Τεστ Βιολογίας – Κεφάλαιο 4

Οι ακόλουθες αλληλουχίες συμπεριλαμβάνονται σε μια cDNA βιβλιοθήκη:

Η μέθοδος της αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης PCR μας επιτρέπει :

Ανιχνευτής συμπληρωματικός με τον υποκινητή του γονιδίου μιας αλυσίδας της αιμοσφαιρίνης θα συνδεθεί συμπληρωματικά με αποδιαταγμένο DNA που προέρχεται από

Τα γονίδια των αλυσίδων των αιμοσφαιρινών εκφράζονται:

Ο σχεδόν καθολικός χαρακτήρας του γενετικού κώδικα βρίσκει σήμερα εφαρμογή:

Σε ένα πλασμίδιο που περιέχει 2.000 φωσφοδιεστερικούς δεσμούς επιδρά η EcoRI και το μετατρέπει σε γραμμικό. Τα νουκλεοτίδια του γραμμικού μορίου DNA είναι:

Μια ομάδα ερευνητών βρήκε τμήματα άγνωστου είδους φυτού. Οι ερευνητές επιχείρησαν να ανακαλύψουν αν το άγνωστο είδος (ΕΧ) είχε κάποια συγγένεια με κάποιο από τέσσερα γνωστά είδη (Ε1, Ε2, Ε3 και Ε4). Η συγγένεια μεταξύ των ειδών μπορεί να προσδιοριστεί με μεγάλη ακρίβεια συγκρίνοντας τα αποτελέσματα ηλεκτροφόρησης διαφορετικών μορίων DNA σε πήκτωμα αγαρόζης. Τα τμήματα DNA που υποβάλλονται στη δοκιμασία προκύπτουν από τον τεμαχισμό του DNA κάθε οργανισμού με την επίδραση περιοριστικών ενδονουκλεασών. Τα παρακάτω διάγραμμα παρουσιάζει τα αποτελέσματα της ηλεκτροφόρησης των DNA από το άγνωστο φυτό και τεσσάρων ακόμα διαφορετικών γνωστών ειδών.

Στην κατασκευή της cDNA βιβλιοθήκης

Με τη μέθοδο της αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης:

Η υβριδοποίηση βασίζεται στην ιδιότητα δύο πολυνουκλεοτιδικών αλυσίδων DNA-DNA ή DNA-RNA να επανασυνδέονται όταν:

Κατά την κατασκευή της cDNA βιβιλιοθήκης δεν απαιτείται:

Ποια από τα ακόλουθα είναι λάθος;

Δύο διαφορετικά στελέχη βακτηρίων Χ και Υ επωάστηκαν με τέσσερα αντιβιοτικά Π, Κ, Ρ και Σ. Το ποσοστό του αριθμού των βακτηρίων που επέζησαν μετά από 3 ώρες απεικονίζονται στα παρακάτω γραφήματα. Ποιο από τα παρακάτω συμπεράσματα μπορεί να εξαχθεί από αυτά τα αποτελέσματα;

Κλωνοποιημένο cDNA που προέρχεται από το mRNA της β αλυσίδας της αιμοσφαιρίνης Α, μπορεί να οδηγήσει τη σύνθεση σωστού και ολοκληρωμένου πεπτιδίου στο βακτήριο Ε.coli, ενώ το αντίστοιχο κλωνοποιημένο χρωμοσωμικό γονίδιο δεν μπορεί, επειδή:

Η δυνατότητα παραγωγής ανθρώπινων πρωτεϊνών από βακτηριακά ριβοσώματα στηρίζεται:

Όταν η EcoRI επιδράσει στην παρακάτω αλληλουχία:

