Να επιλέξετε την φράση που συμπληρώνει ορθά κάθε μία από τις ακόλουθες προτάσεις:

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Γ ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Β ) ΚΥΡΙΑΚΗ 27/03/2016 - ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ (ΑΠΟΦΟΙΤΟΙ) ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΔΩΔΕΚΑ (12) ΘΕΜΑ Α ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Να επιλέξετε την φράση που συμπληρώνει ορθά κάθε μία από τις ακόλουθες προτάσεις: Α1. Τα υβριδώματα προκύπτουν από τη/την: Α. μεταφορά πυρήνα Β-λεμφοκυττάρου σε καρκινικό Β. μεταφορά αντισωμάτων σε καρκινικά κύτταρα Γ. κλωνοποίηση Β-λεμφοκυττάρων Δ. σύντηξη καρκινικών κυττάρων με λεμφοκύτταρα Α2. Υδρόφιλο τμήμα στη διπλή έλικα του DNA αποτελεί/-ούν: Α. ο σταθερός σκελετός της έλικας Β. τα ελεύθερα 5 και 3 άκρα Γ. οι αζωτούχες βάσεις Δ. οι βάσεις αδενίνης και θυμίνης Α3. Ένζυμο που συνδέει δεοξυριβονουκλεοτίδια με 3-5 φωσφοδιεσετρικό δεσμό αποτελεί η: Α. αντίστροφη μεταγραφάση Β. RNA πολυμεράση Γ. περιοριστική ενδονουκλεάση ΕcoRI Δ. DNA ελικάση ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 12 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΑΡΧΗ 2ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Α4. Κατά τη διάρκεια της μετάφρασης, προκειμένου το 3 ο μόριο trna να εισέλθει στη μεγάλη υπομονάδα του ριβοσώματος, σπάζουν: Α. 7 δεσμοί υδρογόνου Β. 3 δεσμοί υδρογόνου Γ. 2 πεπτιδικοί δεσμοί Δ. 2 φωσφοδιεστερικοί δεσμοί Α5. Ο αριθμός των βραχιόνων που απεικονίζονται στον καρυότυπο ατόμου με σύνδρομο Turner είναι: Α. 45 Β. 90 Γ. 180 Δ. 184 Α1-Δ, Α2-Α, Α3-Α, Α4-Α, Α5-Γ. (Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 5 μονάδες για κάθε ορθή επιλογή.) ΘΕΜΑ Β ΜΟΝΑΔΕΣ 25 Β1. Να αντιστοιχίσετε σωστά τον αριθμό κάθε μιας από τις φράσεις της στήλης Ι με ένα μόνο γράμμα (Α, Β, Γ) της στήλης ΙΙ. Στήλη Ι Στήλη ΙΙ 1. DNA ελικάση Α. Αντιγραφή 2. Μεταγραφικοί παράγοντες 3. Πολύσωμα Β. Μεταγραφή 4. Πριμόσωμα 5. Ριβόσωμα Γ. Μετάφραση 6. Ριβονουκλεοπρωτεϊνικά σωματίδια ΜΟΝΑΔΕΣ 6 ΤΕΛΟΣ 2ΗΣ ΑΠΟ 12 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΑΡΧΗ 3ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ 1-A, 2-B, 3-Γ, 4-A, 5-Γ, 6-Β. (Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 1 μονάδα για κάθε ορθή επιλογή.) Β2. Να εξηγήσετε τους λόγους για τους οποίους οι μεταλλάξεις δεν είναι πάντοτε επιβλαβείς για τους οργανισμούς. ΜΟΝΑΔΕΣ 8 Παρότι οι περισσότερες μεταλλάξεις είναι επιβλαβείς για τον οργανισμό, μερικές από αυτές προσδίδουν πλεονεκτήματα. Οι μεταλλάξεις ευθύνονται για τη γενετική ποικιλότητα των πληθυσμών, χωρίς την οποία θα περιοριζόταν η εξέλιξη και η ζωή δεν θα χαρακτηριζόταν από την ποικιλομορφία που γνωρίζουμε σήμερα. (Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 2 μονάδες για αυτή την απάντηση.) Άλλωστε είναι γνωστό ότι κάποιες μεταλλάξεις τροποποιούν τη σύνθεση του προϊόντος της γονιδιακής έκφρασης χωρίς να τροποποιούν τη λειτουργικότητά του. Πρόκειται για τις ουδέτερες μεταλλάξεις, που αποδεικνύονται μη επιβλαβείς. (Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 2 μονάδες για αυτή την απάντηση.) Οι σιωπηλές μεταλλάξεις ομοίως δεν επηρεάζουν τη λειτουργικότητα του προϊόντος της γονιδιακής έκφρασης και συνεπώς τη λειτουργία του οργανισμού. (Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 2 μονάδες για αυτή την απάντηση.) Επιπλέον μεταλλάξεις που συμβαίνουν σε περιοχές του γενετικού υλικού που δεν αποτελούν γονίδια ή ρυθμιστικές περιοχές τους δεν τροποποιούν το φαινότυπο των ατόμων. (Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 2 μονάδες για αυτή την απάντηση.) Β3. Να περιγράψετε τη διαδικασία για την παραγωγή ενός διαγονιδιακού καλαμποκιού Bt. ΤΕΛΟΣ 3ΗΣ ΑΠΟ 12 ΣΕΛΙΔΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ 5 Το βακτήριο Agrobacterium tumefaciens είναι ένα βακτήριο που φυσιολογικά ζει στο έδαφος και διαθέτει την ικανότητα να μολύνει φυτικά κύτταρα μεταφέροντας σε αυτά ένα πλασμίδιο που ονομάζεται Ti. Το πλασμίδιο Ti ενσωματώνεται στο γενετικό υλικό των φυτικών κυττάρων και δημιουργεί εξογκώματα (όγκους) στο σώμα των φυτών. (Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 2 μονάδες για αυτή την απάντηση.) Το βακτήριο Bacillus thuringiensis ζει στο έδαφος και παράγει μια ισχυρή τοξίνη, πολύ πιο ισχυρή από διάφορα εντομοκτόνα, η οποία καταστρέφει πολλά είδη εντόμων και σκωλήκων. (Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 1 μονάδα για αυτή την απάντηση.)

ΑΡΧΗ 4ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Η δημιουργία διαγονιδιακών φυτών Bt συμβαίνει με τον εξής τρόπο: Απομονώνεται το πλασμίδιο Ti από το βακτήριο A. tumefaciens. Απενεργοποιείται το γονίδιο που δημιουργεί τους όγκους. Το γονίδιο του B. thuringiensis που παράγει την τοξίνη ενσωματώνεται στο πλασμίδιο απενεργοποιώντας το γονίδιο που προκαλεί τους όγκους.. Το ανασυνδυασμένο πλασμίδιο εισάγεται σε φυτικά κύτταρα καλαμποκιού, τα οποία αναπτύσσονται σε καλλιέργειες. Τα φυτικά κύτταρα δίνουν ένα νέο φυτικό οργανισμό που περιέχει και εκφράζει το νέο γονίδιο. (Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 2 μονάδες για αυτή την απάντηση.) Β4. Κλειστή καλλιέργεια: Να γράψετε σε ποιες φάσεις της καλλιέργειας αυτής ο πληθυσμός των μικροοργανισμών παραμένει σταθερός και να εξηγήσετε σε ποιους λόγους οφείλεται αυτό. ΜΟΝΑΔΕΣ 6 (2+4) Κατά τη λανθάνουσα και τη στατική. (Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 2 μονάδες για αυτή την απάντηση.) Λανθάνουσα φάση: Κατά τη φάση αυτή 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 νέες συνθήκες και να αρχίσουν να αναπτύσσονται. (Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 2 μονάδες για αυτή την απάντηση.) Στατική φάση: Ο πληθυσμός των μικροοργανισμών δεν αυξάνεται, είτε λόγω εξάντλησης κάποιου θρεπτικού συστατικού είτε λόγω συσσώρευσης τοξικών προϊόντων από το μεταβολισμό των μικροοργανισμών. (Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 2 μονάδες για αυτή την απάντηση.) ΘΕΜΑ Γ Γ1. Στη γάτα, το επικρατές αυτοσωμικό αλληλόμορφο Β ευθύνεται για το μαύρο χρώμα τριχώματος, ενώ τα αλληλόμορφα b και b L καθορίζουν αντίστοιχα το καφέ και κανελί χρώμα τριχώματος. Από τη διασταύρωση μαύρης γάτας με καφέ γάτα είναι δυνατό να προκύψουν μαύροι, καφέ ή κανελί απόγονοι. Από τη διασταύρωση κανελί γάτας με άλλη κανελί γάτα προκύπτουν πάντα κανελί γατάκια. α. Να εξηγήσετε τη σχέση των αλληλομόρφων B, b και b L. ΜΟΝΑΔΕΣ 4 ΤΕΛΟΣ 4ΗΣ ΑΠΟ 12 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΑΡΧΗ 5ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Το αλληλόμορφο για το κανελί χρώμα είναι υπολειπόμενο, διότι από τη διασταύρωση κανελί ατόμων προκύπτουν μόνον κανελί απόγονοι, που σημαίνει ότι δεν είναι δυνατό στο γονότυπο των κανελί ατόμων να «κρύβεται» άλλο αλληλόμορφο. Το αλληλόμορφο για το καφέ χρώμα είναι υπολειπόμενο στο μαύρο, διότι από τη διασταύρωση μαύρων με καφέ προκύπτουν μαύροι απόγονοι (αναμενόμενο, διότι τα αλληλόμορφο για το μαύρο είναι επικρατές) και καφέ, που σημαίνει ότι ετερόζυγο άτομο της πατρικής γενιάς Βb με καφέ bb οδηγεί στην εμφάνιση και καφέ απογόνων. Επιπλέον, από τη διασταύρωση μαύρων ετερόζυγων με γονότυπο Βb L με καφέ bb L οδηγεί στη γέννηση γατιών με μαύρο χρώμα (Bb ή Bb L ), καφέ (bb L ) και κανελί (b L b L ). (Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 4 μονάδες για αυτή την απάντηση.) β. Το μήκος του τριχώματος στις γάτες ελέγχεται από δύο αλληλόμορφα, το ένα προσδίδει μακρύ τρίχωμα και το άλλο ευθύνεται για το κοντό τρίχωμα. Από τις πολλαπλές διασταυρώσεις ενός μαύρου γάτου με μακρύ τρίχωμα με την ίδια καφέ γάτα με μακρύ τρίχωμα, προκύπτουν απόγονοι με αναλογία (ανεξάρτητη του φύλου των απογόνων): 6 μαύρο με μακρύ τρίχωμα 3 καφέ με μακρύ τρίχωμα 2 μαύρο με κοντό τρίχωμα 1 καφέ με κοντό τρίχωμα 3 κανελί με μακρύ τρίχωμα 1 κανελί με κοντό τρίχωμα Η αναλογία είναι ανεξάρτητη του φύλου των ατόμων. i. Να εξηγήσετε τον τρόπο κληρονομικότητας για την ιδιότητα «μήκος του τριχώματος» στις γάτες. ii. Να συμβολίσετε κατάλληλα τα αλληλόμορφα για το μήκος του τριχώματος, να γράψετε τους γονότυπους