ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΣΤΟ 2 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΑΝΤΙΓΡΑΦΗ ΜΕΤΑΓΡΑΦΗ ΜΕΤΑΦΡΑΣΗ ΓΟΝΙΔΙΑΚΗ ΕΚΦΡΑΣΗ

Transcript

1 ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΣΤΟ 2 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΑΝΤΙΓΡΑΦΗ ΜΕΤΑΓΡΑΦΗ ΜΕΤΑΦΡΑΣΗ ΓΟΝΙΔΙΑΚΗ ΕΚΦΡΑΣΗ : 1. Αντιγραφή: Η διαδικασία της αντιγραφής γίνεται με τον ημισυντηρητικό τρόπο, δηλαδή κάθε νέο μόριο αποτελείται από μία παλιά και μία νέα αλυσίδα. Η διαδικασία στηρίζεται στη συμπληρωματικότητα των βάσεων. Δηλαδή απέναντι από τη A θα τοποθετηθεί μία T και απέναντι από μία C θα τοποθετηθεί μία G. 2. Μετάφραση Μεταγραφή. Πρέπει να γνωρίζουμε τα κωδικόνια έναρξης και λήξης στην κωδική αλυσίδα του DNA, καθώς και στην αλυσίδα του mrna. Αλυσίδα νουκλεϊκού οξέος Κωδικόνιο έναρξης Κωδικόνιο λήξης Αλυσίδα mrna 5...AUG UAG...3 UGA...3 UAA...3 Κωδική αλυσίδα DNA (μη μεταγραφόμενη) 5...ATG TAG...3 TGA...3 TAA...3 Η RNA πολυμεράση φτιάχνει 3 5 φωσφοδιεστερικούς δεσμούς, δηλαδή τα μόρια που προκύπτουν έχουν πάντα προσανατολισμό 5 3. Αν μας δίνεται μια αλληλουχία νουκλεοτιδίων και ο προσανατολισμός της, εντοπίζουμε τα κωδικόνια έναρξης και λήξης. Αν μας δίνεται μια αλληλουχία νουκλεοτιδίων χωρίς προσανατολισμό, διαβάζουμε την αλυσίδα και από δεξιά προς αριστερά και αντίστροφα, προσπαθώντας να εντοπίσουμε κωδικόνια έναρξης και λήξης και να προσδιορίσουμε τον προσανατολισμό της αλυσίδας. Αν δεν μπορούμε να αποκλείσουμε κανέναν από τους ενδεχόμενους προσανατολισμούς, τότε διακρίνουμε περιπτώσεις. Αν μας δίνεται ένα δίκλωνο μόριο DNA χωρίς προσανατολισμό, ακολουθούμε τα βήματα του προηγούμενης παραγράφου για κάθε αλυσίδα. Αν δεν μπορεί να αποκλειστεί κανένα από τα ενδεχόμενα, διακρίνουμε περιπτώσεις: Αλυσίδα I: 5 3 Αλυσίδα I : 3 5 ή Αλυσίδα II: 3 5 Αλυσίδα II : 5 3 ΠΡΟΣΟΧΗ: Τα κωδικόνια λήξης δεν έχουν αντικωδικόνια.

2 Υπολογισμός αμινοξέων από τον αριθμό νουκλεοτιδίων. μόριο DNA : ν κωδική: : ν/2 μη κωδική : ν/2 πρόδρομο m-rna : ν/2 ώριμο m-rna = πρόδρομο εσώνια αμινοξέα: από το ώριμο m-rna: 1. αφαιρούμε τις αμετάφραστες περιοχές, εάν μας δίνονται, 2. αφαιρούμε την τριπλέτα λήξης και 3. στη συνέχεια διαιρούμε με το τρία. Υπολογισμός νουκλεοτιδίων από τον αριθμό αμινοξέων. αμινοξέα ώριμο m-rna πρόδρομο m-rna μη κωδική κωδική μόριο DNA : ν : 3ν + 3(κωδικόνιο λήξης) (χωρίς τις αμετάφραστες περιοχές) : ώριμο + εσώνια : ώριμο + εσώνια : ώριμο + εσώνια : 2 (ώριμο + εσώνια) 3. Υπολογισμοί σε πρωτεΐνες - νουκλεϊκά οξέα. Υπολογισμός των αμινοξέων μιας πρωτεΐνης Δύο αμινοξέα ενώνονται με πεπτιδικό δεσμό, που είναι δεσμός συμπύκνωση, δηλαδή με σύγχρονη απόσπαση ενός μορίου νερού. Αν στο διπεπτίδιο ενωθεί τρίτο αμινοξύ με τον ίδιο τρόπο θα αποσπαστεί δεύτερο μόριο νερού. Ομοίως, η ένωση ενός τέταρτου αμινοξέος θα έχει αποτέλεσμα την απόσπαση τρίτου μόριο νερού κ.ο.