Zadanie 28. (2 pkt) Każdy enzym restrykcyjny rozpoznaje i dokonuje cięć tylko w jednym rodzaju obszarów DNA o sta-
łej długości i sekwencji zasad. Większość obszarów restrykcyjnych ma charakter palindromowy. W miejscu cięć powstają tak zwane lepkie końce. Połącz przedstawione poniżej fragmenty pociętego dwoma restryktazami DNA. Podaj rolę restryktaz.
Rola restryktaz:
W naturze ………………………………………………………………………………………..
W biologii molekularnej ………………………………………………………………………..
Zadanie 8. Bardzo ważną rolę w inżynierii genetycznej odgrywają enzymy restrykcyjne rozcinające DNA tylko w pewnych, ściśle określonych miejscach na krótkie sekwencje nukleotydowe. Obok przedstawiono sekwencje nukleotydowe rozpoznawane i nacinane przez enzym Alu I oraz produkty końcowe tego cięcia:
Zaznacz strzałkami miejsce (miejsca) cięcia oraz zapisz cząsteczki jakie powstaną, gdy będziemy działać enzymem Alu I na dwuniciowy DNA o następującej sekwencji nukleotydów:
A A T T C G A T C G
T T A A G C T A G C ...................................................................................................
Podaj przykład komórki, która jest naturalnym źródłem enzymów restrykcyjnych oraz wyjaśnij ich rolę w tej komórce.
............................................................................................................................................................
ZADANIE 23.(2 pkt)
Schemat wbudowywania fragmentu materiału genetycznego człowieka do plazmidu bakterii. Przyporządkuj literom (A, B, C, D) uwzględnionym na schemacie podane nazwy enzymów: ligaza, odwrotna transkryptaza, polimeraza DNA, restryktaza.
5’ AATTCGACCTAAATTG 3’
3’ GCTGGATTTAAC 5’
Spośród podanych niżej przykładów wybierz sekwencję rozpoznawaną przez tę restryktazę. Strzałka na rysunku oznacza miejsce cięcia na pojedynczej nici.
a) ↓ a) ↓ a) ↓
5’ CCGG 3’ 5’ GAATTC 3’ 5’ GGATCC 3’
3’ GGCC 5’ 3’ CTTAAG 5’ 3’ CCTAGG 5’
................↑ ................↑ ................↑
a) ↓
5’ GGATCC 3’ 5’ AATGGATCCGAACTGCAGGTTGTTAACGG 3’
3’ CCTAGG 5’ 3’ TT ACCTAGGCTTGACGTCCAACAATTGCC 5’
................↑
b) ↓
5’ CTGCAG 3’ 5’ AATGGATCCGAACTGCAGGTTGTTAACGG 3’
3’ GACGTC 5’ 3’ TT ACCTAGGCTTGACGTCCAACAATTGCC 5’
.... ↑
c) ↓
5’ GTTAAC 3’ 5’ AATGGATCCGAACTGCAGGTTGTTAACGG 3’
3’ CAATTG 5’ 3’ TT ACCTAGGCTTGACGTCCAACAATTGCC 5’
.......... ↑
.....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
Zadanie 26. (2 pkt)2008 probna Na schemacie przedstawiono działanie restryktazy i ligazy – enzymów wykorzystywanych w inżynierii genetycznej.
Opisz, na podstawie schematu, sposób i efekt działania każdego z tych enzymów.
Restryktaza – .........................................................................................................
...............................................................................................................................
.............................................................................................................................
………………………………………………………………….
Wyjaśnij na czym polega specyficzność działania enzymów restrykcyjnych.
Techniki inżynierii genetycznej wymagają stosowania nośnika zwanego wektorem. Dobry wektor powinien być łatwo przyjmowany przez komórkę i replikować się niezależnie od jej genów. Bardzo ważne jest, aby miał tylko jedno miejsce rozpoznawane i cięte przez enzym restrykcyjny używany w danym doświadczeniu oraz przynajmniej dwa geny markerowe. Te ostatnie pozwalają na oddzielenie komórek, do których udało się wprowadzić wektor, od tych które go nie pobrały. Ponadto powinien występować w komórce w wielu kopiach replikujących się nawet wtedy gdy w sztuczny sposób zostanie zahamowana replikacja DNA komórki gosopdarza. Wymogiem bezpieczeństwa w stosowaniu technik inżynierii genetycznej jest, aby wektor nie zawierał genów, których rozpowszechnianie mogłoby stanowić zagrożenie dla organizmów, w tym człowieka.
1 .....................................................................................................................................................
2 ..................................................................................................................................................
3 ..................................................................................................................................................
Zad. 23 Uporządkuj w prawidłowej kolejności etapy uzyskiwania zmienionych genetycznie komórek, do których za pośrednictwem wektora plazmidowego wprowadzono obce geny.
