سوال ۱۶۴ · زیست‌شناسی
کنکور تجربی ۱۳۹۸ · سوال ۱۶۴ · کلید رسمی سازمان سنجش
زیست‌شناسی · زیست‌شناسی ۳ · فصل ۴: تغییر در اطلاعات وراثتی
چند مورد می‌تواند از پیامدهای وقوع جهش در دنا ()ی باکتری اشرشیاکلای باشد؟
الف - تغییر در جایگاه فعال آنزیم تجزیه‌کنندهٔ لاکتوز
ب - عدم اتصال مهارکننده به بخشی از ژن
ج - عدم اتصال لاکتوز به نوعی پروتئین
د - افزایش فعالیت رنابسپاراز ( پلی‌مراز)
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی
پاسخ درست: گزینهٔ ۳ (کلید رسمی سازمان سنجش)
پاسخ تشریحی
برای پاسخ، باید هم پیامدهای جهش در بخش رمزکنندهٔ پروتئین و هم پیامدهای جهش در توالی‌های تنظیمی را در نظر بگیریم. همچنین، سؤال از پیامدهایی می‌پرسد که «می‌تواند» رخ دهد؛ پس لازم نیست هر جهشی الزاماً آن پیامد را ایجاد کند.
الف ـ درست است. جهش در ژن آنزیم تجزیه‌کنندهٔ لاکتوز ممکن است توالی آمینواسیدها و در نتیجه ساختار جایگاه فعال آن را تغییر دهد. کتاب نیز توضیح می‌دهد که اگر اثر جهش به جایگاه فعال آنزیم برسد، احتمال تغییر عملکرد آن زیاد است (زیست‌شناسی ۳، صفحهٔ ۵۱).
ب ـ نادرست است. در تنظیم بیان ژن‌های مربوط به مصرف لاکتوز، مهارکننده به «اپراتور» متصل می‌شود. اپراتور توالی تنظیمی است، نه بخشی از ژن؛ بنابراین عبارت «عدم اتصال مهارکننده به بخشی از ژن» دقیق نیست. البته جهش در اپراتور یا در ژن مهارکننده می‌تواند اتصال مهارکننده به اپراتور را مختل کند، اما این موضوع عبارت داده‌شده را درست نمی‌کند.
ج ـ درست است. لاکتوز می‌تواند به پروتئین مهارکننده متصل شود. اگر جهش در ژن مهارکننده ساختار جایگاه اتصال لاکتوز را تغییر دهد، ممکن است لاکتوز دیگر نتواند به آن متصل شود. این حالت نمونه‌ای از تغییر عملکرد پروتئین بر اثر جهش در ژن آن است؛ پیامدی که به محل و نوع تغییر بستگی دارد (زیست‌شناسی ۳، صفحهٔ ۵۱).
د ـ درست است. جهش در راه‌انداز می‌تواند آن را قوی‌تر کند و باعث افزایش فعالیت رونویسی رنابسپاراز از ژن‌های مربوط شود. در اینجا لازم نیست توان کاتالیزی خود آنزیم افزایش یابد؛ افزایش فعالیت آن در رونویسی از یک راه‌انداز قوی‌تر نیز کافی است. اثر جهش راه‌انداز بر افزایش یا کاهش میزان رونویسی، در کتاب بیان شده است (زیست‌شناسی ۳، صفحهٔ ۵۱).
بنابراین موارد «الف»، «ج» و «د» پذیرفتنی‌اند و در مجموع سه مورد درست است.
پاسخ: گزینهٔ ۳
چرا گزینه‌های دیگر نادرست‌اند
- گزینهٔ ۱: ممکن است فقط تغییر جایگاه فعال آنزیم را پیامد جهش بدانید. اما جهش می‌تواند اتصال لاکتوز به مهارکننده را نیز مختل کند یا با قوی‌تر کردن راه‌انداز، فعالیت رونویسی را افزایش دهد.
- گزینهٔ ۲: ممکن است فقط پیامدهای تغییر ساختار پروتئین‌ها را بشمارید و اثر جهش در توالی‌های تنظیمی را نادیده بگیرید. جهش در راه‌انداز نیز می‌تواند میزان رونویسی را افزایش دهد؛ پس مورد «د» هم پذیرفتنی است.
- گزینهٔ ۴: احتمالاً اتصال مهارکننده به اپراتور را به‌درستی به یاد آورده‌اید، اما عبارت «بخشی از ژن» را نادیده گرفته‌اید. اپراتور محل اتصال مهارکننده است و بخشی از ژن محسوب نمی‌شود؛ بنابراین مورد «ب» با همین عبارت نادرست است.
راهنمایی قدم‌به‌قدم (پیش از دیدن پاسخ)
- دو نوع پیامد جهش را به یاد آورید: تغییر ساختار و عملکرد پروتئین، و تغییر میزان بیان ژن. سپس سازوکار تنظیم مصرف لاکتوز در اشرشیاکلای را مرور کنید.
- برای موارد مربوط به اتصال، مشخص کنید هر مولکول به چه چیزی متصل می‌شود: مهارکننده به کدام توالی دنا متصل می‌شود و لاکتوز به کدام پروتئین؟ به تفاوت «ژن» و «توالی تنظیمی» دقت کنید.
- در بررسی مورد «د»، تغییر ساختار خود رنابسپاراز را تنها احتمال ندانید؛ قوی‌تر شدن راه‌انداز هم می‌تواند رونویسی را بیشتر کند. حالا عبارت مربوط به محل اتصال مهارکننده را از نظر دقت واژگانی دوباره بررسی کنید.