αντισώματος.καρκινικών κυττάρων. Σελ 123 σχολικό. Τα αντισώματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν χημειοθεραπείας σελ 123-124 σχολικό. 2. Σε ποιους τομείς μπορεί να βρει εφαρμογή η χαρτογράφηση του ανθρώπινου γονιδιώματος; Μονάδες 4 Η χαρτογράφηση είναι ένας από τους κύριους στόχους..σελ 127 και Η ανάλυση του ανθρώπινου γονιδιώματος θα συμβάλλει σελ 130σχολικό 3. Η ζύμωση χρησιμοποιείται για την καλλιέργεια μικροβίων μεγάλης κλίμακας στην βιομηχανία. Τι ονομάζουμε ζύμωση, ποια τα προϊόντα της και σε ποιους τύπους διακρίνεται; Μονάδες 5 Με τον όρο ζύμωση αντιβιοτικά σελ 113σχολικό Υπάρχουν 2 τύποι ζυμώσεων συνεχής καλλιέργεια σελ 114 σχολικό. Φροντιστήρια Εν-τάξη Σελίδα 1 από 6
4. Ποιες είναι οι πρωτεΐνες του ανθρώπου που παράγονται με επιτυχία από διαγονιδιακά ζώα; Μονάδες 5 ΑΑΤ και παράγοντας ΙΧ σελ 141 5. Στη διαδικασία κατασκευής του ανασυνδυασμένου DNA ποιος είναι ο ρόλος των πλασμιδίων (Μονάδες 2) και των βακτηρίων (Μονάδες 2); Μονάδες 5 Ο φορέας κλωνοποίησης ανασυνδυασμένο σελ 61. Βακτήρια ξενιστές αντιβιοτικά. Σελ 63 ΘΕΜΑ Γ1 mrna Α: 5 GCAUAGGCAAGAUG,GUU,UUG,ACU,CCC,GAG,GAG,UAU, 3 mrna Β: 5 GCAUAGGCAAGAUG,GUU,UUG,ACU,CCC,GUG,GAG,UAU 3 α. Πως δικαιολογείτε την ύπαρξη 2 διαφορετικών αλληλουχιών mrna στα κύτταρα του ίδιου ατόμου; β. Τι θα συμβεί με την παραγόμενη πρωτεΐνη; γ. Να περιγράψετε αν το άτομο πάσχει από κάποια αιμοσφαιρινοπάθεια ή όχι και να χαρακτηρίσετε το άτομο αυτό. Μονάδες 12 α. Παρατηρούμε ότι 11 νουκλεοτίδια από το 5' άκρο παρουσιάζεται ένα κωδικόνιο έναρξης, το οποίο σε βήμα τριπλέτας ακολουθείται από άλλα 7 κωδικόνια που κωδικοποιούν τα πρώτα 8 αμινοξέα της πολυπεπτιδικής αλυσίδας β της αιμοσφαιρίνης Α. Τα δυο διαφορετικά μόρια mrna προκύπτουν από τη μεταγραφή δυο διαφορετικών αλληλομόρφων. To mρνα Α από το αλληλόμορφο που κωδικοποιεί την φυσιολογική β αλυσίδα της αιμοσφαιρίνης, καθότι στην 6η θέση από το κωδικόνιο έναρξης υπάρχει το κωδικόνιο GAG που κωδικοποιεί το αμινοξύ γλουταμικό. Το μόριο mrna B, αντιστοιχεί στο μόριο που μεταγράφεται από το μεταλλαγμένο αλληλόμορφο που κωδικοποιεί την βs Φροντιστήρια Εν-τάξη Σελίδα 2 από 6
αλυσίδα της αιμοσφαιρίνης, καθότι το 6ο κωδικόνιο GAG έχει αντικατασταθεί από το GTG και κωδικοποιεί το αμινοξύ βαλίνη. β. Το συγκεκριμένο άτομο φαίνεται να μεταγράφει και να μεταφράζει και τα 2 αλληλόμορφα, οπότε θα παράγει και β και βs αλυσίδες της αιμοσφαιρίνης. Το αποτέλεσμα θα είναι στα ερυθροκύτταρά του να ανιχνεύεται και fυσιολογική αιμοσφαιρίνη Α - ΗbA (α2β2) αλλά