κ. Επομένως, κατά στον σχηματισμό μιας πολυπεπτιδικής αλυσίδας, που αποτελείται από ν αμινοξέα, αποσπώνται ν-1 μόρια νερού. Άρα το Μ.Β. μιας πολυπεπτιδικής αλυσίδας που αποτελείται από ν αμινοξέα με μέσο Μ.β. μ είναι Μ.Β. = ν μ -(ν-1) 18 Αριθμός νπολυπεπτιδικών αλυσίδων που δημιουργούνται από α αμινοξέα : η= α ν π.χ. με 5 αμινοξέα πόσα δεκαπεπτίδια δημιουργούμε; Απάντηση: η=5 10 Αριθμός νπολυνουκλεοτιδικών αλυσίδων από τα τέσσερα νουκλεοτίδια : η= 4 ν π.χ. με 1000 νουκλεοτίδια πόσες διαφορετικές πολυνουκλεοτιδικές αλυσίδες δημιουργούμε; Απάντηση: η=4 1000

3 Μόρια νερού κατά το σχηματισμό της πολυνουκλεοτιδικής αλυσίδας: Δύο μονοφωσφορικά νουκλεοτίδια ενώνονται με ομοιοπολικό δεσμό (φωσφοδιεστερικός) που δημιουργείται μεταξύ του Η του ΟΗ του φωσφορικού οξέος και του ΟΗ της πεντόζης του δεύτερου. Επομένως κατά τη δημιουργία ενός πολυνουκλεοτιδίου που αποτελείται από ν νουκλεοτίδια θα αποσπαστούν ν-1 μόρια νερού.

4 ΑΣΚΗΣΕΙΣ 2 ου ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ 1. Μόριο DNA ευκαρυωτικού κυττάρου περιέχει νουκλεοτίδια που έχουν στις αζωτούχες βάσεις τους Ν 14. Μεταφέρεται σε περιβάλλον με ραδιενεργά νουκλεοτίδια που έχουν μόνο Ν 15 (ισότοπο) και αυτοδιπλασιάζεται. Πόσες αλυσίδες με Ν 14 και πόσες με ραδιενεργά νουκλεοτίδια θα υπάρχουν μετά το δεύτερο αναδιπλασιασμό; 2. Μια από τις δύο αλυσίδες του DNA που έχει σύνθεση βάσεων Α: 12%,G: 29%, C:20%, αντιγράφεται για να δώσει τη συμπληρωματική της αλυσίδα. Στη συνέχεια, η συμπληρωματική αυτή αλυσίδα μεταγράφεται σε mrna. Να βρεθεί η σύνθεση των βάσεων του mrna. 3. Ένα μόριο DNA βακτηρίου αποτελείται από νουκλεοτίδια. Αν το μέσο ΜΒ των αμινοξέων είναι 100, πόσες διαφορετικές πρωτεΐνες ΜΒ μπορεί να κωδικοποιήσει το μόριο DNA. 4. Ένα μόριο mrna αποτελείται από 99 νουκλεοτίδια.να υπολογίσετε τον αριθμό των αμινοξέων της πεπτιδικής αλυσίδας που κωδικοποιεί αυτό το mrna. Να λάβετε υπόψη και τις 5 και 3 αμετάφραστες περιοχές. 5. Η α- αλυσίδα της αιμοσφαιρίνης αποτελείται από 141 αμινοξέα. Να υπολογίσετε από πόσα νουκλεοτίδια αποτελείται το γονίδιο που κωδικοποιεί τη αλυσίδα αυτή 6. Το πρόδρομο mrna που προέκυψε από τη μεταγραφή ενός γονιδίου ευκαρυωτικού κυττάρου έχει 730 νουκλεοτίδια. Οι 5 και 3 ανετάφραστες περιοχές του mrna έχουν συνολικά 12 νουκλεοτίδια. Αν η πολυπεπτιδική αλυσίδα που προέκυψε με τη μετάφραση έχει 205 αμινοξέα, να βρείτε τον αριθμό των νουκλεοτιδίων που ανήκουν στα εσώνια του γονιδίου 7. Αν ένα τμήμα της κωδικής αλυσίδας ενός μορίου DNA περιέχει την ακόλουθη διαδοχή αζωτούχων βάσεων, να απαντήσετε στις ακόλουθες ερωτήσεις: 5 -ATG-CCT-TTA-AAA-CGA-TCC-GTA-CAC-TCG-TGA- 3 α. Ποια είναι η μη κωδική αλυσίδα του DNA β. Ποιο είναι το τμήμα του mrna που συντίθεται ; γ. Ποια είναι τα αντικωδικόνια των trna που παίρνουν μέρος στη μετάφραση δ. Το πρωτεινικό τμήμα που παράγεται, από πόσα αμινοξέα αποτελείται ε. Ποιο είναι το σύνολο των δεσμών υδρογόνου και των φωσφοδιεστερικών δεσμών σ αυτό