των ατόμων της πατρικής γενιάς και για τις δύο ιδιότητες και να παραστήσετε τη διασταύρωση. iii. Να εξηγήσετε πώς προκύπτει η ποικιλία των φαινοτύπων στη θυγατρική γενιά της διασταύρωσης. ΜΟΝΑΔΕΣ 7 (2+2+3) i. Η αναλογία των απογόνων με μακρύ τρίχωμα προς εκείνους με κοντό τρίχωμα είναι 3/1. Σύμφωνα με τις κλασικές διασταυρώσεις του Mendel, συμπεραίνουμε ότι το αλληλόμορφο για το μακρύ τρίχωμα είναι επικρατές του κοντού. Επιπλέον, η αναλογία είναι ανεξάρτητη του φύλου, συνεπώς το κοντό τρίχωμα κληρονομείται με αυτοσωμικό υπολειπόμενο τύπο κληρονομικότητας. (Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 2 μονάδες για αυτή την απάντηση.) ΤΕΛΟΣ 5ΗΣ ΑΠΟ 12 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΑΡΧΗ 6ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ii. Έστω L το αλληλόμορφο για το μακρύ τρίχωμα και l το αλληλόμορφο για το κοντό. Οι γονότυποι των ατόμων της πατρικής γενιάς είναι Βb L Ll και bb L Ll. P: Βb L Ll x bb L Ll BL Bl b L L b L l bl BbLL BbLl b L bll b L bll bl BbLl Bbll b L bll b L bll b L L Bb L LL Bb L Ll b L b L LL b L b L Ll b L l Bb L Ll Bb L ll b L b L Ll b L b L ll (Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 2 μονάδες για αυτή την απάντηση.) iii. Η διασταύρωση πραγματοποιήθηκε με βάση τους νόμους του Mendel και η αναλογία των φαινοτύπων είναι αποτέλεσμα αυτών, δηλαδή: Κατά το σχηματισμό γαμετών διαχωρίζονται τα ομόλογα χρωμοσώματα και άρα τα αλληλόμορφα γονίδια σε ίση αναλογία και οι απόγονοι προκύπτουν από τον τυχαίο διαχωρισμό αυτών των γαμετών. (Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 1,5 μονάδες για αυτή την απάντηση.) Το γονίδιο που ελέγχει ένα χαρακτήρα δεν επηρεάζει τη μεταβίβαση του γονιδίου που ελέγχει έναν άλλο χαρακτήρα, εάν τα γονίδια αυτά βρίσκονται σε διαφορετικά ζεύγη ομόλογων χρωμοσωμάτων. (Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 1,5 μονάδες για αυτή την απάντηση.) γ. Μία άλλη γενετική θέση στο γονιδίωμα της γάτας ελέγχει πιο ιδιαίτερους φαινότυπους του τριχώματος, όπως η ύπαρξη ραβδώσεων η οποία καθορίζεται από το αυτοσωμικό γονίδιο Agouti (A). Το επικρατές αλληλόμορφο Α προσδίδει τρίχωμα με ραβδώσεις, ενώ το αλληλόμορφο α οδηγεί σε τρίχωμα χωρίς ραβδώσεις. Από τις πολλαπλές διασταυρώσεις καφέ γάτου με ραβδώσεις με γάτα κανελί χωρίς ραβδώσεις προκύπτουν στη θυγατρική γενιά (έστω γενιά G) γατάκια με αναλογία: 1 καφέ με ραβδώσεις 1 κανελί χωρίς ραβδώσεις i. Να γράψετε τον γονότυπο του γάτου. ii. Να εξηγήσετε τα αποτελέσματα αυτής της διασταύρωσης. iii. Ένα άτομο από τη γενιά G με καφέ χρώμα και ραβδώσεις, που επιπλέον έχει μακρύ τρίχωμα διασταυρώνεται με γάτα κανελί, με κοντό τρίχωμα χωρίς ραβδώσεις. Να εξηγήσετε εάν από