και αιμοσφαιρίνη S - HbS (α2βs2). γ. Το συγκεκριμένο άτομο δεν πάσχει αλλά είναι φορέας (ετερόζυγο) της δρεπανοκυτταρικής αναιμίας διαθέτει δηλαδή ένα φυσιολογικό και ένα μεταλλαγμένο αλληλόμορφο. Τα ετερόζυγα άτομα δεν εμφανίζουν συμπτώματα της ασθένειας, κινδυνεύουν μόνο οπό δρεπάνωση των ερυθρών αιμοσφαιρίων τους σε υψόμετρο πάνω από 3000 μέτρα. Γ2. Δίνεται η κωδική αλυσίδα γονιδίου ευκαρυωτικού κυττάρου, το οποίο κωδικοποιεί τη σύνθεση ενός ολιγοπεπτιδίου. AAC CGG ATG AGG C A T C T A A G T T GAACCC 1 2 3 4 5 6 789 101112 131415161718 1920212223 Να εξετάσετε τις μεταβολές στη σύνθεση του πεπτιδίου εάν, με κατεύθυνση από τα αριστερά προς τα δεξιά, συμβούν οι παρακάτω γονιδιακές μεταλλάξεις: α) το 9 ο νουκλεοτίδιο αντικαθίσταται από νουκλεοτίδιο που φέρει την αζωτούχα βάση κυτοσίνη (μονάδες 5). β) το 23 ο νουκλεοτίδιο αντικαθίσταται από νουκλεοτίδιο που φέρει την αζωτούχα βάση αδενίνη (μονάδες 4). γ) μεταξύ του 12 ου και του 13 ου νουκλεοτιδίου προστίθεται ένα κωδικόνιο (μονάδες 4). Μονάδες 13 α) το 9ο νουκλεοτίδιο είναι το 3 νουκλεοτίδιο του κωδικονίου έναρξης. Αν αυτό αντικατασταθεί, από ATG σε ATC τότε η μετάλλαξη θα τροποποιήσει το κωδικόνιο έναρξης άρα δεν θα μπορεί πια να συντίθεται το ολιγοπεπτίδιο, καθότι δεν θα σχηματίζεται το αντίστοιχο συμπλοκο έναρξης της πρωτεινοσύνθεσης που θα μεταφράσει το αντίστοιχο mrna. β) Το 23 ο νουκλεοτίδιο ανήκει στο κωδικόνιο λήξης και είναι το δευτερο του νουκλεοτίδιο. Αυτό θα αντικατασταθεί από Α απότε το κωδικόνιο TGA θα γινει TAA, το οποίο είναι καπάλι κωδικόνιο λήξης και δεν θα προκαλέσει καμια αλλαγη στη συνθεση του πεπτιδίου. Φροντιστήρια Εν-τάξη Σελίδα 3 από 6
γ) η ενσωμάτωση ενός κωδικονίου στη θεση μεταξυ 12 και 13 ου νουκλεοτιδίου, θα επιμηκύνει κατα ενα αμινοξυ το πεπτιδιο εκτος αν προκειται για κωδικόνιο λήξης. ΘΕΜΑ Στα ακόλουθα σχήματα παριστάνονται: Α) τμήμα DNA προκαρυωτικού κυττάρου, στο οποίο περιέχεται ένα γονίδιο και ο υποκινητής του (α) Β) πλασμίδιο που πρόκειται να χρησιμοποιηθεί ως φορέας κλωνοποίησης του εν λόγω γονιδίου για την παραγωγή της πρωτεΐνης που κωδικοποιεί στο κυτταρόπλασμα βακτηρίου ξενιστή (β). Το σημείο Ε υποδηλώνει τη θέση αναγνώρισης της περιοριστικής ενδονουκλεάσης EcoRI. Στο τμήμα DNA απεικονίζονται τα μονόκλωνα άκρα που αναγνωρίζει και κόβει η EcoRI. Τα σημεία Β, Ν και Η υποδεικνύουν επιπλέον τις θέσεις αναγνώρισης των περιοριστικών ενδονουκλεασών BamHI, Noti και HindIII αντίστοιχα. Να απαντήσετε στα ερωτήματα: 1. Ποια από τις δύο αλυσίδες του γονιδίου είναι μη κωδική; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. (Μονάδες 10) 2. Ποιο από τα τέσσερα ένζυμα είναι καταλληλότερο για τη δημιουργία ανασυνδυασμένου DNA; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. (Μονάδες 15). 1. Από τον τρόπο δράσης της EcoRI ξέρουμε οτι αναγνωρίζει την αλληλουχία 5' GAATTC 3' Φροντιστήρια Εν-τάξη Σελίδα 4 από 6