το τμήμα του DNA. 8. Η αλληλουχία τω αζωτούχων βάσεων ενός τμήματος γονιδίου είναι: 5 -AAATTTCTAATGCCTGCGCGAACGGCATGAAAAATTT-3 Να βρείτε : α. Την αλληλουχία τω βάσεων στη 2 η αλυσίδα του DNA β. Τα κωδικόνια του mrna γ. Τα αντικωδικόνια των trna, με τη σειρά που συμμετέχουν δ. Τον αριθμό των αμινοξέων του πεπτιδίου που προκύπτει από τη μετάφραση 9. Η καμπύλη ανάπτυξης πληθυσμού του σχήματος προέκυψε από κλειστή καλλιέργεια E. colli παρουσία δύο πηγών άνθρακα : γλυκόζης και λακτόζης σε ίσες ποσότητες α. Ποια στάδια ανάπτυξης διακρίνετε στην καμπύλη β. Πως θα μπορούσατε να ερμηνεύσετε την καμπύλη με βάση τη γονιδιακή ρύθμιση της E. colli

5 10. Έστω ότι ένα τμήμα DNA έχει την εξής αλληλουχία βάσεων: 5 -GCT-TCA-ATA-CCA-CGC-CAT-AAA-3 3 -CGA-AGT-TAT-GGT-GCG-GTA-TTT-5 α. να καθορίσετε ποια είναι η μεταγραφόμενη και ποια η κωδική αλυσίδα του DNA β. να γραφεί το m-rna που προκύπτει από το παραπάνω τμήμα DNA και να καθορίσετε το τμήμα που θα μεταφραστεί γ. να γραφούν τα αντικωδικόνια των t-rna που θα χρησιμοποιηθούν κατά τη μετάφραση. δ. κάνοντας χρήση του γενετικού κώδικα να γράψετε το πεπτίδιο που κωδικοποιείται από το παραπάνω γονίδιο. 11. Δίνεται ο παρακάτω κλώνος ενός δίκλωνου μορίου DNA. TTGTAAAGTCTGGGGGCTAAAGTATGC α. να γράψετε τη συμπληρωματική της παραπάνω αλυσίδας β. Να βρεθεί ο προσανατολισμός των πολυνουκλεοτιδικών αλυσίδων του DNA. 12. Ας υποθέσουμε ότι τα δομικά γονίδια του οπερονίου της λακτόζης έχουν 1260 νουκλεοτίδια και το μοριακό βάρος της τρανσακετυλάσης είναι 5000 και της περμεάσης Να βρεθεί το βάρος της β-γαλακτοζιδάσης, αν το μοριακό βάρος ενός αμινοξέος είναι 100. ( τρανσακετυλάση, περμεάση και β-γαλακτοζιδάση είναι τα τρία ένζυμα που διασπούν την λακτόζη) 13. Έστω ένα τμήμα μεταγραφόμενου κλώνου DNA με την ακόλουθη αλληλουχία βάσεων: 5 - TCA-CGG-AAT-TTC-TAG-CAT- 3 α. με δεδομένο ότι δε μεσολαβεί στάδιο ωρίμανσης, να γράψετε το m-rna που θα προκύψει από τη μεταγραφή του παραπάνω τμήματος DNA, σημειώνοντας ταυτόχρονα τη θέση του 5 και 3 άκρου του m-rna. β. να γραφούν τα αντικωδικόνια των t-rna με τη σειρά που συμμετέχουν στη μετάφραση του παραπάνω m-rna. (εξετάσεις 2000) 14. Η παρακάτω αλληλουχία βάσεων αντιστοιχεί στην κωδική αλυσίδα ενός γονιδίου της E.coli που καθορίζει τη σύνθεση ενός ολιγοπεπτιδίου. 3 - CAG AAA AAT TAG ACA ATT GTG GTA GCT CCG - 5.Να γραφούν : α. η μη κωδική αλυσίδα β. το m-rna και να καθοριστούν σ αυτό οι 5 και 3 αμετάφραστες περιοχές και η περιοχή του m-rna που μεταφράζεται. γ. τα αντικωδικόνια των t-rna που θα πάρουν μέρος κατά τη μετάφραση. δ. η αλληλουχία των αμινοξέων του ολιγοπεπτιδίου κάνοντας χρήση του γενετικού κώδικα. 15. Από την ανάλυση μιας αλυσίδας m-rna βρέθηκε Α:27%, U:19% και C=30%. Να βρεθεί το ποσοστό των νουκλεοτιδίων στο μόριο του DNA, από τη μεταγραφή του οποίου προέκυψε το παραπάνω μόριο του m-rna. 16. Ένα μόριο DNA έχει νουκλεοτίδια. Πόσες πρωτεΐνες μοριακού βάρους κωδικοποιούνται, αν το μέσο μοριακό βάρος κάθε αμινοξέος είναι 100; Στα νουκλεοτίδια έχει μετρηθεί και η τριάδα λήξης. 17. Σε έναν φάγο η επί τοις εκατό αναλογία των βάσεων στην κωδική αλυσίδα του DNAτου είναι 25% A, 35%C, 22%T και 18% G. Ποια θα είναι η αναλογία των βάσεων του m-rna που συντίθεται με καλούπι το ιικό DNA και ποια στο δίκλωνο μόριο του DNA

