BAÜ FEF 2. Öğretim 2011 Bahar Moleküler Biyoloji 2 Arasınavı (04.04.2011) Süre 60dk’dır. ANAHTAR Normal Lac represörüne aşağıdaki DNA’lardan hangisi bağlanmaz? (5p) a) I+O+Z+ b) I+OCZ+ c) I-O+Z+ d) I+O+Z- e) hepsi bağlanır 1. 2. Trp operonu hakkında hangisi doğrudur? (5p) a) baskılanabilir ve negatif kontrol altındadır b) uyarılabilir ve negatif kontrol altındadır c) uyarılabilir ve pozitif kontrol altındadır d) baskılanabilir ve pozitif kontrol altındadır e) uyarılabilir ama kontrolü pozitif veya negatif değildir. 3. lac represörünün izole edilmesi için geliştirilen deneysel mantığı açıklayınız. (10p) Tek bir E. coli hücresi birkaç molekül lac baskılayıcıya sahiptir. Fakat Iq mutasyonu baskılayıcı protein sayısını 10 kat artırır, böylece protein daha kolay saflaştırılır. Gilbert ve Muller-Hill bazı lac Iq hücre özütlerinde laktozun kükürtlü analoğu olan radyoaktif IPTG’ye karşı diyaliz ederek baskılayıcıyı tanımlamayı başarmışlardır. Radyoaktif IPTG’yi bağlayan materyali saflaştırmış ve ısıya hassas olduğunu ve proteinlerin diğer özelliklerini gösterdiğini saptamışlardır. Lac I- hücre özütleri işaretli IPTG’yi bağlamamıştır. 4. Ökaryotlarda DNA metilasyonu gen regülasyonunu nasıl yapar? (5p) a) DNA’daki CG ikililerine metil grupları ekleyerek b) RNA polimerazın aktivitesini değiştirerek c) tRNA’ları metilleyip translasyon aktivitesini değiştirerek d) DNA-DNA hidrojen bağlarını etkileyerek e) Guanin’leri metilleyerek 5. Ökaryotlarda gen regülasyon aşamalarını listeleyiniz (6p) 1. Transkripsiyonel kontrol 2. Splays regülasyonu 3. Aktarım regülasyonu 4. Translasyonel regülasyon 5. Translasyon sonrası regülasyon 6. mRNA yıkımının regülasyonu 6. Ökaryotlardaki gerçek aktivatörlerle antirepressörleri birer örnekle açıklayarak karşılaştırınız. 10p Gerçek aktivatörler transkripsiyon faktörleridir (TF) ve bunlar direk olarak DNA’ya veya DNA’ya (promotöre) bağlı başka bir transkripsiyon faktörüne bağlanırlar. Örnek TATA kutusu bağlanma proteini (TBF), TFIID, TFIIA. Antirepresörler ise promotöre bağlanmazlar, kromatinin açılarak promotörün (DNA’nın) histon proteinlerden uzaklaştırılmasını yani TF’lerin promotöre bağlanmasının engellerini kaldırmış olurlar. SWI/SNF kompleksi, HAT kompleksi, HD kompleksi. 7. Enhancer ve promotorun benzer ve farklı özelliklerini yazınız (6p) Benzer yanları: her ikisi de DNA düzeyinde görev yapan cis elementlerdir. Her ikisine de tx faktörleri bağlanır. Farklılıklar: Promotor genin 5’ tarafında olurken enhanser 5’ tarafında 3’ tarafında hatta bazen genin içinde bile olabilir. Promotor hem prokaryot hem ökaryotlarda bulunur enhanser çoğunlukla sadece ökaryotlarda bulunur. 8. [D] [Y] Gerçek Tx faktörleri RNA polimeraz ile direk temas etmeden Tx başlamaz. (2p) 9. [D] [Y] TATA kutusu hem prokaryot hem de ökaryotlarda bulunur ancak bazı konstitütif genlerde bulunmaz (2p) 10. [D] [Y] Drosophila’da TRA proteini alternatif splyasla oluşurken DSX-F ve DSX-M proteinlerinde tek tip mRNA söz konusudur (2p) 11. Bir transkripsiyon faktörünün (TF) kendi DNA tanıma bölgesine bağlanması kontrol ettiği genin tx’unu başlatmak için yeterli midir? Yeterli değilse başka hangi faktörlere ihtiyaç vardır? (7p) Transkripsiyon faktörleri (TFler) transkripsiyonun (tx) başlaması için gerekli olan proteinlerdir. Ancak tek başlarına tx’u başlatmak için yeterli olamazlar. RNA polimeraz II’nin aktivasonu için çok sayıda TF’ye gerek vardır. TF’lerde işlevsel olarak en az iki bölge bulunur. Domainlerden biri poromotör ya da enhensırlardaki DNA dizileri ile ilişki kurar. Diğeri RNA polimeraz ya da başka TFler ile etkileşime girer. 