Участок мрнк имеет структуру известно что на этом участке
Изменчивость
16. Покажите, как отразится на последующей трансляции добавление аденилового нуклеотида к началу данной кодирующей последовательности:
Ответ: При добавлении аденилового нуклеотида произойдёт сдвиг рамки считывания на один знак влево: ААУ ГГУ ГЦА ГАЦ УГА ГГА ЦЦА Ц
По таблице кодонов находим соответствующие аминокислоты и убеждаемся, что полипептид, образовавшийся в результате мутации, имеет совершенно другую последовательность аминокислот. При этом 5-й кодон – УГА, является терминирующим.
17. Информация, о каких триплетах может получиться при точечной мутации триплета АГА?
Ответ: Точечной мутации (изменению одного нуклеотида) подвергается триплет АГА. Рассмотрим варианты, последовательно замещая первый нуклеотид на любой из оставшихся трёх, затем – аналогично – второй и третий. Получаем соответственно три ряда вариантов:
1) ГГА, ЦГА, ТГА; 2) АЦА, ААА, АЦА; 3) АГГ, АГЦ, АГТ.
18.Участок инициации синтеза полипептида в молекуле мРНК имеет нуклеотидную последовательность ГУАУАААУГУУУЦААЦАУ.
Какие триплеты данной мРНК кодируют первые аминокислоты полипептида?
19. Искусственно синтезированы короткие полинуклеотидные цепочки с таким взаимным расположением нуклеотидов:
Каждая цепочка равновероятно (случайно) может начинаться с любой точки – любого нуклеотида. Каким будет результат трансляции всех возможных вариантов таких цепочек?
Ответ: Возможны три варианта трансляции:
а) поли УУГ транслирует полилейцин;
б) поли УГУ транслирует полицистеин;
в) поли ГУУ транслирует поливалин.
20. Участок мРНК имеет структуру 5 / АЦАУГААУГЦЦУЦУАГУЦУААУУУ3 /
Известно, что на этом участке находятся точки терминации для одного белка и инициации для следующего.
Что можно сказать о рамках считывания этих белков?
21. Эукариотический ген содержит 5 интронов.
а) что можно сказать о числе экзонов в его составе?
б) какое количество вариантов матричной РНК может образоваться в результате альтернативного сплайсинга при созревании первичного траскрипта?
Ответ: 1) Предполагается, что ген не может начинаться и заканчиваться интроном. Тогда количество экзонов в составе гена, имеющего 5 интронов, будет равным 6.
2) в результате альтернативного сплайсинга при созревании первичного траскрипта гена, содержащего 5 интронов, может образоваться 720 вариантов матричной РНК.
22. Матричная РНК имеет следующую нуклеотидную последовательность:
КЭП-5 \ НТО- АУГУГУЦЦАГУУУГААЦУУГГГЦЦГЦА-3/НТО- полиаденилированный 3/ конец.
Каким будет результат трансляции данной мРНК на рибосоме, если:
1. В 3/НТО находится особая стимулирующая последовательность, перекодирующая триплет УГА? Каков результат перекодирования триплета УГА?
2. В 3/НТО нет последовательности, перекодирующей триплет УГА?
Ответ: 1. Кодон УГА при наличии особой перекодирующей его последовательности в 3/НТО будет кодировать аминокислоту селеноцистеин. В результате образуется 1 полипептид, содержащий 9 аминокислот.
2. Кодон УГА при отсутствии особой перекодирующей последовательности, будет иметь значение в соответствии с таблицей генетического кода, то есть – выполнять функцию терминирующего кодона при трансляции.
В результате образуются 2 коротких полипептида, каждый из 4-х аминокислот
Задание EB26715
Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК который синтезируется на данном фрагменте, обозначьте 5’ и 3’ концы этого фрагмента. Какой кодон иРНК будет соответствовать антикодону этой тРНК, если она переносит к месту синтеза белка аминокислоту ГЛУ. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода:
📜Теория для решения: Генетический код. Биосинтез белка
Решение
Выписываем себе смысловую цепь:
5’-ТАТ — ЦГА — ТТЦ — ГЦЦ — ТГА- 3’.