6 18. Τμήμα βακτηριακού DNA έχει την ακόλουθη αλληλουχία βάσεων: AAAATTACCCTTCATTTC CTACTCA TTTTT......TTTTAATGGGAAGTAAAGGATGAGTAAAAA... α. ποια είναι τα μόριο του μεταφραζόμενου τμήματος του mrna που μπορούν να προκύψουν από τη μεταγραφή του DNA; β. πόσοι δεσμοί υδρογόνου συγκρατούν ενωμένες τις δύο αλυσίδες; γ. να αναφέρετε τα αντικωδικόνια που αντιστοιχούν στο τμήμα αυτό του DNA; δ. πόσοι φωσφοδιεστερικοί δεσμοί συγκρατούν τα νουκλεοτίδια στου m-rna που προκύπτει και πρόκειται να μεταφραστεί σε κάθε περίπτωση; ε. πόσοι πεπτιδικοί δεσμοί αναπτύσσονται μεταξύ των αμινοξέων της ολιγοπεπτιδικής αλυσίδας που συντίθεται σε κάθε περίπτωση και πόσα μόρια νερού παράγονται κατά την σύνθεση αυτής της αλυσίδας; Μια πρωτεΐνη αποτελείται από 2 ζεύγη αλυσίδων και έχει σχετική μοριακή μάζα Αν η σχετική μοριακή μάζα της μιας αλυσίδας είναι και η μέση σχετική μάζα του αμινοξέος είναι 100, να βρεθούν: α. ο αριθμός των γονιδίων που κωδικοποιούν την πρωτεΐνη, β. ο αριθμός των νουκλεοτιδίων κάθε γονιδίου αν τα νουκλεοτίδια του m-rna που μεταφράζεται αντιστοιχούν στο 50% των νουκλεοτιδίων του γονιδίου, γ. ο αριθμός των δεσμών υδρογόνου σε κάθε γονίδιο, αν το 40% των νουκλεοτιδίων έχουν ως βάση την αδενίνη (Να μη ληφθεί υπόψη το γεγονός ότι κατά τον σχηματισμό πεπτιδικού δεσμού αποβάλλεται ένα μόριο νερού) Μια πρωτεΐνη έχει μοριακό βάρος Η πρωτεΐνη αποτελείται από τέσσερεις πολυπεπτιδικές αλυσίδες, οι οποίες είναι ανά δύο όμοιες. Η μία από αυτές έχει μοριακό βάρος και το μέσο μοριακό βάρος των ελεύθερων αμινοξέων είναι 100. Βρείτε το συνολικό αριθμό των αμινοξέων της πρωτεΐνης. 21. Έχετε 20 διαφορετικά αμινοξέα με μέσο μοριακό βάρος κάθε αμινοξέος 100. Υποθέστε ότι δεν είναι υποχρεωτικό να χρησιμοποιηθούν όλα τα αμινοξέα. Πόσες διαφορετικές πρωτεΐνες μοριακού βάρους θα μπορούσαν να σχηματιστούν με την χρησιμοποίηση των παραπάνω αμινοξέων; Η πρωτεΐνη αποτελείται από μόνο μία αλυσίδα. 22. Δίνεται μια πρωτεΐνη με μοριακό βάρος που αποτελείται από δύο αλυσίδες. Η μία αλυσίδα έχει τριπλάσιο Μ.Β. από την άλλη. Αν το Μ.Β. του ενός αμινοξέος είναι 100 να βρείτε: α. Τον αριθμό των αμινοξέων κάθε αλυσίδας β. Τον αριθμό των μορίων του νερού που παράγονται κατά τον σχηματισμό της πρωτεΐνης γ. τον αριθμό των θεωρητικά διαφορετικών πρωτεϊνών που μπορούν να προκύψουν όταν συμμετέχουν στη δομή τους 16 διαφορετικά αμινοξέα. 23. Η β-αλυσίδα της αιμοσφαιρίνης αποτελείται από 150 αμινοξέα. Ποιος είναι ο αριθμός των νουκλεοτιδίων του m-rna και του DNA που κωδικοποιούν αυτήν την αλυσίδα.

