Levelezős csapatverseny – 1. feladatsor – megoldások

VI. feladat

Pontozás: 12 pont (az I.8 részfeladattal együtt pontozva)

Az űrhajó külsején különös egysejtűekből álló bevonatot találtatok. Értelmezd az alábbi vizsgálatok eredményeit!

Miután ráuntatok a játékra, elaludtál, és mire felébredsz már az űrhajó landolt a Földön. Kiszállva nagyon megörülsz, mert még Pistike előtt észreveszed az űrhajó külsején képződött zöld bevonatot. A legénység segítségével mintát vesztek belőle, aminek az elemzésében ti is részt vehettek.

VI.1. Fluoreszcens mikroszkópban UV gerjesztőfény mellett vizsgálva ezek közül némely egysejtűek zölden fényt emittálnak. Mi ez a jelenség? Sorolj fel a Földi élővilágból néhány hasonló példát! Mire lehetne egy olyan fehérjét használni, ami akkor világít csak, ha kettős szálú DNS-t köt?

Megoldás: A jelenség neve általánosan fluoreszcencia (vagy (bio)lumineszcencia). Számos medúza-, egysejtű-, rovar-, gombafajt lehetett sorolni, melyek képesek biolumineszcenciára.
Az utolsó kérdés csak plusz pontnak számított: Ha csak a kettős szálú DNS mennyiségét szeretnénk meghatározni, pl. Real-Time/ kvantitatív PCR (polimeráz láncreakció). A konkrét példát adó jó ötletekre is járt pont.

VI.2. Az egysejtű közösségből többnek sikerült is a DNS szakaszából egy kicsi régiót felszaporítani. A szekvenciák nagyon hasonlóak, de egy bázispáros (SNP) mutációk felfedezhetőek bennük. Vizsgáld meg ezeknek a szekvencián belüli elhelyezkedését, ebből mire lehet következtetni? Mi lehet ennek az oka?
A bázis lecserélődés (tranzíció/transzverzió) mutáción kívül még milyen mutációt találsz a szekvenciák között, ez miért lehet „veszélyesebb”?

>N8
GCATCTAGTCTGACATGGCCAAGTGCCAGATTTATTAAGTTATTTGATAACTTTCAACAACGGATCTCTTGGCTCTCGCATCGATGAAGAACGCAGCGAAATGCGATAAG
>N6
GTATGTAGTCTGATATGGCCATGTGCCAGATTTATTGAGATCTTTGAAAACTTTCAACAACGGATCTCTTGGCTCTCGCATCGATGAAGAACGCAGCGAAATGCGATAAG
>N5
GTATGTAGTCTGATATGGCCAAGTGCGAGAATTATTGAGATATTTGAAAACTTTCAACAACGGATCTCTTGGCTCTCGCATCGATGAAGAACGCAGCGAAATGCGATAAG
>N43
GCATGTAGGCTGATATGGCCAAGTGCCAGATTCATTG--ATATTTGAAAACTTTCAACAACGGATCTCTTGGCTCTCGCATCGATGAAGAACGCAGCGAAATGCGATAAG
>35EM
GCATGTAGTCTGATATGGCCAAGTGCCAAATTTATTG--ATATTGGAAAACTTTCAACAACGGATCTCTTGGCTCTCGCATAGATGAAGAACGCAGCGAAATGCGATAAG
>110AL
GCATGTAGTCTGATATGGACAAGTGCCAGATTTATTG--ATATTTGAAAACTTTCAACAACGGATCTCTTGGCTCTCGCATCGATGAAGAACGCAGCGAAATGCGATAAG
>10EM1
GTATGTAGTCTGAAATGGCCAAGTGCCAGATTTATTGAGATATTTGAAAACTTTCAACAACGGATCTCTTGGCTCTCGCATCGATGAAGAACGCAGCGAAATGCGATAAG
>109AN
GTAGGTAGTCTGATATGGCCAAGTCCCAGATTTATTGAGATATTTGAAAACTTTCAACAACGGATCTCTTGGCTCTCGCATCGATGAAGAACGCAGCGAAATGCGATAAG
>108SP
GTATGTAGTCTGATATGGCCATGTGCCAGATTTATTGAGATATTTGAAAACTTTCAACAACGGATCTCTTGGCTCTCGCATCGATGAAGAACGCAGCGAAATGCGATAAG
>107SP
GTATGTAGTCTGATATGGCCAAGTGCCAGATATATTGAGATATTTGAAAACTTTCAACAACGGATCTCTTGGCTCTCGCATCGATGAAGAACGCAGCGAAATGCGATAAG

Megoldás: A szekvenciák első részében, a 49. bázisig összesen 20 különböző pozícióban figyelhető meg mutáció, amíg a 49-110 bázisig tartó második szakaszon csak 1 db, az egyik szekvenciában. Ebből arra lehet következtetni, hogy a szekvencia első része nem létfontosságú, feltehetően intron szakasz, melyben felhalmozódhatnak a mutációk, annak nincs hatása az élőlény életképességére/szaporodására. A DNS szakasz második részében levő minimális mutáció pedig arra utal, hogy egy konzervatív gén, vagy szabályozó régió lehet melyben a mutációk az élőlény fitneszében is megnyilvánulhatnak.
Az N43 35EM és 110AL szekvenciák 38-39. pozíciójában deléció figyelhető meg (vagy az összes többiben egy inzerció). Ez a fajta mutáció azért veszélyesebb, mivel a, leolvasási keret megváltozását (frameshift) okozhatja, ami miatt „értelmetlen” más aminosav sorrendű fehérje keletkezik.

VI.3. Egy nem kódoló DNS szakasz pontmutációit vizsgáljuk, kezdetben nagyon gyorsan alakul át a szekvencia egy másikká, majd ez az átalakulás (a kiinduló szekvenciához képest) egy telítésbe megy át, miért?

Megoldás: Fontos hogy nem kódoló DNS szakaszról van szó, tehát az élőlény életképességével nem lehet magyarázni, mivel azt nem befolyásolja. A „telítődés” (kiinduló szekvenciához való kisebb mértékű eltérés) azért van, mivel egyes pontmutációk vissza is alakulhatnak (back mutáció) így nem lehet tudni, hogy adott pozícióban nem változott vagy már vissza is alakult.

Vissza a feladatsorhoz | I. feladat | II. feladat | III. feladat | IV. feladat | V. feladat | VI. feladat | VII. feladat

A verseny kereteit a TÁMOP - 4.2.2/B-10/1-2010-0030 „Önálló lépések a tudomány területén” pályázat biztosította.