Выписываем транскрибируемую цепь:
3’-АТА — ГЦТ — ААГ — ЦГГ — АЦТ- 5’.
Строим тРНК по транскрибируемой ДНК:
5’УАУ3’, 5’ЦГА3’, 5’УУЦ3’, 5’ГЦЦ3’, 5’УГА3’.
Теперь, пользуясь табличкой генетического кода, обнаружим последовательности иРНК, кодирующие аминокислоту «Глу».
Это последовательности 5’- ГАА — 3’ и 5’- ГАГ — 3’.
Построим комплементарные этим иРНК триплеты тРНК:
3’ЦУУ5’ и 3’ЦУЦ5’. Нам необходимо понять, какая же иРНК, переносящая аминокислоту «Глу» комплементарна антикодону тРНК. Значит, мы должны найти полученные нами кодоны тРНК в построенной ранее цепочке тРНК. Однако, мы получили триплеты ориентированные от 5’ к 3’ концу, а в построенной цепочке наоборот.
Перепишем полученные триплеты в нужной ориентации:
Третий триплет последовательности тРНК совпадает с полученным нами триплетом 3’УУЦ5’.
Значит, иРНК, которая переносит аминокислоту «Глу» в данном случае имеет последовательность 5’- ГАА — 3’
2) нуклеотидная последовательность кодона ГАА (находим по таблице генетического кода триплеты соответсвующие аминокислоте глу — ГАА; ГАГ);
3) нуклеотидная последовательность антикодона тРНК — ЦУУ, что соответствует кодону ГАА по правилу комплементарности.
Внимательно читайте условие.
Ключевое слово: «Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице.»
В данном задании просят найти тРНК (трилистник), который построен на основе ДНК, а затем уже у нее вычислить местоположение антикодона.
Ситуационные задачи по биологии. Биология клетки
4. Определите направление синтеза и нуклеотидную последовательность каждой из двух дочерних нитей, которые возникнут при репликации приведённого ниже двухцепочечного фрагмента ДНК:
Ответ: Репликация приведённого в задаче двухцепочечного фрагмента ДНК:
Осуществляется полуконсервативным способом: в новой молекуле одна из цепей старая, а вторая – вновь построенная.
5. Определите, каким числом триплетов мРНК записана информация о полипептиде, состоящем из 900 аминокислотных остатков, и каково число нуклеотидов в соответствующем участке кодирующей нити ДНК.
Ответ: 900 триплетов мРНК, 2700 нуклеотидов ДНК.
6. Считая, что средняя молекулярная масса аминокислоты около 110, а нуклеотида – около 300, определите, что тяжелее: белок или ген?
Решение: Допустим, что белок состоит из n мономеров – аминокислот. Тогда его молекулярная масса составит примерно 110 n. Каждая аминокислота кодируется тремя нуклеотидами; следовательно, цепочка ДНК содержит 3 n мономеров, а её молекулярная масса 300 х 3 n = 900 n.
Ответ: Молекулярная масса гена (900 n) примерно в 8,2 раза выше молекулярной массы (110 n) кодируемого им белка.
От матрицы к полипептиду
Ответ: Фенилаланин кодируют триплеты: УУУ и УУЦ
Метионин кодирует только триплет АУГ
Цистеин кодируют триплеты УГУ и УГЦ
Варианты кодирования:1) УУУ-АУГ-УГУ;2) УУЦ-АУГ-УГЦ;
3) УУУ-АУГ-УГЦ; 4) УУЦ-АУГ-УГУ.
8. Фрагмент молекулы ДНК имеет следующую нуклеотидную последовательность:
Определите ориентацию и нуклеотидную последовательность мРНК, синтезируемой на указанном фрагменте ДНК, и аминокислотную последовательность кодируемого ею полипептида.
Ответ: Ориентация и нуклеотидная последовательность мРНК:
5 / ГАУУЦУГАЦУЦАУУГЦАГ 3 /
2) Аминокислотная последовательность полипептида:
Аспарагиновая кислота – серин – аспарагиновая кислота – серин – лейцин – глутамин.