τη διασταύρωση αυτή είναι δυνατό να προκύψουν γατάκια με κανελί χρώμα, ραβδώσεις και μακρύ τρίχωμα ή γατάκια με κανελί χρώμα, χωρίς ραβδώσεις και μακρύ τρίχωμα. ΜΟΝΑΔΕΣ 8 (2+4+2) ΤΕΛΟΣ 6ΗΣ ΑΠΟ 12 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΑΡΧΗ 7ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ i. Δεδομένου ότι προκύπτουν γατάκια χωρίς ραβδώσεις, ο γάτος έχει γονότυπο Αα για την ιδιότητα αυτή. Επίσης, προκύπτουν γατάκια με κανελί χρώμα, οπότε ο γάτος έχει γονότυπο bb L. Συνολικά ο γονότυπος του γάτου είναι Αα bb L. (Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 2 μονάδες για αυτή την απάντηση.) ii. iii. Οι φαινοτυπικές αναλογίες αυτής της διασταύρωσης δεν είναι αναμενόμενες, διότι οι φαινότυποι των απογόνων είναι λιγότεροι από αυτούς που θα προέκυπταν εάν συνέβαινε τυχαίος διαχωρισμός (συνδυασμός) των χρωμοσωμάτων στα άτομα της πατρικής γενιάς. (Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 1 μονάδα για αυτή την απάντηση.) Αυτό σημαίνει ότι τα είδη των γαμετών που σχηματίστηκαν ήταν λιγότερα αυτών που αναμένονται όταν ισύχει ο 2 ος νόμος του Mendel. Τα γονίδια για το χρώμα και τις ραβδώσεις στο είδος της γάτας είναι συνδεδεμένα στο ίδιο χρωμόσωμα. (Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 3 μονάδες για αυτή την απάντηση.) Επειδή τη διασταύρωση του καφέ γάτου με ραβδώσεις με την κανελί και χωρίς ραβδώσεις γάτα προκύπτουν γατάκια καφέ με ραβδώσεις και κανελί χωρίς ραβδώσεις, συμπεραίνουμε ότι το αλληλόμορφο για το καφέ χρώμα είναι συνδεδεμένο στο ίδιο χρωμόσωμα με το γονίδιο για τις ραβδώσεις. Στα χρωμοσώματα του γάτου είναι συνδεδεμένα τα γονίδια σύμφωνα με το σχήμα: b b L A α Οι απόγονοι αυτού του ατόμου που έχουν καφέ χρώμα και ραβδώσεις έχουν συνδεδεμένα τα γονίδια b και Α, διότι έχουν κληρονομήσει το χρωμόσωμα που φέρει τα εν λόγω γονίδια. Συνεπώς, δεν είναι δυνατό να προκύψουν γατάκια με κανελί χρώμα (b L ) και ραβδώσεις (Α). Αντίθετα είναι δυνατό να προκύψουν γατάκια με κανελί χρώμα, χωρίς ραβδώσεις και μακρύ τρίχωμα, αφού το αλληλόμορφο για το μήκος του τριχώματος βρίσκεται σε άλλο χρωμόσωμα και κληρονομείται ανεξάρτητα. (Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 2 μονάδες για αυτή την απάντηση.) Γ2. Η αλληλουχία αποτελεί γονίδιο από το κύριο μόριο DNA βακτηρίου, το οποίο κωδικοποιεί τη σύνθεση ολιγοπεπτιδίου: 3 GAGAGAATATGΑTTTATAAATGAGTACACAC 5 5 CTCTCTTATACΤAAATATTTACTCATGTGTG 3 ΤΕΛΟΣ 7ΗΣ ΑΠΟ 12 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΑΡΧΗ 8ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Κατά την αντιγραφή της μη κωδικής αλυσίδας του γονιδίου συνέβη μία μετάλλαξη και απέναντι από τη 12 η βάση (από το 3 άκρο) της αλυσίδας αυτής