12. Ökaryotlarda kodlayıcı olmayan DNA dizileri muhtemel işlevlerinden ziyade, belirli DNA bölgelerine sahip olmayışları (promotörler, ekzonlar, genler, terminatörler gibi) şeklinde görülebilirler. Kodlayıcı olmayan DNA dizilerinin; tx için belirli genetik bölgelerin açılmasını ya da kapanmasını sağlayan kromatin katlanma şekillerini oluşturmak vasıtasıyla hücreye özgü genetik regülasyona katıldığı düşünülebilir. Bu düşüncenin kalıtımsal zayıflığı nedir ve bu zayıflık ökaryotlardaki regülasyon için önerilen diğer modellere nasıl uygulanabilir? (10p) Anlaşılması kolay cevap: Bu düşüncenin en zayıf tarafı kromatin katlanması gibi oldukça kompleks ve bir çok proteinin devreye girmesini gerektiren bir işlevin DNA tarafından pasif katlanmalarla yapılabileceğini (TFler gibi genlere ihtiyaç duyulmadığını) ileri sürmesidir. Ayrıca bugüne kadar yapılan araştırmalarda proteinlerle/enzimlerle etkileşime girmeden tx’da görev alan bir DNA bölgesine rastlanmamış olması bu hipotezin zayıflığını göstermektedir. Kitap sonundaki cevap: Lenfoid olmayan bütün hücrelerde, genomdaki kalıtsal akış aynıdır, böyle olunca DNA, hücrelerde özel gen ifade modelini tetiklemede, nasıl farklı şekillerde katlanır? Fakat aynı şey her tip ökaryotik gen regülasyonu için söylenebilir. Oldukça farklılaşmış hücreler aynı genetik materyale sahip olduğuna göre, nasıl olur da farklı hücrelerde farklı genler ifade edilir. Farklı kromatin katlanmaları genetik regülasyon üzerinde etkiliyse, aynı gen aktivasyonu için de geçerlidir, daha önce gördüğümüz gibi (hücre-özgül faktörleri, proteinler) bu durum, çekirdek içindeki 3 boyutlu (3-D) yapılar için de geçerlidir. 13. Her ikisi de normal görünüşlü bir çiftten erkeğin kız kardeşinde retinoblastoma olduğu biliniyor. Bu durumda bu çiftin retinoblastomalı çocuk sahibi olma ihtimali nedir? Bu çiftin hangi üyesinin nasıl bir test yaptırmasını tavsiye edersiniz? (10p) Retinoblastoma çekinik bir gen tarafından kontrol edildiğine göre bu çiftin birinin veya her ikisinin heterozigot olma olasılığı vardır. Eğer sadace biri ise Rb çocuk ihtimali sıfır, her, her ikisi de taşıyıcı (heterozigot) ise o zaman Rb ihtimali %25 olur. Her iki ebeveynin de Rb geninin bozuk olup olmadığını test ettirmesi gerekir. 14. a) pRB, hücreleri G1 kontrol noktasında tutabilmek için nasıl bir görev yapar? b) Hücreler S fazına girmek için G1 kontrol noktasını nasıl geçerler? (10p) a) E2F hücrenin G1’den S fazına geçisinde görevlidir. G1 fazı boyunca çekirdekteki pRB proteini, E2F ile etkileşir ve onu inaktive eder. b) Hücre G1’den S fazına geçerken CDK4/siklin D1 kompleksi oluşur ve pRB’ye fosfat gruplarını ekler. pRB fosforillenince, E2F serbest kalır, transkripsiyonel olarak ative olur ve hücrelerin S fazına geçisine izin verir. pRB’nin fosforilasyonu geçicidir. CDK/siklin kompleksleri parçalanınca pRB tekrar E2F’ye bağlanıp inaktive eder ve hücre erken G1 fazına geçer. 15. Kanserle ilişkili olan iki sınıf genden tümör baskılayıcı genlerde ve onkogenlerde hangi grup mutasyonlar işlev kazandıran mutasyonlar olarak düşünülebilir ya da hangi grup mutasyonlar işlev kaybettiren mutasyonlardır açıklayınız. (10p) Protoonkogenler hücre bölünmesini teşvik etme veya sürdürülmesinde görev alırlar. Mutant durum (onkogenler), kontrolsüz hücre bölünmesini başlatır ya da devam ettirir (fonksiyon kazanma). Genellikle bu fonksiyon kazanma anormal aktiviteli gen ürünlerinin artmasına ya da sürekli ortaya çıkmasına neden olur. Diğer taraftan fonksiyon kaybetme hücre döngüsü boyunca döngüyü durdurma görevi yapan tümör baskılayıcı genler nedeniyle olur. Bu şekildeki genler mutant ise hücre döngüsünü durdurma kapasitelerini kaybederler.