От аминокислот, полипептида и тРНК к матрице
9. У человека, больного цистинурией с мочой выделяются аминокислоты, которым соответствуют кодоны и-РНК:
Ответ: В условии задачи даны кодоны всех аминокислот, выделяющихся с мочой у больного цистинурией. По ним по таблице генетического кода определяются аминокислоты, находящиеся в моче у больного человека: пролин, глицин, лейцин, валин, серин, изолейцин.
У здорового человека (по условию задачи) в моче обнаруживаются: аланин, серин, глутаминовая кислота, глицин.
Исключаем их из списка аминокислот в моче больного. Остаются те аминокислоты, выделение которых характерно для цистинурии: пролин, лейцин, валин, изолейцин.
10. Фрагмент полипептидной цепи инсулина включает 8 аминокислот: фенилаланин – валин – аспарагин – глицин – гистидин – лейцин – цистеин – глицин. Определите структуру участка молекулы ДНК, кодирующего эту полипептидную цепь.
Ответ: Пользуясь таблицей генетического кода, находим кодоны мРНК для каждой аминокислоты. Выстраиваем кодоны в цепь матричной РНК:
5 / УУЦГУАААЦГГАЦАЦУУАУГЦГГА3 / по принципу комплементарности определяем вначале структуру матричной цепи ДНК, а затем, по тому же принципу, и кодирующую цепь. 3 / ААГЦАТТТГ ………..5 /
11. В рибосому последовательно поступают тРНК со следующими антикодонами:
Определите структуру участка молекулы ДНК, кодирующего синтезируемый на рибосоме полипептид.
Ответ: По заданным антикодонам транспортных РНК (ГЦА, ГГА, ЦУУ) определяем по принципу комплементарности кодоны матричной РНК, расставляя их в той же последовательности:
ЦГУ, ЦЦУ, ГАА. Затем, аналогично предыдущей задаче, определяем вначале матричную, а затем и комплементарную цепи ДНК, расставляя концы и водородные связи.
Транспортные РНК, ферменты
12. Какие аминокислоты могут транспортировать к рибосомам тРНК с анти кодонами:
АУГ, ААА, ГУЦ, ГЦУ, ЦГА, ЦУЦ, УАА, УУЦ, и какие ферменты участвуют в их активации и транспорте?
13. Полипептид содержит следующие аминокислоты: метионин, триптофан, лизин, триптофан, валин. Определить антикодоны тРНК, принимающие участие в синтезе этого белка.
14. В рибосому последовательно поступают тРНК со следующими анти кодонами: УУА, ГЦА, ГГА, ЦУУ. Определите последовательность аминокислот в синтезируемом участке полипептида.
Ответ: По заданным антикодонам тРНК (УУА, ГЦА, ГГА, ЦУУ) находим комплементарные им кодоны матричной РНК: ААУ, ЦГУ, ЦЦУ, ГАА, а затем, по таблице генетического кода – соответствующие им аминокислоты: аспарагин, аргинин, пролин, глютаминовая кислота.
15. Участок мРНК имеет триплетную структуру: АЦА УУА УАА АУГ УУУ.
Какой этап трансляции осуществляется на этом участке?
16. Покажите, как отразится на последующей трансляции добавление аденилового нуклеотида к началу данной кодирующей последовательности:
Ответ: При добавлении аденилового нуклеотида произойдёт сдвиг рамки считывания на один знак влево: ААУ ГГУ ГЦА ГАЦ УГА ГГА ЦЦА Ц
По таблице кодонов находим соответствующие аминокислоты и убеждаемся, что полипептид, образовавшийся в результате мутации, имеет совершенно другую последовательность аминокислот. При этом 5-й кодон – УГА, является терминирующим.
17. Информация, о каких триплетах может получиться при точечной мутации триплета АГА?
Ответ: Точечной мутации (изменению одного нуклеотида) подвергается триплет АГА. Рассмотрим варианты, последовательно замещая первый нуклеотид на любой из оставшихся трёх, затем – аналогично – второй и третий. Получаем соответственно три ряда вариантов:
1) ГГА, ЦГА, ТГА; 2) АЦА, ААА, АЦА; 3) АГГ, АГЦ, АГТ.
18. Участок инициации синтеза полипептида в молекуле мРНК имеет нуклеотидную последовательность ГУАУАААУГУУУЦААЦАУ.
