ΤΕΣΤ (ΑΣΚΗΣΕΙΣ) ONLINE
69 Tests / Διαγωνίσματα

Κεφάλαιο 7.2 – Μεταγραφή και γενετικός κώδικας – Απαντήσεις – Λύσεις (σελ. 43)

Ερωτήσεις - Ασκήσεις - Προβλήματα

Άσκηση 4 (σελ. 43)

Ποια από τις παρακάτω πορείες καταλύεται από το ένζυμο αντίστροφης μεταγραφάσης; α. RNA → DNA β. DNA → RNA γ. RNA → RNA δ. RNA → πρωτεΐνες

Σκέψη / Μεθοδολογία: Ανακαλούμε ότι η αντίστροφη μεταγραφάση, που υπάρχει σε ορισμένους ιούς, χρησιμοποιεί RNA ως καλούπι για να συνθέσει DNA — αντίστροφα από τη συνηθισμένη μεταγραφή.

Απάντηση: Σωστή είναι η (α): RNA → DNA.

Άσκηση 5 (σελ. 43)

Αν το 20% των βάσεων ενός δίκλωνου τμήματος βακτηριακού DNA είναι αδενίνη-θυμίνη ποιο θα είναι το ποσοστό των βάσεων γουανίνη-κυτοσίνη του RNA που μεταγράφεται από αυτό το DNA; α. 20% β. 60% γ. 80% δ. 40%

Σκέψη / Μεθοδολογία: Αν το άθροισμα Α+Τ στο δίκλωνο DNA είναι 20%, τότε το άθροισμα G+C είναι 100%-20%=80%. Το RNA που μεταγράφεται είναι συμπληρωματικό μιας αλυσίδας του DNA, οπότε η συνολική περιεκτικότητά του σε G+C αντιστοιχεί στην ίδια αναλογία G+C του DNA από το οποίο προέρχεται.

Απάντηση: Σωστή είναι η (γ) 80%.

Άσκηση 6 (σελ. 43)

Σε ποιο στάδιο της ροής της γενετικής πληροφορίας βρίσκει εφαρμογή η συμπληρωματικότητα των βάσεων;

Σκέψη / Μεθοδολογία: Η συμπληρωματικότητα βάσεων δεν αφορά μόνο ένα στάδιο — εφαρμόζεται σε όλη τη ροή της γενετικής πληροφορίας.

Απάντηση: Η συμπληρωματικότητα των βάσεων εφαρμόζεται σε όλα τα στάδια της ροής της γενετικής πληροφορίας: στην αντιγραφή (σύνθεση νέας αλυσίδας DNA συμπληρωματικής της μητρικής), στη μεταγραφή (σύνθεση RNA συμπληρωματικού της μη κωδικής αλυσίδας DNA), και στη μετάφραση (πρόσδεση του αντικωδικονίου του tRNA στο συμπληρωματικό κωδικόνιο του mRNA).

Άσκηση 7 (σελ. 43)

Τμήμα μιας μη κωδικής αλυσίδας βακτηριακού DNA έχει την παρακάτω αλληλουχία βάσεων: 3'-TAC TGC ATA ATG ATT-5'. Ποια είναι η ακολουθία βάσεων της συμπληρωματικής αλυσίδας DNA; Ποια θα είναι η αλληλουχία των κωδικονίων στο mRNA που μεταγράφεται από αυτή την αλυσίδα; Ποια είναι τα αντικωδικόνια για κάθε κωδικόνιο του RNA; Χρησιμοποιήστε τον πίνακα με το γενετικό κώδικα για να καθορίσετε την ακολουθία των αμινοξέων του πεπτιδίου που θα συντεθεί από το mRNA. Μην παραλείψετε να συμπληρώσετε τα 5' και 3' άκρα των νουκλεϊκών οξέων.

Σκέψη / Μεθοδολογία: Πρώτα βρίσκουμε τη συμπληρωματική (κωδική) αλυσίδα DNA με βάση Α-Τ, G-C. Μετά συνθέτουμε το mRNA συμπληρωματικό της μη κωδικής αλυσίδας (με U αντί Τ), προσέχοντας την αντιπαράλληλη φορά. Βρίσκουμε τα αντικωδικόνια ως συμπληρωματικά των κωδικονίων. Τέλος χρησιμοποιούμε τον πίνακα γενετικού κώδικα για τα αμινοξέα.

