9.2: Гіркий смак (активність)

Last updated
Save as PDF

Page ID: 6517

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Генетика залишає поганий смак у роті... чи ні

Деякі наші особисті переваги виникають з того, як нас виховували. Культура відіграє певну роль у наших симпатіях та антипатіях. Так само наш досвід відіграє певну роль у тому, як ми реагуємо на певні подразники. Ще одним важливим фактором, який відіграє роль у наших уподобаннях, є провідний у нашому геномі. ДНК в наших клітині - це інструкція з експлуатації тим, ким ми є. Ми запрограмовані шукати речі поживних цінностей, щоб придбати сировину, таку як вуглеводи, білки та ліпіди. У пошуках поживних сполук ми навчилися уникати речей, які не мають смаку. Гіркі речі мають тенденцію асоціюватися з токсичними сполуками в природі. При вживанні їжі в перший раз молекули потрапляють на наш язик і стимулюють численні відчуття: солодкі, кислі, солоні, пікантні та гіркі. До цих численних смакових типів відносять різноманітне сімейство рецепторів, які зв'язуються з молекулами, які призводять до нашого сприйняття цих відчуттів. Щось гірке може змусити нас навчитися уникати цього продукту їжі в майбутньому.

Один тип гіркого рецептора відчуває присутність хімічної речовини під назвою фенілтіокарбамід (PTC). Ця хімічна речовина хімічно нагадує токсичні сполуки, знайдені в рослині, але є нетоксичним. Здатність до смаку PTC походить від гена під назвою TAS2R38. Цей ген кодує білок, який на наших язиках повідомляє гіркоту цієї хімічної речовини. Існує два загальних алелі цього гена з принаймні п'ятьма більш рідкісними варіантами. У межах двох поширених форм один нуклеотидний поліморфізм (SNP) відповідає за зміну однієї амінокислоти в рецепторі. Саме ця різниця однієї амінокислоти призводить до здатності рецептора або реагувати, або не реагувати на ПТК. Ми успадковуємо одну копію гена від батька і одну копію від матері. Як утворилися гамети наших батьків і які алелі ми отримали під час події запліднення, визначає, як ми реагуємо на цю хімічну речовину. Оскільки кожен з нас має 2 копії цього гена, ми можемо використовувати просту менделівську генетику, щоб зрозуміти, який алель є домінуючим або рецесивним.

Покладіть шматок паперу «Контрольний» на язик і вкажіть, чи є смак.
Покладіть шматок паперу «PTC» на язик і вкажіть, чи є смак і гострота смаку.
Заповніть таблицю для класу, щоб визначити, скільки там не дегустаторів, дегустаторів або супер-дегустаторів.
Вкажіть, вважаєте ви, що риса є домінуючою або рецесивною (здатність до смаку чи ні на смак).
Призначте дескрипторний алель для домінантного (великої літери) або рецесивного (малої літери) і намалюйте квадрат Пуннета для покоління F ₂ гетерозиготних батьків.
Порівняйте клас підрахунку дегустаторів і нетгустаторів в класі і обговоріть з вашим інструктором, якщо є явне домінування цієї риси.

Таблиця: PTC Дегустація Tally

фенотипи	Число	% Всього
PTC дегустатори (домінантні або рецесивні)
PTC Нет-дегустатори (домінантні або рецесивні)
Всього

Питання:

1. Як ви пояснюєте присутність тих, хто не може скуштувати PTC, тих, хто може його скуштувати, і тих, хто насправді не витримує його смаку?

2. Ця хімічна речовина нетоксична і не існує в природі. Як ви думаєте, існує вибірковий тиск, який надає перевагу тим, хто його скуштує?

Вправа: Кодування гіркоти:

Перед цією вправою перегляньте Центральну догму.

Повна послідовність кодування TAS2R38 становить 1,002 основи (334 амінокислоти) довго. Нижче показаний сегмент гена, де зустрічається SNP (червоним кольором). Варіант 1 - це версія гена, який кодує на здатність до смаку PTC. Варіант 2 - це версія гена, яка не здатна зв'язуватися з ПТК. Ця мутація SNP називається мутацією missense, оскільки вона змінює амінокислоту. Деякі мутації викликають введення передчасного стоп-кодону. Ця мутація дурниці призводить до усіченого білка і може згубно впливати на функцію. Ми вже знаємо, що просте заміщення одного нуклеотиду перекладається на зміну однієї амінокислоти і визначає здатність до смаку ПТК. Уявіть, якби велика група амінокислот з білка не вистачало.

З шаблоном пасма («Доповнення») інформація:

Напишіть послідовність кодує пасма.
Запишіть послідовність мРНК
Використовуйте діаграму генетичного коду для перекладу послідовності амінокислот

Варіант 1
кодування Strand: 5 ′-
Доповнення: 3′-ТТК TCC GTC СТК GAC TCG-5 ′
мРНК: 5 ′-
Амінокислота:

Варіант 2
кодування Strand: 5 ′-
Доповнення: 3′-ТТК TCC GTC GGT GAC TCG-5 ′
мРНК: 5 ′-
Амінокислота:

ПЛР-генотипування рецептора PTC TAS2R38:

5 '-ККТТТТТТТТТТТТТТГГГТ ГААТТТТТТТТТГГГАТ ГАГАГАТГТГАГАГАГ GGGG-3' (Переносний ґрунтовка)
5′ -AGGTTGGCTGTGTGTGTGTTGCAATCATC-3′ (Зворотний грунтовка)

ПЛР зразки ДНК, витягнуті з щічних клітин за допомогою ПЛР-бісеру.
Налити 2% агарози в ливарний апарат в холодильнику.
- Потрібно зробити 2 гелі на клас → 100 мл ТБЕ з 2г агарози.
- Додайте безпечний розчин SYBR 5 мкл у розплавлену агарозу перед литтям.
- Помістіть 2 комплекти гребінців в гель → на одному кінці і посередині.
Дайджест ПЛР-продукту з Hae III.
1. Видаліть 10 мкл продукту ПЛР у свіжу пробірку.
2. Додайте 1 мкл ферменту Hae III в пробірку.
3. Інкубувати протягом 10 хвилин при 37°C.
Завантажте гель з драбинкою ДНК, перетравлений і неперетравлений.
- неперетравлений зразок - з оригінальної ПЛР.
Виконати гель при 120В протягом 20 хвилин.
Візуалізуйте на ультрафіолетовому трансілюмінаторі.

Виявлення SNP:

Більш довга грунтовка закінчується послідовністю «GG». Обидва алелі в цьому місці будуть посилюватися однаково добре з цим набором праймерів, однак один алель матиме послідовність «GGGC» та інший «GGCC». «GGCC» є місцем обмеження для ферменту Hae III. Перетравлення цієї ампліфікованої ДНК буде засвоюваним для одного алеля і дасть фрагмент ДНК розміром з великий праймер (44 bp), а також решту амплікону. Через цю різницю в профілі травлення амплікону ми можемо визначити 2 алелі в цьому місці.

Питання аналізу:

Який розмір продукту ПЛР?
- Проведіть in silico ПЛР на гені Tas2R38 і ідентифікуйте розмір амплікону.
Довга грунтовка - 44bp. Якщо амплікон алелю перетравлюється, які розміри фрагментів очікуються після Hae III?
Який алель є тим, який можна визначити через травлення Hae III?
- Використовуйте результати тесту паперу PTC.
Деякі смуги містять 3 смуги замість 1 або 2. Чи можете ви пояснити це?