τοποθετήθηκε Τ. Το λάθος δεν διορθώθηκε από τους μηχανισμούς του βακτηρίου και το κύτταρο αμέσως μετά την αντιγραφή διαιρέθηκε. Να εξηγήσετε ποιες θα είναι οι συνέπειες της μετάλλαξης στη σύνθεση του ολιγοπεπτιδίου σε κάθε ένα από τα δύο νέα κύτταρα. Η μετάλλαξη συνέβη απέναντι από την Τ της μη κωδικής, όπως φαίνεται στο σχήμα. ΜΟΝΑΔΕΣ 6 Κωδική: 3 GAGAG AAT ATG ΑTT TAT AAA TGA GTA CACAC 5 Μη κωδική: 5 CTCTC TTA TAC ΤAA ATA TTT ACT CATGTGTG 3 (Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 2 μονάδες για την εύρεση της κωδικής και της μη κωδικής.) Συνεπώς, το λάθος συνέβη στην κωδική αλυσίδα του ενός νέου μορίου DNA. Όμως η μη κωδική αλυσίδα είναι η μεταγραφόμενη, άρα το mrna που παράγεται από αυτό το γονίδιο στο νέο κύτταρο έχει φυσιολογική αλληλουχία. Στο άλλο μόριο δεν συνέβη λάθος, συνεπώς ούτε σε αυτό το κύτταρο θα παρατηρηθεί κάποια μεταβολή στη σύνθεση του πεπτιδίου. (Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 4 μονάδες για αυτή την απάντηση.) ΘΕΜΑ Δ Η ακόλουθη αλληλουχία DNA (έστω αλληλουχία Ζ) απομονώθηκε στο εργαστήριο από το κύριο DNA φυσιολογικού κυττάρου E.coli. 5 CTTAGGGATCCCTTAGACATGGAG(CC) 12 TGACGΑAATG(GG) 7 Α(TAT) 3 AGATAAGGATG(GAA) 12 TTCTATTAACC 3 3 GAATCCCTAGGGAATCTGTACCTC(GG) 12 ACTGCTΤTAC(CC) 7 Τ(ATA) 3 TCTATTCCTAC(CTT) 12 AAGATAATTGG 5 Στην αλληλουχία Ζ περιλαμβάνεται ο χειριστής και τα δομικά γονίδια του οπερονίου της λακτόζης. Η αλληλουχία: 5 GGATCC 3 3 CCTAGG 5 αποτελεί τον χειριστή του οπερονίου της λακτόζης. ΤΕΛΟΣ 8ΗΣ ΑΠΟ 12 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΑΡΧΗ 9ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Δ1. i. Να γράψετε τις αλληλουχίες βάσεων που κωδικοποιούν τα ένζυμα στο μόριο του mrna που προκύπτει από τη μεταγραφή της αλληλουχίας Ζ. Να μην αιτιολογήσετε την απάντησή σας και να διατηρήσετε τις παρενθέσεις για τη συντομογραφία των βάσεων. ii. Να προσδιορίσετε τον αριθμό των αμινοξέων κάθε ενζύμου που παράγεται από το οπερόνιο. Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. ΜΟΝΑΔΕΣ 8 (2+6) i. Οι αλληλουχίες βάσεων που κωδικοποιούν τα 3 ένζυμα στο οπερόνιο της λακτόζης είναι: 5 AUG GAG (CC) 12 UGA 3 5 AUG (GG) 7 Α (UAU) 3 AGA UAA 3 5 ΑUG (GAA) 12 UUC UAU UAA 3 (Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 2 μονάδες για αυτή την απάντηση.) ii. Ο γενετικός κώδικας είναι τριαδικός, συνεχής και μη επικαλυπτόμενος. Επιπλέον, το mrna περιέχει κωδικόνιο έναρξης 5 AUG 3 και ένα από τα κωδικόνια λήξης 5 UGA 3, 5 UAA 3, 5 UAG 3. Τα κωδικόνια λήξης δεν κωδικοποιούν αμινοξέα. (Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 3,5 μονάδες για αυτή την απάντηση.) Συνεπώς, οι βάσεις που μεταφράζονται σε αμινοξέα για το πρώτο ένζυμο είναι 