Πανελλαδικές Εξετάσεις 2023 — biology, Θέμα D (4 μονάδες)

Το γονίδιο της Εικόνας 2 κωδικοποιεί ένα μόριο rRNA, που αποτελεί τμήμα της μικρής ριβοσωμικής υπομονάδας.
αλυσίδα Ι:  TACAGAGAGATATACGGTAGTCAGATAAGTA
αλυσίδα ΙΙ: ATGTCTCTCTATATGCCATCAGTCTATTCAT
(Εικόνα 2)
Για το γονίδιο αυτό έχει κατασκευαστεί ο ανιχνευτής της Εικόνας 3, ο οποίος υβριδοποιείται στην κωδική αλυσίδα του γονιδίου: 3΄-UAUCUG-5΄ (Εικόνα 3).
Δ3. α) Να γράψετε τους προσανατολισμούς των αλυσίδων Ι και ΙΙ της Εικόνας 2 (χωρίς αιτιολόγηση). (Μονάδες 2)
β) Να γράψετε την αλληλουχία του rRNA που προκύπτει από το γονίδιο της Εικόνας 2 (χωρίς αιτιολόγηση). (Μονάδες 2)

Απάντηση:
α) Ο ανιχνευτής υβριδοποιείται στην κωδική αλυσίδα, άρα είναι συμπληρωματικός και αντιπαράλληλος προς αυτήν. Ο ανιχνευτής 3΄-UAUCUG-5΄ ταιριάζει με την αλληλουχία 5΄-ATAGAC-3΄, η οποία υπάρχει στην αλυσίδα Ι μόνο αν αυτή διαβαστεί από δεξιά προς τα αριστερά. Επομένως, όπως είναι γραμμένες, η αλυσίδα Ι έχει προσανατολισμό 3΄→5΄ και η αλυσίδα ΙΙ 5΄→3΄:
αλυσίδα Ι:  3΄-TACAGAGAGATATACGGTAGTCAGATAAGTA-5΄
αλυσίδα ΙΙ: 5΄-ATGTCTCTCTATATGCCATCAGTCTATTCAT-3΄
Κωδική είναι η αλυσίδα Ι και μεταγραφόμενη (μη κωδική) η αλυσίδα ΙΙ.
β) Το rRNA είναι συμπληρωματικό και αντιπαράλληλο της μεταγραφόμενης αλυσίδας ΙΙ, δηλαδή ταυτίζεται με την κωδική αλυσίδα Ι (με U αντί T):
5΄-AUGAAUAGACUGAUGGCAUAUAGAGAGACAU-3΄

ΚΛΕΙΔΙ ΒΑΘΜΟΛΟΓΗΣΗΣ (4 μ.). α (2 μ.): αλυσίδα Ι 3΄→5΄ (1 μ.)· αλυσίδα ΙΙ 5΄→3΄ (1 μ.). Αντεστραμμένοι προσανατολισμοί: 0 μ. β (2 μ.): ορθή αλληλουχία rRNA (1,5 μ.) με ορθούς προσανατολισμούς 5΄→3΄ (0,5 μ.). Απόδοση της αλληλουχίας ως συμπληρωματικής της κωδικής αλυσίδας (δηλαδή αντιγραφή της αλυσίδας ΙΙ): 0 μ. Χρήση T αντί U: -0,5 μ.

Πανελλαδικές Εξετάσεις 2023 — biology, Θέμα D (8 μονάδες)

Το γονίδιο της Εικόνας 2 κωδικοποιεί ένα μόριο rRNA, που αποτελεί τμήμα της μικρής ριβοσωμικής υπομονάδας.
αλυσίδα Ι:  TACAGAGAGATATACGGTAGTCAGATAAGTA
αλυσίδα ΙΙ: ATGTCTCTCTATATGCCATCAGTCTATTCAT
(Εικόνα 2)
Για το γονίδιο αυτό έχει κατασκευαστεί ο ανιχνευτής της Εικόνας 3, ο οποίος υβριδοποιείται στην κωδική αλυσίδα του γονιδίου: 3΄-UAUCUG-5΄ (Εικόνα 3).
Στο τμήμα DNA της Εικόνας 4 περιέχεται γονίδιο που κωδικοποιεί ένα ολιγοπεπτίδιο. Η 5΄ αμετάφραστη περιοχή του mRNA που παράγεται από τη μεταγραφή του γονιδίου της Εικόνας 4 συνδέεται με το rRNA που κωδικοποιείται από το γονίδιο της Εικόνας 2 μέσω μίας αλληλουχίας μήκους 8 βάσεων.
αλυσίδα ΙΙΙ: CCAGAGAGACGTATGCTACAACAGATATAAGATCCC
αλυσίδα ΙV:  GGTCTCTCTGCATACGATGTTGTCTATATTCTAGGG
(Εικόνα 4)
Δ4. Να γραφεί η αλληλουχία, μήκους 8 βάσεων, του rRNA που θα συνδεθεί με το mRNA του γονιδίου της Εικόνας 4 (Μονάδες 4). Ποια από τις δύο αλυσίδες (ΙΙΙ ή ΙV) του γονιδίου της Εικόνας 4 είναι η κωδική αλυσίδα (Μονάδες 2); Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας (Μονάδες 2).

Απάντηση:
Η αλληλουχία του rRNA που συνδέεται με την 5΄ αμετάφραστη περιοχή του mRNA είναι 5΄-AGAGAGAC-3΄· βρίσκεται κοντά στο 3΄ άκρο του rRNA της Εικόνας 2 (…AUAGAGAGACAU-3΄) και ζευγαρώνει αντιπαράλληλα ως 3΄-CAGAGAGA-5΄ με την αλληλουχία 5΄-GUCUCUCU-3΄ του mRNA.
Κωδική είναι η αλυσίδα ΙV. Αιτιολόγηση: το mRNA έχει την ίδια αλληλουχία και τον ίδιο προσανατολισμό με την κωδική αλυσίδα, οπότε η αλληλουχία της 5΄ αμετάφραστης περιοχής πρέπει να είναι συμπληρωματική και αντιπαράλληλη προς το τμήμα του rRNA. Αν κωδική ήταν η ΙΙΙ (5΄-CCAGAGAGACGTATG…-3΄), η 5΄ αμετάφραστη περιοχή θα περιείχε αλληλουχία ταυτόσημη — και όχι συμπληρωματική — με το rRNA, οπότε δεν θα ήταν δυνατή η σύνδεση· η περίπτωση αυτή απορρίπτεται. Με κωδική την ΙV, δηλαδή 5΄-GGTCTCTCTGCATACG ATG TTG TCT ATA TTC TAG GG-3΄, η 5΄ αμετάφραστη περιοχή 5΄-GGUCUCUCUGCAUACG-3΄ περιέχει το 5΄-GUCUCUCU-3΄ που ζευγαρώνει με το rRNA, ενώ ακολουθεί κωδικόνιο έναρξης ATG και, ανά τριπλέτα, κωδικόνιο λήξης TAG.

ΚΛΕΙΔΙ ΒΑΘΜΟΛΟΓΗΣΗΣ (8 μ.). Αλληλουχία rRNA (4 μ.): ορθή οκτάδα 5΄-AGAGAGAC-3΄ (3 μ.)· ορθοί προσανατολισμοί και αναφορά στη συμπληρωματικότητα-αντιπαραλληλία με το mRNA (1 μ.). Επιλογή κωδικής αλυσίδας (2 μ.): αλυσίδα ΙV. Αιτιολόγηση (2 μ.): το mRNA ταυτίζεται με την κωδική αλυσίδα, άρα η 5΄ αμετάφραστη περιοχή πρέπει να είναι συμπληρωματική του rRNA (1 μ.)· απόρριψη της περίπτωσης της αλυσίδας ΙΙΙ και/ή εντοπισμός κωδικονίου έναρξης-λήξης στην ΙV (1 μ.). Σωστή οκτάδα με λανθασμένη κωδική αλυσίδα: μέγιστο 4 μ.