Λύση:

  1. Μη κωδική αλυσίδα (καλούπι): 3'-TAC TGC ATA ATG ATT-5'
  2. Συμπληρωματική (κωδική) αλυσίδα DNA: 5'-ATG ACG TAT TAC TAA-3'
  3. mRNA (συμπληρωματικό της μη κωδικής, ίδια αλληλουχία με κωδική αλλά με U αντί Τ): 5'-AUG ACG UAU UAC UAA-3'
  4. Κωδικόνια mRNA (5'→3') και αντίστοιχα αντικωδικόνια tRNA (3'→5'): 5'-AUG-3' ↔ 3'-UAC-5', 5'-ACG-3' ↔ 3'-UGC-5', 5'-UAU-3' ↔ 3'-AUA-5', 5'-UAC-3' ↔ 3'-AUG-5', UAA↔(κωδικόνιο λήξης, δεν υπάρχει αντίστοιχο tRNA)
  5. Αμινοξέα (από τον πίνακα γενετικού κώδικα): AUG=μεθειονίνη (έναρξη), ACG=θρεονίνη, UAU=τυροσίνη, UAC=τυροσίνη, UAA=λήξη (δεν κωδικοποιεί αμινοξύ)

Απάντηση: Συμπληρωματική αλυσίδα DNA: 5'-ATG ACG TAT TAC TAA-3'. mRNA: 5'-AUG ACG UAU UAC UAA-3'. Αντικωδικόνια: 3'-UAC-5', 3'-UGC-5', 3'-AUA-5', 3'-AUG-5' (το UAA δεν έχει αντικωδικόνιο, είναι κωδικόνιο λήξης). Πεπτίδιο: Μεθειονίνη - Θρεονίνη - Τυροσίνη - Τυροσίνη.

Πρόσεξε: Προσοχή στην αντιπαράλληλη φορά: το mRNA γράφεται 5'→3' αντίστροφα σε σχέση με τη φορά ανάγνωσης 3'→5' της μη κωδικής αλυσίδας.

Άσκηση 8 (σελ. 43)

Να συμπληρώσετε τις βάσεις και τα αμινοξέα στον παρακάτω πίνακα: (Να χρησιμοποιηθεί ο πίνακας με το γενετικό κώδικα, από τον οποίο θα επιλέξετε μόνο ένα κωδικόνιο για κάθε αμινοξύ).

Ο πίνακας έχει 5 στήλες (κωδικόνια) και τις γραμμές: «Δίκλωνη αλυσίδα DNA» (επάνω η κωδική αλυσίδα 5'→3', κάτω η συμπληρωματική της), «mRNA», «Αντικωδικόνιο», «Αμινοξέα». Τα δεδομένα είναι:

1η στήλη: κωδική αλυσίδα G , συμπληρωματική _ T A.

2η στήλη: αμινοξύ λευκίνη.

3η στήλη: κωδική αλυσίδα A A , mRNA _ U.

4η στήλη: αμινοξύ φαινυλαλανίνη.

5η στήλη (3' άκρο της κωδικής): συμπληρωματική αλυσίδα C T, mRNA U _.

Όλα τα υπόλοιπα κελιά είναι κενά.

Σκέψη / Μεθοδολογία: Η κωδική αλυσίδα του DNA έχει την ίδια αλληλουχία με το mRNA (με T στη θέση του U) και η μη κωδική είναι συμπληρωματική της. Από τα δεδομένα κάθε στήλης βρίσκουμε το πλήρες κωδικόνιο και από τον γενετικό κώδικα το αμινοξύ· όπου δίνεται το αμινοξύ, επιλέγουμε ένα από τα κωδικόνιά του. Το αντικωδικόνιο είναι συμπληρωματικό και αντιπαράλληλο του κωδικονίου.

