Βιολογία Θετικών Σπουδών Γ' Λυκείου

Εκδόσεις ΜΠΑΧΑΡΑΚΗ – Βιολογία Θετικών Σπουδών

Ένας πληθυσμός βακτηρίων

Ε.

coli

αναπτύσσεται σε θρεπτικό υλικό που

περιέχει τη λακτόζη ως πηγή άνθρακα. Όταν η λακτόζη εξαντληθεί

προσθέτουμε γλυκόζη. Να περιγράψετε τον τρόπο λειτουργίας του

οπερονίου της λακτόζης πριν και μετά την προσθήκη της γλυκόζης.

(Μονάδες 10)

Να περιγράψετε τον τρόπο κατασκευής μιας cDNA βιβλιοθήκης.

(Μονάδες 10)

Ποια κυτταρικά οργανίδια χαρακτηρίζονται ως ημιαυτόνομα και γιατί;

(Μονάδες 5)

Απάντηση:

Όταν στο θρεπτικό υλικό υπάρχει μόνο λακτόζη, τότε 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.

Δηλαδή η λακτόζη λειτουργεί ως επαγωγέας της μεταγραφής των γονιδίων του

οπερονίου. Τότε τα γονίδια αρχίζουν να «εκφράζονται», δηλαδή να

μεταγράφονται και να συνθέτουν τα ένζυμα. Τα τρία ένζυμα μεταφράζονται

ταυτόχρονα από το ίδιο μόριο mRNA το οποίο περιέχει κωδικόνιο έναρξης και

λήξης για κάθε ένζυμο. Συμπερασματικά, η ίδια η λακτόζη ενεργοποιεί τη

διαδικασία για την αποικοδόμησή της. Όταν η λακτόζη διασπαστεί πλήρως,

τότε η πρωτεΐνη καταστολέας είναι ελεύθερη να προσδεθεί στο χειριστή και να

καταστείλει τη λειτουργία των τριών γονιδίων.

Το οπερόνιο της λακτόζης δε μεταγράφεται ούτε μεταφράζεται, όταν

απουσιάζει από το θρεπτικό υλικό η λακτόζη. Τότε λέμε ότι τα γονίδια που το

αποτελούν βρίσκονται υπό καταστολή. Δύο είναι τα ρυθμιστικά μόρια

καταστολής του οπερονίου: μια αλληλουχία DNA, που ονομάζεται χειριστής

και βρίσκεται μεταξύ του υποκινητή και του πρώτου γονιδίου, και μια

ρυθμιστική πρωτεΐνη-καταστολέας. Όταν απουσιάζει η λακτόζη ο καταστολέας

προσδένεται ισχυρά στο χειριστή και εμποδίζει την RNA πολυμεράση να

αρχίσει τη μεταγραφή των γονιδίων του οπερονίου. Ο καταστολέας

κωδικοποιείται από ένα ρυθμιστικό γονίδιο, που βρίσκεται μπροστά από τον

υποκινητή. Το ρυθμιστικό γονίδιο μεταγράφεται συνεχώς και παράγει λίγα

μόρια του καταστολέα. Τα μόρια αυτά προσδένονται συνεχώς στο χειριστή.

Αν θέλουμε να κλωνοποιήσουμε μόνο τα γονίδια που εκφράζονται σε

συγκεκριμένα κύτταρα, τότε κατασκευάζουμε τις cDNA

βιβλιοθήκες. Οι cDNA

βιβλιοθήκες περιέχουν αντίγραφα των mRNA όλων των γονιδίων που

ΖΗΤΗΜΑ 2

ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 200