3' CTTAAG 5' και κόβει μεταξυ G -A και στις 2 αλυσιδες Από το σχήμα φαινεται οτι η περιοριστικη ενδονουκλεάση συναντα τα G-A και κόβει μεταξύ τους όπως φαινεται στο σχημα : 5' G AATTC 3' 3' CTTAA G 5' οπότε το 5 άκρο βρίσκεται αριστερά στην πάνω αλυσίδα και το 3' άκρο δεξια στην πάνω αλυσίδα όπως φαινεται στο σχημα Οι δυο αλυσίδες ειναι συμπληρωματικές και αντιπαράλληλες και γι ατο λόγο αυτό η κάτω αλυσ'ιδα έχει αριστερά το 3' άκρο της και δεξιά το 5' άκρο της. Επειδη σημειωνεται και η θεση του υποκινητή αριστερά του γονιδίου, η κατεύθυνση της μεταγραφής θα είναι από αριστερά προς τα δεξιά. Επειδή η RNA πολυμεράση συνθέτει την πολυνουκλεοτιδικη αλυσίδα του mrna στην κατεύθυνση 5'- 3' και είναι συμπηρωματική και αντιπαράλληλη με την μη κωδική αλυσίδα, η μη κωδική πρέπει να είναι η κάτω και η κωδική η πάνω αλυσίδα του γονιδίου όπως εικονίζεται στο σχήμα. 2. Η περιοριστική ενδονουκλεάση HindIII αναγνωρίζει 2 αλληλουχίες του πλασμιδίου και αρα θα το κόβει σε 2 τμηματα. Αυτό κάνει δυσκολο το σχηματισμό ανασυνδυασμένου μορίου γιατί θα πρέπει να δημιουργηθεί ανασυνδυασμένο μόριο στο οπίο να ενωθούν μεταξύ τους 3 τμήματα, πράγμα που δεν ειναι πιθανό να συμβεί. Η περιοριστική ενδονουκλεάση BamH1, αναγνωρίζει μια αλληλουχία που βρίσκεται στη θεση εναρξης της αντιγραφής, αν ενσωματωθεί εκεί το γονίδιο μπορεί να επηρεάσει τη δυνατότητα αυτοδιπλασιασμού του πλασμιδίου και άρα τη δημιουργία του επιθυμητού βακτηριακού κλώνου, οπότε δεν την επιλέγουμε. Η περιοριστική ενδονουκλεάση Noti, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί εφόσον αναγνωρίζει μια αλληλουχία του πλασμιδίου, όμως κόβει το γονίδιο στη θεση του υποκινητη οπότε δεν θα γινει η μεταγραφή του γονιδίου. Άρα καταλληλότερη είναι η Περιοριστική ενδονουκλεάση EcoRI που ακόμη κι αν κόβει το γονίδιο ανθεκτικότητας στη στρεπτομυκίνη, υπάρχει άλλο διαθέσιμο γονίδιο ανθεκτικότητας στο πλασμίδιο (γονίδιο ανθεκτικότητας στην αμπικιλίνη που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να εντοπιστεί το πλασμίδιο που θα εχει εισέλθει στο βακτήριο - ξενιστή. Φροντιστήρια Εν-τάξη Σελίδα 5 από 6
Φροντιστήρια Εν-τάξη Σελίδα 6 από 6