Λύση:

  1. 1η στήλη: η κωδική έχει G στην 1η θέση· η συμπληρωματική έχει T, A στη 2η και 3η θέση, άρα η κωδική έχει A, T. Κωδική GAT, συμπληρωματική CTA, mRNA GAU, αντικωδικόνιο 3'-CUA-5', αμινοξύ ασπαρτικό οξύ.
  2. 2η στήλη: για τη λευκίνη επιλέγουμε το κωδικόνιο CUU. Κωδική CTT, συμπληρωματική GAA, mRNA CUU, αντικωδικόνιο 3'-GAA-5'.
  3. 3η στήλη: η κωδική έχει A A και το mRNA U στην 3η θέση, άρα κωδικόνιο AAU. Κωδική AAT, συμπληρωματική TTA, mRNA AAU, αντικωδικόνιο 3'-UUA-5', αμινοξύ ασπαραγίνη.
  4. 4η στήλη: για τη φαινυλαλανίνη επιλέγουμε το κωδικόνιο UUU. Κωδική TTT, συμπληρωματική AAA, mRNA UUU, αντικωδικόνιο 3'-AAA-5'.
  5. 5η στήλη: το mRNA έχει U στην 1η θέση και η συμπληρωματική C, T στη 2η και 3η, άρα η κωδική έχει G, A. Κωδική TGA, συμπληρωματική ACT, mRNA UGA: είναι κωδικόνιο λήξης, οπότε δεν αντιστοιχεί σε αντικωδικόνιο ούτε σε αμινοξύ.

Απάντηση: Κωδική αλυσίδα DNA: 5'-GAT CTT AAT TTT TGA-3'. Συμπληρωματική αλυσίδα: 3'-CTA GAA TTA AAA ACT-5'. mRNA: 5'-GAU CUU AAU UUU UGA-3'. Αντικωδικόνια: 3'-CUA-5', 3'-GAA-5', 3'-UUA-5', 3'-AAA-5', — (κωδικόνιο λήξης). Αμινοξέα: ασπαρτικό οξύ – λευκίνη – ασπαραγίνη – φαινυλαλανίνη – λήξη.

Πρόσεξε:

  • Για τη λευκίνη και τη φαινυλαλανίνη μπορεί να επιλεγεί οποιοδήποτε από τα κωδικόνιά τους (λευκίνη: CUU, CUC, CUA, CUG, UUA, UUG· φαινυλαλανίνη: UUU, UUC)· αλλάζουν αντίστοιχα οι βάσεις του DNA και του αντικωδικονίου.
  • Το κωδικόνιο λήξης UGA δεν αναγνωρίζεται από κανένα tRNA, γι' αυτό δεν έχει αντικωδικόνιο.

Άσκηση 10 (σελ. 43)

Από πρόδρομα ερυθρά αιμοσφαίρια απομονώνουμε mRNA που κωδικοποιεί τη β-αλυσίδα της αιμοσφαιρίνης A και το βάζουμε σε εκχύλισμα βακτηριακών κυττάρων. Παρατηρούμε σύνθεση β αλυσίδων της αιμοσφαιρίνης. Εξηγήστε το φαινόμενο. (Το εκχύλισμα κυττάρων περιέχει όλα τα λειτουργικά συστατικά που είναι απαραίτητα για τη διαδικασία της πρωτεϊνοσύνθεσης).

Σκέψη / Μεθοδολογία: Ανακαλούμε ότι ο γενετικός κώδικας είναι σχεδόν καθολικός — το mRNA οποιουδήποτε οργανισμού μεταφράζεται σωστά σε εκχύλισμα κυττάρων άλλου οργανισμού.

Απάντηση: Ο γενετικός κώδικας είναι σχεδόν καθολικός: όλοι οι οργανισμοί χρησιμοποιούν την ίδια αντιστοίχιση κωδικονίων-αμινοξέων. Το εκχύλισμα βακτηριακών κυττάρων περιέχει όλα τα απαραίτητα λειτουργικά συστατικά της μετάφρασης (ριβοσώματα, tRNA, ένζυμα, ενέργεια), τα οποία «διαβάζουν» οποιοδήποτε mRNA με τον ίδιο τρόπο, ανεξάρτητα από την προέλευσή του. Γι' αυτό το ανθρώπινο mRNA της β-αλυσίδας μεταφράζεται σωστά στο βακτηριακό εκχύλισμα, παράγοντας τη σωστή πρωτεϊνική αλυσίδα.

ΒΙΟΛΟΓΙΑ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ - ΣΧΟΛΙΚΟ ΒΙΒΛΙΟ ΜΑΘΗΤΗ (PDF)