7 24. Έστω τμήμα μορίου DNA προκαρυωτικού κυττάρου μήκους ζευγών βάσεων. Το τμήμα αυτό κωδικοποιεί μια πολυπεπτιδική αλυσίδα. Να βρείτε: α. πόσα μόρια νερού παράγονται στο κύτταρο αυτό κατά την διάρκεια της μεταγραφής του παραπάνω μορίου του DNA. β. τον αριθμό των πεπτιδικών δεσμών που περιέχονται στη πολυπεπτιδική αλυσίδα που θα σχηματιστεί κατά την μετάφραση του παραγόμενoυ μορίου mrna γ. τον αριθμό των αμινοξέων που συγκροτούν την λειτουργική μορφή της παραγόμενης πρωτεΐνης, αν μετά τη σύνθεσή της η αρχική πολυπεπτιδική αλυσίδα υπέστη τροποποίηση με αφαίρεση 100 αμινοξέων από το αρχικό αμινικό της άκρο 25. Από ένα ευκαρυωτικό κύτταρο απομονώθηκε μια πρωτεΐνη 999 αμινοξέων. Με δεδομένο ότι το γονίδιο που κωδικοποιεί την πρωτεΐνη αυτή είναι ασυνεχές και ότι η πρωτεΐνη δεν έχει υποστεί τροποποίηση να υπολογίσετε: α. τον αριθμό των νουκλεοτιδίων που αποτελούν το εσώνιο, που περιέχεται στο ασυνεχές γονίδιο. β. τα μόρια νερού που συνολικά παράγονται ή καταναλώνονται κατά το στάδιο της ωρίμανσης. Δίνεται ότι στο ασυνεχές γονίδιο, που έχει μήκος ζεύγη βάσεων, οι αλληλουχίες που μεταγράφονται σε 5 και 3 αμετάφραστες περιοχές αποτελούνται συνολικά από 300 βάσεις. 26. Έστω ένα γονίδιο ευκαρυωτικού κυττάρου το οποίο αποτελείται από ζεύγη αζωτούχων βάσεων. Κατά την έκφραση το γονιδίου και με την ολοκλήρωση του σταδίου της ωρίμανσης προκύπτει mrna μήκους400 νουκλεοτιδίων, το οποίο μεταφράζεται σε πολυπεπτιδική αλυσίδα 100 αμινοξέων. Αν στο γονίδιο περιέχονται δύο ισομήκη εσώνια, να υπολογίσετε: α. το μήκος κάθε εσωνίου β. το μήκος των 5 και 3 αμετάφραστων περιοχών 27. Το μήκος ενός γονιδίου είναι ζεύγη βάσεων. Το 20% των βάσεων είναι Αδενίνη. α. Να βρεθεί ο αριθμός των δεσμών υδρογόνου που συγκρατούν τις δύο αλυσίδες του DNA του γονιδίου β. Εάν θεωρήσουμε ότι το γονίδιο μεταφράζεται, να βρείτε το μέγιστο αριθμό αμινοξέων που μπορεί να διαθέτει η πολυπεπτιδική αλυσίδα κατά την σύνθεσή της, η οποία αποτελεί την έκφραση του γονιδίου 28. Κατά την αντιγραφή ενός μορίου DNA, το ένζυμο DNA-ελικάση καταστρέφει 130 δεσμούς υδρογόνου και το ένζυμο DNA- πολυμεράση ενσωματώνει συνολικά 100νουκλεοτίδιαστις δύο αλυσίδες. Ποιος είναι ο αριθμός των διαφορετικών αζωτούχων βάσεων που φέρουν τα παραπάνω νουκλεοτίδια και ο αριθμός των νέων φωσφοδιεστερικών δεσμών που σχηματίζονται στα δύο νέα μόρια DNA; 29. Γονίδιο περιλαμβάνει τέσσερα εσώνια. Πόσα μόρια νερού απαιτούνται για την αποκοπή των εσωνίων και πόσα μόρια απελευθερώνονται από την συρραφή των εξωνίων Ένα μόριο βακτηριακού mrna αποτελείται από 100 νουκλεοτίδια. ν υπολογίσετε τον αριθμό των αμινοξέων της πεπτιδικής αλυσίδας ου κωδικοποιεί αυτό το mrna.( Να λάβετε υπόψη και τα νουκλεοτίδια των αμετάφραστων περιοχών) 31. Ένα μόριο mrna αποτελείται από βάσεις. Το μόριο αυτό περιέχει 2 εσώνια με Μ.Β και αντίστοιχα, καθώς και δύο αμετάφραστες περιοχές με συνολικό Μ.Β Να βρεθεί το Μ.Β. της πρωτεΐνης που κωδικοποιείται, αν το μέσο Μ.Β. του νουκλεοτιδίου είναι 200 και μέσο Μ.Β. του αμινοξέος είναι

8 32. Η α-αλυσίδα της αιμοσφαιρίνης αποτελείται από 141 αμινοξέα τη στιγμή της σύνθεσής της. α. Να βρείτε τον αριθμό των νουκλεοτιδίων του DNA που κωδικοποιούν την α-αλυσίδα της αιμοσφαιρίνης. β. Αν το μόριο του mrna που κωδικοποιεί τν παραπάνω αλυσίδα περιέχει 50 νουκλεοτίδια με την αζωτούχο βάση ουρακίλη και 76 νουκλεοτίδια με την αζωτούχο βάση αδενίνη, να βρείτε το πλήθος των δεσμών υδρογόνου στο μόριο του DNA, από όπου μεταγράφηκε το συγκεκριμένο mrna Μια πρωτεΐνη αποτελείται από 800 αμινοξέα. Μετά την σύνθεσή της δεν παρατηρήθηκε αφαίρεση αμινοξέων από το αμινικό της άκρο. Πόσα νουκλεοτίδια έχει το τμήμα RNA που μεταφράστηκε αν αυτή η πρωτεΐνη περιλαμβάνει: α. Μία πολυπεπτιδική αλυσίδα β. Δύο ίδιες πολυπεπτιδικές αλυσίδες γ. Δύο διαφορετικές πολυπεπτιδικές αλυσίδες Το ώριμο mrna που προέκυψε από ένα γονίδιο ευκαρυωτικού κυττάρου μετά τις διαδικασίες της μεταγραφής και της ωρίμανσης, περιλαμβάνει 645 νουκλεοτίδια. Οι 5 και 3 αμετάφραστες περιοχές του mrna αποτελούντα από 12 νουκλεοτίδια συνολικά. Αν η λειτουργική πρωτεΐνη έχει 160 αμινοξέα, να βρείτε πόσα αμινοξέα απομακρύνθηκαν από την πολυπεπτιδική αλυσίδα κατά τη διαδικασία τροποποίησης της μετά τη μετάφραση, στα κατάλληλα κυτταρικά οργανίδια Ένα πολυπεπτίδιο περιέχει 18 από τα 20 διαφορετικά αμινοξέα. Πόσα διαφορετικά trna χρησιμοποιήθηκαν θεωρητικά για την κατασκευή του, αν απουσιάζουν από τη δομή του: α. η τρυπτοφάνη και η γλυκίνη; β. η λευκίνη και η αργινίνη; Ποιος ο ελάχιστος αριθμός των διαφορετικών trnα, που θα αρκούσε θεωρητικά να χρησιμοποιηθεί; (Δίνεται ο γενετικός κώδικας) Δίνεται η αλληλουχία βάσεων ενός μορίου mrna: 5 AACUAUGUUUUCAUGAAUGCCCCAAUAUUCGUGAAUGCCUACAGUUUAAAA 3 Τι συμπεράσματα προκύπτουν για την προέλευση του παραπάνω μορίου; Έστω ότι κάθε πρωτεΐνη που παράγεται από το οπερόνιο της λακτόζης έχει μοριακό βάρος Μ.Β.= Το μέσο Μ.Β. των αμινοξέων στη πεπτιδική αλυσίδα είναι 100 και των νουκλεοτιδίων στον κλώνο 500. Ποιο είναι το Μ.Β. των αλληλουχιών του DNA που κωδικοποιούν τις πρωτεΐνες στο οπερόνιο; Σε ένα μόριο DNA υπάρχουν άτομα φωσφόρου. Το μόριο αυτό μεταφέρεται και πολλαπλασιάζεται σε περιβάλλον ραδιενεργού φωσφόρου. Πόσα άτομα ραδιενεργού φωσφόρου θα υπάρχουν μετά τον πρώτο και πόσα μετά τον τέταρτο διπλασιασμό; Μια πολυπεπτιδική αλυσίδα του βακτηρίου E.coli έχει κατά την σύνθεσή της 50 αμινοξέα. Πόσα νουκλεοτίδια θα έχει το τμήμα του DNA από το οποίο προήλθε; Ένα μόριο βακτηριακού DNA αποτελείται από νουκλεοτίδια: α. Πόσα δεοξυριβονουκλεοτίδια θα χρειαστούν για την αντιγραφή του β. Να ονομάσεις τα ένζυμα που θα πάρουν μέρος στην αντιγραφή του γ. Αν το 5% του μήκους του κωδικοποιεί 50 πολυπεπτιδικές αλυσίδες, ποιος είναι ο αριθμός τω αμινοξέων που απαιτούνται για την έκφραση των πληροφοριών του παραπάνω μορίου DNA;

9 41. Το κύριο κυκλικό μόριο DNA του βακτηρίου E.coli αποτελείται από ζεύγη βάσεων. Ένα βακτήριο E.coli αναπτύσσεται σε περιβάλλον με ραδιενεργό φώσφορο 32 Ρ. Αν ο χρόνος διπλασιασμού του βακτηρίου είναι 20 min, να εξηγήσεις: α. Πόσα μόρια DNA σχηματίστηκαν; β. Πόσα κανονικά και ραδιενεργά άτομα φωσφόρου περιέχονται στα μόρια του DNA που σχηματίστηκαν; Δίνεται η κωδική αλυσίδα του DNA ενός γονιδίου ATGCCTCATCGTTGT AGTGGTGATGCTGTTTGA α. Να γράψεις την αλληλουχία των βάσεων του πρόδρομου mrna. β. Αν το πεπτίδιο που σχηματίστηκε από τη μετάφραση του ώριμου mrna ήταν: μεθειονίνη-προλίνη-ιστιδίνη-αργινίνη-ασπαρτικό οξύ-αλανίνη-βαλίνη, να βρεις την αλληλουχία των βάσεων το εσωνίου που βρίσκεται στο γονίδιο. γ. Να γράψεις την αλληλουχία των βάσεων του ώριμου mrna. δ. Πόσοι φωσφοδιεστερικοί δεσμοί δημιουργούνται κατά τη συρραφή των εξωνίων μεταξύ τους; ε. Ποια μακρομόρια παίρνουν μέρος στην ωρίμανση του πρόδρομου mrna; Ένα γονίδιο έχει 93 τριπλέτες εσωνίων στη μη κωδική αλυσίδα και κωδικοποιεί μια πολυπεπτιδική αλυσίδα που αποτελείται από 141 αμινοξέα. πόσα νουκλεοτίδια θα έχει το πρόδρομο mrna που θα προκύψει και πόσα το ώριμο mrna; Στα κύτταρα του ανθρώπου η ταχύτητα της αντιγραφής του DNA σε μια «θηλιά» αντιγραφής είναι περίπου 200 νουκλεοτίδια ανά δευτερόλεπτο. Κάθε ανθρώπινο κύτταρο περιέχει δύο αντίγραφα του γονιδιώματος, εκ των οποίων το ένα προέρχεται από του πατέρα και το άλλο από την μητέρα. το κάθε αντίγραφο αποτελείται από ζεύγη νουκλεοτιδίων. Ποιος είναι ο μικρότερος αναγκαίος αριθμός «θηλιών» αντιγραφής που πρέπει να έχει το DNA ενός κυττάρου, προκειμένου να αντιγραφεί πλήρως σε 24 ώρες; η μεγαλύτερη γνωστή πολυπεπτιδική αλυσίδα είναι μια πρωτεΐνη που βρίσκεται στα μυϊκά κύτταρα, όπου και παράγεται, η σχετική μοριακή μάζα της είναι Αν η μέση σχετική μάζα του συνδεμένου αμινοξέος είναι 120, να υπολογίσετε: α. πόσος χρόνος απαιτείται για τη σύνθεση του μορίου του mrna, αν η ταχύτητα μεταγραφής είναι περίπου 30 νουκλεοτίδια ανά δευτερόλεπτο (Να θεωρηθεί ότι το γονίδιο αποτελείται μόνο από εξώνια) β. πόσο χρόνο χρειάζεται περίπου ένα μικρό κύτταρο για να μεταφράσει το mrna που κωδικοποιεί την πρωτεΐνη, αν η ταχύτητα της μετάφρασης στα ευκαρυωτικά κύτταρα είναι περίπου 2 αμινοξέα ανά δευτερόλεπτο; Ένα τμήμα γονιδίου περιλαμβάνει 4 εσώνια. Πόσα μόρια νερού απαιτούνται για την αποκοπή των εσωνίων και πόσα μόρια νερού απελευθερώνονται από την συρραφή των εξωνίων; Δίνεται η κωδική αλυσίδα του DNA ενός γονιδίου ATGCCTCATCGTTGT AGTGGTGATGCTGTTTGA α. Να γράψεις την αλληλουχία των βάσεων του πρόδρομου mrna. β. Αν το πεπτίδιο που σχηματίστηκε από τη μετάφραση του ώριμου mrna ήταν: μεθειονίνη-προλίνη-ιστιδίνη-αργινίνη-ασπαρτικό οξύ-αλανίνη-βαλίνη, να βρεις την αλληλουχία των βάσεων το εσωνίου που βρίσκεται στο γονίδιο. γ. Να γράψεις την αλληλουχία των βάσεων του ώριμου mrna. δ. Πόσοι φωσφοδιεστερικοί δεσμοί δημιουργούνται κατά τη συρραφή των εξωνίων μεταξύ τους; ε. Ποια μακρομόρια παίρνουν μέρος στην ωρίμανση του πρόδρομου mrna;