A. powstanie fragmentów DNA biorcy i wektora z lepkimi końcami.
B. łączenie fragmentów DNA biorcy i DNA wektora
C. namnażanie na odpowiednich pożywkach zmienionych genetycznie komórek biorcy.
D. trawienie DNA dawcy i biorcy enzymem restrykcyjnym
E. wnikanie wektora do komórki biorcy.
………………………………………………………………………………………………………….
ZADANIE 22. (3 pkt) Przeanalizuj poniższy tekst i odpowiedz na pytania
Przenoszenie genów do roślin jest wykorzystywane w celu uzyskania roślin o zmienionych cechach. Plazmid Ti Agrobacteriumtum efaciens jest odpowiedzialny za powstawanie na roślinach guzowatych narośli (ang. crown gali tumor). Rejon T DNA plazmidu Ti ma zdolność integrowania z DNA roślinnym. Cechę tę wykorzystano do skonstruowania wektora do klonowania i przenoszenia obcych genów do roślin. Innym sposobem wprowadzania genów do komórek roślinnych jest "wstrzeliwanie" za pomocą "armatki genowej" kuleczek metalu pokrytych cząsteczkami DNA. Dzięki tym technikom można uzyskać rośliny odporne na działanie owadów, infekcje wirusowa czy herbicydy. Rośliny mogą być również postrzegane jako
potencjalne bioreaktory, w których można produkować zrekombinowane białka. Przenoszenie genów można również wykorzystać do tworzenia przydatnych cech u zwierząt. Transgen jest wprowadzany do zapłodnionego jaja lub komórki z wczesnego etapu rozwoju embrionalnego poprzez mikroiniekcje. Geny można też wprowadzić do komórek zwierzęcych przez manipulacje komórkami linii zarodkowej lub z wykorzystaniem wektorów retrowirusowych. Potomstwo transgeniczne uzyskuje się przez umieszczanie zmienionego zarodka w macicy. Zwierzęta transgeniczne wykorzystuje się do obserwacji
funkcjonowania genów lub jako modele do badania chorób człowieka. Transgeniczne owce i kozy wykorzystuje się do produkcji zrekombinowanych białek wydzielanych w mleku.
1. Jakie są sposoby wprowadzania obcych genów do komórek roślinnych?
a). ...............................................................................................................
b)..................................................................................................................................
2. Jakie są sposoby wprowadzania obcych genów do komórek zwierzęcych?
a) ..............................................................................................................................
b) .........................................................................................................................
c) ..........................................................................................................................
3. Co to są zwierzęta transgeniczne?
a)...................................................................................................................................
w jakim celu są one wykorzystywane
b) ...............................................................................................................................
c) ...............................................................................................................................
d)...................................................................................................................................
Zadanie 32. (1 pkt) Poznań 2008 Terapia genowa znajduje zastosowanie w leczeniu mukowiscydozy – choroby genetycznej, w której organizm chorego produkuje nadmiernie lepki śluz, co powoduje zaburzenia m.in. w prawidłowym funkcjonowaniu układu oddechowego i pokarmowego. Allel warunkujący prawidłową postać genu jest włączany do plazmidu bakteryjnego, namnażany, następnie izolowany, zamykany w pęcherzykach zbudowanych z podwójnej warstwy lipidowej (liposomach) i wprowadzany do komórek nabłonkowych układu oddechowego za pomocą sprayu. Liposomy z aerozolu mają wnikać do tkanek nabłonkowych układu oddechowego i powodować ekspresję prawidłowego białka. Uzasadnij, podając jeden argument, dlaczego opisany rodzaj terapii nie zapewnia pełnego wyleczenia osoby chorej.
Zadanie 24 (2pkt)
a) sformułuj hipotezę badawczą
b) Podaj nazwę techniki zastosowanej w powyższym doświadczeniu
ZADANIE 1. (3 pkt) Na poczatku grudnia 1999 roku obiegla swiat wiadomosc: podano sekwencje pierwszego ludzkiego chromosomu (...). rozszyfrowano nieomal w calosci pełna sekwencji nukleotydów w 22 ludzkim chromosomie. (...) Uzywajac wszystkich znanych sposobów, znaleziono w zbadanym chromosomie 679 genów, w tym 134 to tzw. pseudogeny, czyli nieaktywne pochodne prawidlowych genów (...) wsród zidentyfikowanych, rozpoznano min. duze rodziny genów kodujacych bialka ukladu odpornosciowego oraz geny kodujace rózne enzymy metaboliczne. (...) Z 22 chromosomem wiaze sie co najmniej 27 róznych chorób genetycznych czlowieka. Tu wlasnie znajduja sie geny podejrzane m in. o udzial w schizofrenii. Korzystając z tekstu, pr7edstaw trzy argumenty, przemawiające za prowadzeniem badań nad rozszyfrowaniem genomu ludzkiego.