Ένας πλασμιδιακός φορέας κλωνοποίησης χρησιμοποιείται για τη μεταφορά ενός γραμμικού δίκλωνου τμήματος DNA σε βακτηριακά κύτταρα. Οι θέσεις αναγνώρισης δύο περιοριστικών ενδονουκλεασών, των HindIII και ΕcoRI, φαίνονται στην εικόνα με τα αναγνωριστικά Η και Ε αντίστοιχα. Η HindIII αναγνωρίζει την παρακάτω αλληλουχία και σπάει τους φωσφοδιεστερικούς δεσμούς ανάμεσα στα νουκλεοτίδια με αζωτούχο βάση την Αδενίνη και στους δύο κλώνους. Το πλασμίδιο ανασυνδυάζεται αφού σε αυτό επιδράσουν και οι δύο περιοριστικές ενδονουκλεάσες. Το δίκλωνο DNA που θα μπορούσε να εκφραστεί με επιτυχία στα βακτήρια μετά τη μεταφορά του με φορέα το συγκεκριμένο πλασμίδιο είναι το:

Οι περιοριστικές ενδονουκλεάσες προστατεύουν τα βακτήρια από την δράση των βακτηριοφάγων,τα γονιδιώματα των οποίων μπορούν να αποικοδομηθούν από τις περιοριστικές ενδονουκλεάσες. Τα βακτηριακά γονιδιώματα δεν είναι ευάλωτα σε αυτά τα περιοριστικά ένζυμα επειδή το βακτηριακό DNA μεθυλιώνεται. Υπάρχουν όμως βακτηριοφάγοι των οποίων τα γονιδιώματα είναι επίσης μεθυλιωμένα. Καθώς τα νέα στελέχη των ανθεκτικών βακτηριοφάγων αυξάνονται σε συχνότητα, ταυτόχρονα δημιουργούνται και βακτήρια των οποίων τα γονιδιώματα δεν είναι μεθυλιωμένα και των οποίων τα περιοριστικά ένζυμα αποικοδομούν το μεθυλιωμένο DNA. Κατά τη διάρκεια του εξελικτικού χρόνου, ποιο από τα παρακάτω νομίζετε ότι είναι περισσότερο πιθανό να συμβεί;

Το μόριο πήρε μέρος στη σύνδεση του cDNA του γονιδίου της ινσουλίνης για την κλωνοποίησή του σε πλασμίδιο είναι:

Το ανασυνδυασμένο DNA:

Με τις μεθόδους της γενετικής μηχανικής και της τεχνολογίας του ανασυνδυασμένου DNA, παραγωγή λειτουργικής β πολυπεπτιδικής αλυσίδας της αιμοσφαιρίνης:

Η γονιδιωματική βιβλιοθήκη ενός μυϊκού κυττάρου περιλαμβάνει 5000 κλώνους ενώ η γονιδιωματική βιβλιοθήκη ενός παγκρεατικού κυττάρου περιλαμβάνει 15000 κλώνους. Η διαφορά αυτή οφείλεται:

Ένας φορέας κλωνοποίησης:

Κλωνοποιημένο cDNA που προέρχεται από το mRNA ανθρώπινης πρωτεΐνης μπορεί να οδηγήσει σε σύνθεση της πρωτεΐνης ενώ το αντίστοιχο χρωμοσωμικό DNA δεν μπορεί επειδή:

Στην εικόνα φαίνεται ένα τμήμα DNA (τμήμα PQ), το οποίο θέλουμε να πολλαπλασιάσουμε χρησιμοποιώντας την αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης (PCR). Αν έχουμε στη διάθεσή μας το τμήμα DNA και τα κατάλληλα πρωταρχικά τμήματα που απεικονίζονται με βέλη, ο ελάχιστος αριθμός των κύκλων PCR για να σχηματιστεί ένα τουλάχιστον αντίγραφο του τμήματος PQ θα είναι:

Το cDNA για ένα ευκαρυωτικό γονίδιο Χ έχει μήκος 1500 νουκλεοτιδίων. Το μήκος του γονιδίου Χ από το κωδικόνιο έναρξης ως και το κωδικόνιο λήξης είναι 3000 ζεύγη νουκλεοτιδίων. Η πιθανότερη αιτία για την διαφορά αυτή είναι:

Το διάγραμμα που ακολουθεί δείχνει τις θέσεις τριών διαφορετικών περιοριστικών ενδονουκλεασών σε ένα πλασμίδιο. Στην περίπτωση που το πλασμίδιο επωαστεί με την περιοριστική ενδονουκλεάση EcoRI, ο αριθμός των κομματιών που θα προκύψουν θα είναι:

Με τον όρο κλωνοποίηση εννοούμε:

Σε συνέχεια του προηγούμενου πειράματος, ποιο από τα παρακάτω πλασμίδια που θα προκύψουν θα επιτρέπει την παραγωγή της επιθυμητής πρωτεΐνης;

Δίνεται η παρακάτω αλληλουχία DNA. Αν η συγκεκριμένη αλληλουχία επωαστεί με την περιοριστική ενδονουκλεάση BamH1, που αναγνωρίζει την αλληλουχία που φαίνεται παρακάτω και κόβει μεταξύ G και G θα πάρουμε:

Ανασυνδυασμένο μόριο DNA είναι:

Σε ανασυνδυασμένο πλασμίδιο, η αλληλουχία αναγνώρισης της περιοριστικής ενδονουκλεάσης που χρησιμοποιήθηκε υπάρχει:

Υποτονικό διάλυμα χρησιμοποιείται:

Σε μια γονιδιωματική βιβλιοθήκη δεν περιέχονται τμήματα DNA, τα οποία όταν μεταγραφούν θα παράγουν:

Από ηπατικά και νευρικά κύτταρα ενός ποντικού απομονώθηκαν πυρήνες και επωάστηκαν με ραδιενεργά ριβονουκλεοτίδια. Τα διάφορα RNA που παρασκευάστηκαν με τη διαδικασία της μεταγραφής στους πυρήνες των κυττάρων αυτών ήταν επίσης ραδιενεργά. Από τα ηπατικά κύτταρα απομονώθηκε ένα mRNA που υπάρχει μόνο στα ηπατικά κύτταρα και το οποίο χρησιμοποιήθηκε ως μήτρα για την κατασκευή μονόκλωνου cDNA που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ανιχνευτής. Αυτά τα ραδιενεργά mRNA μόρια επωάστηκαν με μονόκλωνα τμήματα DNA και αφέθηκαν να δημιουργήσουν δίκλωνα υβριδικά μόρια. Στη συνέχεια με κατάλληλες μεθόδους απομακρύνονται όλα τα μη υβριδοποιημένα RNA μόρια. Τέλος μετρήθηκε η ραδιενέργεια των μορίων που απέμειναν και τα αποτελέσματα παρουσιάζονται στον παρακάτω πίνακα (η μέτρηση της ραδιενέργειας γίνεται με κτύπους ανά λεπτό του μετρητή ραδιενέργειας):

Από ηπατικά και νευρικά κύτταρα ενός ποντικού απομονώθηκαν πυρήνες και επωάστηκαν με ραδιενεργά ριβονουκλεοτίδια. Τα διάφορα RNA που παρασκευάστηκαν με τη διαδικασία της μεταγραφής στους πυρήνες των κυττάρων αυτών ήταν επίσης ραδιενεργά. Από τα ηπατικά κύτταρα απομονώθηκε ένα mRNA που υπάρχει μόνο στα ηπατικά κύτταρα και το οποίο χρησιμοποιήθηκε ως μήτρα για την κατασκευή μονόκλωνου cDNA που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ανιχνευτής. Αυτά τα ραδιενεργά mRNA μόρια επωάστηκαν με μονόκλωνα τμήματα DNA και αφέθηκαν να δημιουργήσουν δίκλωνα υβριδικά μόρια. Στη συνέχεια με κατάλληλες μεθόδους απομακρύνονται όλα τα μη υβριδοποιημένα RNA μόρια. Τέλος μετρήθηκε η ραδιενέργεια των μορίων που απέμειναν και τα αποτελέσματα παρουσιάζονται στον παρακάτω πίνακα (η μέτρηση της ραδιενέργειας γίνεται με κτύπους ανά λεπτό του μετρητή ραδιενέργειας):

Αμέσως μετά τη δράση της αντίστροφης μεταγραφάσης το cDNA του γονιδίου της β-αλυσίδας της ΗbΑ μπορεί να υβριδοποιήσει:

Φωσφοδιεστερικοί δεσμοί δεν υπάρχουν: