PAU Biologia 2022 · Juny · Sèrie 5 · Exercici 6

Exercici 6 El 21 d’octubre de 2019 va aparèixer a la premsa la notícia següent: Creada la tècnica més precisa per a corregir mutacions del DNA Científics del Broad Institute de Harvard i del MIT han desenvolupat una potent eina d’edició molecular capaç de modificar el DNA amb una precisió sense precedents. L’eina, que han anomenat prime editing, es basa en el perfeccionament del sistema CRISPR-Cas i obre la porta a corregir moltes mutacions que causen malalties genètiques. Adaptació feta a partir d’un text de La Vanguardia [en línia] (21 octubre 2019) 1. El sistema CRISPR-Cas està format per una cadena d’RNA i una endonucleasa, la proteï­ na Cas. L’RNA té una part, anomenada RNA guia, que pot contenir la seqüència de bases que es vulgui i marca a CRISPR-Cas el lloc on s’ha d’unir al DNA. En essència, el sistema CRISPR-Cas funciona de la manera següent: 1.  El sistema CRISPR-Cas s’uneix a la regió del DNA amb una seqüència complemen­ tària a l’RNA guia. 2.  La proteïna Cas talla el DNA per dos llocs concrets. 3.  S’elimina aquest fragment de DNA tallat. 4.  Els mateixos mecanismes de reparació ceŀlular uneixen el DNA pels punts per on s’ha tallat. Font: Esquema adaptat de https://it.wikipedia.org. En ratolins, el gen TMC1, localitzat al cromosoma 11, codifica una proteïna que s’expressa en cèŀlules auditives. Els ratolins Beethoven (anomenats així perquè pateixen sordesa com el famós músic) són sords a causa d’una mutació en el gen TMC1 en només un dels seus dos cromosomes 11. Així, encara que aquests ratolins tenen la forma cor­ recta del gen TMC1 a l’altre cromosoma 11, són sords. El desembre del 2017, un equip de recerca va fabricar un sistema CRISPR-Cas amb un RNA guia complementari a la seqüència de la forma mutada del gen TMC1. A continuació, van introduir aquest siste­ ma a les cèŀlules auditives de ratolins Beethoven. Contesteu les preguntes següents: [1 punt] Quin devia ser el resultat d’aquest experiment? Raoneu la resposta explicant com el mecanisme CRISPR-Cas, descrit a l’enunciat, devia haver actuat i els seus efectes en relació amb el paper de la proteïna codificada pel gen TMC1. Aquests ratolins tractats amb CRISPR-Cas poden tenir descendents sords? Raoneu la resposta. 2. En moltes ocasions, per a curar una malaltia genètica no n’hi ha prou amb eliminar la seqüència incorrecta d’un gen mutat; també cal afegir en el mateix lloc la seqüència cor­ recta del gen. Per aconseguir-ho, prime editing afegeix, a l’RNA guia i a l’RNA d’unió a Cas, un RNA que conté la seqüència complementària de la seqüència correcta que s’hi vol afegir. A més, també uneix a Cas un altre enzim: la retrotranscriptasa. Font: Esquema adaptat de https://it.wikipedia.org. Contesteu les qüestions següents: [1 punt] Què és la retrotranscriptasa (o transcriptasa inversa) i quina acció duu a terme? Quines entitats biològiques utilitzen d’una manera natural la retrotranscriptasa? Expliqueu què farà la retrotranscriptasa un cop Cas hagi tallat i eliminat la seqüència mutada del DNA i quina conseqüència tindrà això.

Exercici 6 1. [1 punt] Quin devia ser el resultat d’aquest experiment? Raoneu la resposta explicant com el mecanisme CRISPR-Cas, descrit a l’enunciat, deu haver actuat i els seus efectes en relació al paper de la proteïna codificada pel gen TMC1 Els ratolins van recuperar l’audició. (0,1 punts) El sistema CRISPR-Cas, gràcies al RNA guia es va unir a la seqüència mutada del gen que hi havia en un dels cromosomes 11 (0,1 punts). A continuació la proteïna Cas va tallar aquesta seqüència que va quedar eliminada. (0,1 punts) Per tant les cèl·lules auditives ja no fabricaven la proteïna responsable del seu mal funcionament (0,1 punts) i seguien fabricant la forma correcta d’aquesta proteïna gràcies al gen correcte que tenien a l’altre cromosoma 11 (0,1 punts). TOTAL: 0,5 PUNTS (repartits segons s’indica a la resposta) Aquests ratolins tractats amb CRISPR-Cas poden tenir descendents sords? Raoneu la resposta. Sí que poden tenir descendents sords. (0,2 punts) L’eliminació de la forma mutada de […]