Zadanie 27. (2 pkt) W 2000 roku ogłoszono, że genom człowieka został poznany. Wyjaśnij, używając dwóch argumentów, dlaczego poznanie genomu człowieka jest ważnym dla ludzkości osiągnięciem nauki.
................................................................................................................................................................................................
ZADANIE 2. (2 pkt) Techniki inżynierii genetycznej można najprościej określić jako wprowadzenie do komórki obcego genu w taki sposób aby gen ten zachowywał się podobnie do naturalnych genów komórki to znaczy ulegał powieleniu i ekspresji. Inżynieria genetyczna stwarza możliwości otrzymywania organizmów o cechach dotąd nie spotykanych, co znajduje zastosowanie w biotechnologii. Czy uważasz, ze należy wspierać rozwój inżynierii genetycznej i biotechnologii? Wyraź swoja opinie posługując się dwoma argumentami.
Zadanie 3. (2 pkt) Osiągnięciem inżynierii genetycznej jest opracowanie technik, dzięki którym otrzymuje się organizmy transgeniczne.
Podaj definicję pojęcia organizm transgeniczny oraz przykład wykorzystania organizmów transgenicznych przez człowieka.
Zadanie 4. (3 pkt) Techniki inżynierii genetycznej są stosowane w wielu badaniach naukowych i w pracach o znaczeniu praktycznym, takich jak np. wytwarzanie cennych dla medycyny substancji oraz w terapii genowej. Przykładem takich substancji są: insulina ludzka, stanowiąca lek dla chorych na cukrzycę lub hormon wzrostu, używany w leczeniu karłowatości. Techniki te są również wykorzystywane do otrzymywania organizmów transgenicznych.
Na podstawie analizy tekstu wymień trzy możliwości zastosowania technik inżynierii genetycznej.
Zadanie 6 . (2 pkt) W ludzkim DNA odkryto tzw. sekwencje repetytywne, czyli odcinki DNA o określonej sekwencji, powtarzające się wielokrotnie w genomie. Liczba powtórzeń tych sekwencji jest różna u różnych ludzi, a prawdopodobieństwo przypadkowego wystąpienia tej samej liczby powtórzeń u osób niespokrewnionych jest znikomo małe.
Podaj dwie sytuacje, w których można (powinno się) skorzystać z badań DNA, i uzasadnij znaczenie społeczne stosowania tej metody w określonych przez ciebie sytuacjach.
Zadanie 7. (2 pkt) Organizmy transgeniczne powstają po wprowadzeniu obcego genu, który następnie ulega reprodukcji zgodnie z prawami dziedziczenia. Tą droga uzyskano na przykład bawełnę, zawierająca w swoich włóknach niewielką domieszkę polihydroksymalanu, pomidory o przedłużonym czasie przechowywania, tytoń odporny na herbicydy, a także zwierzęta transgeniczne, na przykład myszy, których mleko zawiera białko ważne dla produkcji pewnych leków oraz bakterie (na przykład Escherichia coli), produkujące insulinę typu ludzkiego. Od pewnego czasu między innymi w Europie i w USA podnoszą się głosy sprzeciwu wobec takich eksperymentów. Niezależnie od swojego poglądu na transgeniczność sformułuj dwa argumenty, popierające opinię, że prace nad uzyskiwaniem organizmów transgenicznych są uzasadnione.
Zadanie 9 (0 – 2 pkt.) Wprowadzenie do laboratoriów techniki inżynierii genetycznej wywołało wiele obaw co do skutków, jakie może spowodować niekontrolowane manipulowanie genami. Liczne osiągnięcia biotechnologii w medycynie zdają się jednak przesłaniać te zagrożenia. Np. insulinę lub interferon produkowane przez bakterie już się stosuje z pozytywnym skutkiem, a produkowane przez drożdże antygeny powierzchniowe wirusa żółtaczki stanowią szczepionkę przeciw tej chorobie.
Przedstaw, za pomocą dwóch argumentów, swoje stanowisko odnośnie stosowania technik inżynierii genetycznej.
Zadanie 10. Stonka jest szkodnikiem upraw ziemniaków - jej larwy zjadają liście tych roślin. Stwierdzono, że pewien gatunek bakterii glebowych produkuje substancję nazywaną Bt, która jest trująca dla tych owadów i nieszkodliwa dla ludzi. Współcześnie substancja Bt stosowana jest w dwojaki sposób:
metoda 1 - uprawy ziemniaków opryskiwane są roztworem Bt produkowanym na skalę przemysłową;
metoda 2 - wyizolowano gen bakteryjny odpowiedzialny za syntezę Bt i wprowadzono go do genomu pewnych odmian ziemniaków - dzięki temu liście tych roślin produkują Bt.Wyjaśnij, na czym, w tym przypadku, polega metoda genetyczn...
cUkiErKowWO