3 + 3 + 2 12 = 6+24 = 30. Οι βάσεις αυτές κωδικοποιούν 10 αμινοξέα. Ομοίως, για το 2 ο ένζυμο: 3 + 2 7 + 1 + 3 3 + 3 = 3+14+1+9+3 = 30. Οι βάσεις αυτές κωδικοποιούν 10 αμινοξέα. Για το 3 ο ένζυμο: 3 + 3 12 + 3 + 3 = 3+36+3+3 = 45. Οι βάσεις αυτές κωδικοποιούν 15 αμινοξέα. (Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 2,5 μονάδες για αυτή την απάντηση.) Δ2. Η περιοριστική ενδονουκλεάση Α αναγνωρίζει την αλληλουχία: την οποία και κόβει μεταξύ C και T. 5 CTTAG 3 3 GAATC 5 Η αλληλουχία Ζ τέμνεται από την περιοριστική ενδονουκλεάση Α. ΤΕΛΟΣ 9ΗΣ ΑΠΟ 12 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΑΡΧΗ 10ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Να γράψετε το τμήμα με μονόκλωνα άκρα που προκύπτει από την επίδραση της περιοριστικής ενδονουκλεάσης στην αλληλουχία Ζ και να εξηγήσετε πόσοι φωσφοδιεστερικοί δεσμοί και πόσοι δεσμοί υδρογόνου έσπασαν κατά τη δημιουργία του. 5 TTAGGGATCCC 3 3 CCCTAGGGAAT 5 Σπάζουν 2 2=4 φωσφοδιεστερικοί δεσμοί και 2 3 2=12 δεσμοί υδρογόνου. ΜΟΝΑΔΕΣ 5 (Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 1 μονάδα για τη σωστή αλληλουχία και από 2 μονάδες για τον υπολογισμό των δεσμών, συνολικά με 5 μονάδες) Δ3. Ένα πλασμίδιο φέρει μία φορά την αλληλουχία που αναγνωρίζει η περιοριστική ενδονουκλεάση Α, αμέσως μετά τον υποκινητή γονιδίου ανθεκτικότητας στο αντιβιοτικό αμπικιλίνη. Η αλληλουχία του υποκινητή (έντονα γράμματα) και του γονιδίου ανθεκτικότητας στο πλασμίδιο είναι: 5 CAGCTCCTTAGGGATGCTTTATAAATAACA. 3 3 GTCGAGGAATCCCTACGAAATATTTATTGT...5 Το πλασμίδιο τέμνεται από την περιοριστική ενδονουκλεάση Α και αναμιγνύεται με το τμήμα που γράψατε στο προηγούμενο ερώτημα, οπότε και προκύπτει ανασυνδυασμένο πλασμίδιο. i. Ποιο ένζυμο είναι απαραίτητο για τη σύνδεση των δύο αυτών τμημάτων DNA; ii. Ποιος είναι ο φυσιολογικός ρόλος του ενζύμου αυτού στα βακτήρια; iii. Να γράψετε την αλληλουχία βάσεων στο ανασυνδυασμένο πλασμίδιο. iv. Από το ανασυνδυασμένο πλασμίδιο παράγεται το πεπτίδιο που προσδίδει ανθεκτικότητα στην αμπικιλίνη. Με τη βοήθεια του γενετικού κώδικα, να γράψετε το πεπτίδιο αυτό και να σημειώσετε το αμινικό και καρβοξυλικό του άκρο. Να μην αιτιολογήσετε την απάντησή σας. ΜΟΝΑΔΕΣ 8 (1+3+2+2) i. Η DNA δεσμάση. (Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 1 μονάδα για αυτή την απάντηση.) ii. Στα βακτήρια, η DNA δεσμάση συνδέει τα ασυνεχή τμήματα κατά την αντιγραφή του DNA. (Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 3 μονάδες για αυτή την απάντηση. Στην περίπτωση που ο υποψήφιος γράψει ότι η DNA δεσμάση συνδέει και τα τμήματα ΤΕΛΟΣ 10ΗΣ ΑΠΟ 12 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΑΡΧΗ 11ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ που προέρχονται από τις διάφορες θέσεις έναρξης αντιγραφής, βαθμολογείται μόνον με 1,5 μονάδα, διότι υποπίπτει σε λάθος.) iii. 5 CAGCTCCTTAG GGATCC CTTAGGG ATG CTT TAT AAA TAA CA 3 3 GTCGAGGAATC CCTAGG GAATCCC TAC GAA ATA TTT ATT GT5 (Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 2 μονάδες για αυτή την απάντηση.) iv. Το πεπτίδιο που παράγεται είναι: H 2 N- met- leu tyr lys COOH (Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 2 μονάδες για αυτή την απάντηση.) Δ4. Το ανασυνδυασμένο πλασμίδιο εισέρχεται σε βακτήριο E.coli, που δεν διαθέτει πλασμίδια και στο οποίο λόγω μετάλλαξης είναι ανενεργός ο χειριστής του οπερονίου της λακτόζης. Να εξηγήσετε ποιες θα είναι οι συνέπειες για την επιβίωση του βακτηρίου, όταν αυτό καλλιεργηθεί σε θρεπτικό υλικό: i. Με λακτόζη και αμπικιλίνη, ii. Με γλυκόζη και αμπικιλίνη, iii. Με γλυκόζη χωρίς αμπικιλίνη. Από τη λειτουργία του οπερονίου γνωρίζουμε ότι: ΤΕΛΟΣ 11ΗΣ ΑΠΟ 12 ΣΕΛΙΔΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ 4 (2+1+1) Όταν από το θρεπτικό υλικό του βακτηρίου, απουσιάζει η λακτόζη, η πρωτεΐνη-καταστολέας προσδένεται ισχυρά στον χειριστή και εμποδίζει την RNA πολυμεράση να αρχίσει τη μεταγραφή των δομικών γονιδίων του οπερονίου. Όταν στο θρεπτικό υλικό υπάρχει μόνο λακτόζη, ο ίδιος ο δισακχαρίτης προσδένεται στον καταστολέα και δεν του επιτρέπει να προσδεθεί στο χειριστή. Τότε η RNA πολυμεράση είναι ελεύθερη να αρχίσει τη μεταγραφή. Η λακτόζη εντέλει λειτουργεί ως επαγωγέας της μεταγραφής του οπερονίου της. i. Παρουσία λακτόζης, ο καταστολέας είναι ανενεργός. Ο χειριστής (που στο συγκεκριμένο βακτήριο βρίσκεται πριν το γονίδιο ανθεκτικότητας στο αντιβιοτικό) είναι ελεύθερος και συνεπώς η μεταγραφή του γονιδίου γίνεται κανονικά. Άρα το κύτταρο επιβιώνει φυσιολογικά, διότι αφενός διαθέτει ανθεκτικότητα στο αντιβιοτικό, αφετέρου τα 3 δομικά γονίδια μεταγράφονται κανονικά στο κύριο μόριο της E.coli. (Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 2 μονάδες για αυτή την απάντηση.)

ΑΡΧΗ 12ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ii. iii. Παρουσία γλυκόζης και αμπικιλίνης, ο καταστολέας συνδέεται στον χειριστή, το γονίδιο ανθεκτικότητας στο αντιβιοτικό δεν μεταγράφεται και το κύτταρο δεν επιβιώνει λόγω του αντιβιοτικού. (Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 1 μονάδα για αυτή την απάντηση.) Δεδομένου ότι ο χειριστής στο κύριο μόριο DNA είναι ανενεργός τα 3 δομικά γονίδια μεταγράφονται και άρα παράγονται τα 3 ένζυμα, παρά το γεγονός ότι το κύτταρο τρέφεται με γλυκόζη (απώλειες ενέργειας). Ωστόσο, το κύτταρο επιβιώνει. (Ο υποψήφιος βαθμολογείται με 1 μονάδα για αυτήν την απάντηση.) ΤΕΛΟΣ 12ΗΣ ΑΠΟ 12 ΣΕΛΙΔΕΣ