10 48. Ένα γονίδιο έχει 93 τριπλέτες εσωνίων στη μη κωδική αλυσίδα και κωδικοποιεί μια πολύπεπτιδική αλυσίδα που αποτελείται από 141 αμινοξέα. πόσα νουκλεοτίδια θα έχει το πρόδρομο mrna που θα προκύψει και πόσα το ώριμο mrna; Από ένα κύτταρο της E.coli απομονώθηκε μια πρωτεΐνη της οποίας τα αμινοξέα συνδέονται με πεπτιδικούς δεσμούς. Η πρωτεΐνη αποτελείται από τρείς όμοιες πολυπεπτιδικές αλυσίδες και τα 2/3 του mrna, από το οποίο προήλθε με τη διαδικασία της μεταγραφής, είναι 3 και 5 αμετάφραστες περιοχές. Να υπολογίσετε από πόσα δεοξυριβονουκλεοτίδια αποτελείται το γονίδιο, από την έκφραση του οποίου θα προκύψει η πρωτεΐνη αυτή Αν σε ένα δίκλωνο μόριο νουκλεικού οξέος ισχύει: α. A + C / T + U+ G = 1 β. A + C/ T + U+ G 1 Τι εικόνα έχει το μόριο και σε ποιες φάσεις της ροής της γενετικής πληροφορίας συναντάμε τέτοια μόρια; Πόσα λάθος νουκλεοτίδια τοποθετούνται κατά την αντιγραφή και πόσα παραμένουν μετά την λήξη της στο DNA του ζυγωτού του ανθρώπου; Δίνεται το παρακάτω ολιγοπεπτίδιο: HCOOH- μεθειονίνη βαλίνη τρυπτοφάνη μεθειονίνη -NH 2 α. Γράψτε το τμήμα ενός τουλάχιστον mrna που αντιστοιχεί στο παραπάνω ολιγοπεπτίδιο β. Ποιο πεπτίδιο θα παραμείνει αν αφαιρεθεί η μεθειονίνη κατά την μεταμεταφραστική επεξεργασία; Μια πρωτεΐνη έχει ΜΒ και ο αριθμός των πεπτιδικών δεσμών της είναι 570. Οι πεπτιδικές αλυσίδες είναι ανά δύο όμοιες και η μία εξ αυτών περιέχει 141 αμινοξέα. α. Από πόσες πολυπεπτιδικές αλυσίδες αποτελείται η πρωτεΐνη β. Ποιο το ΜΒ των mrna που την κωδικοποιούν; (Να μη ληφθούν υπόψη οι αμετάφραστες περιοχές) γ. πόσοι φωσφοδιεστερικοί δεσμοί περιέχονται σε καθένα από τα γονίδια που κωδικοποιούν τις αλυσίδες της; (Δίνονται μέσο ΜΒαμινοξέος=100, μέσο ΜΒνουκλεοτιδίου=200. να μη υπολογιστούν τα μόρια νερού που αφαιρούνται κατά την συμπύκνωση για την οικοδόμηση πεπτιδικών και νουκλοετιδικών αλυσίδων) Το ενός πλασμιδίου έχει 1, φωσφοδιεστερικούς δεσμούς. Πόσες πρωτεΐνες μοριακού βάρους θα μπορούσαν να κωδικοποιηθούν; (Δίνεται ότι το μέσο μοριακό βάρος των συνδεμένων αμινοξέων είναι 100) Η αναλογία αζωτούχων βάσεων, σε μια αλυσίδα mrna, A:C:G:U είναι ίση με 2:3:1:5. Να βρεθεί ο λόγος των δεσμών υδρογόνου μεταξύ των ζευγαριών A+T/C+G στο μόριο του DNA, από τη μεταγραφή του οποίου προέκυψε το παραπάνω μόριο του mrna Μια πρωτεΐνη έχει ΜΒ και 687 πεπτιδικούς δεσμούς. να βρεθεί: α. ο αριθμός των γονιδίων που κωδικοποιεί αυτήν την πρωτεΐνη β. ο αριθμός των νουκλεοτιδίων που κωδικοποιούν αυτή την πρωτεΐνη. Δίνεται μέσο μοριακό βάρος συνδεμένων αμινοξέων ίσο με Σε ένα πολύσωμα το mrna έχει 1500 νουκλεοτίδια. Το 1ο ριβόσωμα βρίσκεται στο 1272 ο νουκλεοτίδιο, το 2 ο και 3 ο έχει κωδικοποιήσει 270 και 154 αμινοξέα αντίστοιχα. Nα βρεθούν το μήκος του mrna και οι αποστάσεις μεταξύ των ριβοσωμάτων, αν το μήκος του νουκλεοτιδίου είναι 0,34nm