Какие триплеты данной мРНК кодируют первые аминокислоты полипептида?
19. Искусственно синтезированы короткие полинуклеотидные цепочки с таким взаимным расположением нуклеотидов:
Каждая цепочка равновероятно (случайно) может начинаться с любой точки – любого нуклеотида. Каким будет результат трансляции всех возможных вариантов таких цепочек?
Ответ: Возможны три варианта трансляции:
а) поли УУГ транслирует полилейцин;
б) поли УГУ транслирует полицистеин;
в) поли ГУУ транслирует поливалин.
20. Участок мРНК имеет структуру 5 / АЦАУГААУГЦЦУЦУАГУЦУААУУУ3 /
Известно, что на этом участке находятся точки терминации для одного белка и инициации для следующего.
Что можно сказать о рамках считывания этих белков?
21. Эукариотический ген содержит 5 интронов.
а) что можно сказать о числе экзонов в его составе?
б) какое количество вариантов матричной РНК может образоваться в результате альтернативного сплайсинга при созревании первичного траскрипта?
Ответ: 1) Предполагается, что ген не может начинаться и заканчиваться интроном. Тогда количество экзонов в составе гена, имеющего 5 интронов, будет равным 6.
2) в результате альтернативного сплайсинга при созревании первичного траскрипта гена, содержащего 5 интронов, может образоваться 720 вариантов матричной РНК.
22. Матричная РНК имеет следующую нуклеотидную последовательность:
КЭП-5 \ НТО- АУГУГУЦЦАГУУУГААЦУУГГГЦЦГЦА-3/НТО- полиаденилированный 3/ конец.
Каким будет результат трансляции данной мРНК на рибосоме, если:
1. В 3/НТО находится особая стимулирующая последовательность, перекодирующая триплет УГА? Каков результат перекодирования триплета УГА?
2. В 3/НТО нет последовательности, перекодирующей триплет УГА?
Ответ: 1. Кодон УГА при наличии особой перекодирующей его последовательности в 3/НТО будет кодировать аминокислоту селеноцистеин. В результате образуется 1 полипептид, содержащий 9 аминокислот.
2. Кодон УГА при отсутствии особой перекодирующей последовательности, будет иметь значение в соответствии с таблицей генетического кода, то есть – выполнять функцию терминирующего кодона при трансляции.
В результате образуются 2 коротких полипептида, каждый из 4-х аминокислот
Задачи для самоконтроля
1. Эукариотический ген содержит 5 интронов. Что можно сказать о числе экзонов в его составе?
2. Нервная клетка не делится. Нужны ли ей ДНК-овые нуклеотиды? Ответ поясните.
3. Исследования показали, что 34% от общего числа нуклеотидов матричной РНК приходится на гуанин, 18%- на урацил, 28% н ааденин. Определите процентный состав азотистых оснований двухцеполчечной ДНК, слепком с которой является указанная матричная РНК.
4. Сколько содержится адениновых, тимидиновых, гуаниновых и цитозиновых нуклеотидов во фрагменте молекулы ДНК, если в нём обнаружено 950 цитозиновых нуклеотидов, составляющих 20% от общего количества нуклеотидов в этом фрагменте ДНК?
5. Фрагмент молекулы миоглобина имеет следующие аминокислоты: Валин – аланин – глутаминовая кислота – тирозин – серин – глутамин. Определите один из возможных вариантов строения фрагмента молекулы ДНК, кодирующий эту последовательность аминокислот.
6. Какой из регуляторных элементов генов эукариот является наиболее универсальным, определяющим точку начала транскрипции? Где он расположен в эукариотическом гене?
7. Произошла мутация в гене-регуляторе лактозного оперона кишечной палочки, которая привела к стабильной инактивации белка-репрессора. Определите характер возможных нарушений в результате этой мутации
8. Допустим, что в эукариотической и прокариотической клетках имеются структурные гены одинаковой длины. Одинакова ли длина полипептидов, закодированных в этих генах?
9. В результате интоксикации клетка перестала синтезировать ферменты, обусловливающие начало процессинга. Как это отразится на биосинтезе белка и жизни клетки?
10. Какой уровень регуляции экспрессии гена (претранскрипционный, транскрипционный, трансляционный, посттрансляционный) является наиболее оперативным, а какой уровень наименее оперативным и, следовательно, самым инерционным по времени?
3. Ситуационные задачи по теме «Биология развития»
Размножение организмов
1. Определите тип яйцеклетки: «Яйцеклетка содержит большое количество желтка сосредоточенного в центре клетки, активная зона цитоплазмы и ядро расположены по поверхности. Такая яйцеклетка есть у насекомых.
Ответ: Тип яйцеклетки центролецитальный
2. У девятипоясного броненосца тату всегда рождается четное количество одинаковых детенышей. Как вы считаете, что происходит у этого животного при оплодотворении?
Ответ: У этого животного происходит оплодотворение нескольких яйцеклеток и в норме на стадии тотипотентных бластомеров происходит развитие монозиготных близнецов.
Ответ: Для этих групп организмов характерно бесполое размножение путем почкования. Это решает вопрос быстрого размножения и увеличения количества особей в популяции.
4. Сперматозоиды в семенной жидкости развивают скорость, равную 5см/ч, что применительно к их размерам, примерно в 1,5 раза быстрее, чем скорость пловца-олимпийца. Объясните, какие особенности их организации обусловливают такую скорость передвижения?
Ответ: В шейке сперматозоида расположена митохондрия спирального строения, в ней вырабатывается энергия необходимая на активное передвижение, большую часть энергии сперматозоид получает в виде фруктозы, которой много в эякуляте. Жгутик, состоящий из 9 пар микротрубочек и дуплет – в центре, является органоидом активного передвижения.
5. Для яйцеклеток характерно необычное отношение объема ядра к объему цитоплазмы: у яйцеклеток оно сильно снижено, а у сперматозоидов, наоборот, ядерно-цитоплазматическое отношение очень высокое. Свяжите показатели ядерно-цитоплазменных отношений с функциональной ролью половых клеток.
Ответ: Низкие показатели ядерно-цитоплазматических отношений яйцеклеток связаны с наличием большого объема цитоплазмы, в которой располагается питательный материал для будущего зародыша, происходит накопление копий РНК. В сперматозоидах объем цитоплазмы мал. Почти вся клетка занята ядром, этот факт связан с иной функций гамет – доставка наследственного материала к яйцеклетке.
Сколько типов сперматозоидов, различающихся по аллелям данного заболевания, производит здоровый мужчина?
Ответ: здоровый мужчина производит один тип гамет, так как в его генотипе будут находиться рецессивные гены, которые при полном доминировании проявляют свое действие только в гомозиготном состоянии.
Онтогенез
7. Определите тип яйцеклетки: яйцеклетка содержит небольшое и достаточно равномерно распределенное в цитоплазме количество желтка. Такая яйцеклетка есть у морских ежей, червей, некоторых млекопитающих, ланцетника.
8. Определите тип дробления зиготы у которой первая борозда дробления проходит через анимальный и вегетативный полюсы и приводит к образованию 2-х дочерних одинаковых бластомеров. Митотическое веретено второго деления дробления закладывается под прямым углом от первого, но также ориентировано по анимально-вегетативной оси яйца. Третье деление происходит по экватору. Митотическое веретено в каждом бластомере располагается параллельно анимально-вегетативной оси. Дальше происходит чередование меридиональных и экваториальных делений, приводящих к образованию 64, 128, 256 клеток. В результате возникает зародыш, у которого бластомеры примерно одного размера располагаются рядами вдоль центральной полости.
Ответ: Полное равномерное
9. Определите тип образования третьего зародышевого листка:
1) Клетки мезодермы образуются путем серии последовательных делений двух клеток (телобластов), симметрично расположенных в полости бластоцеля в районе губ бластопора.
2) Клеточный материал будущей мезодермы первоначально входит в состав стенки первичной кишки. Позже мезодерма выделяется в качестве самостоятельной закладки, путем симметричного впячивания в полость бластоцеля с последующей отшнуровкой.
Ответ: 1) Телобластический
10. Определите по описанию тип плаценты. Назовите вид плаценты, характерный для человека.
1) Ворсинки хориона находятся в складках слизистой оболочки матки без нарушения целостности эпителия, выстилающего просвет.
2) Ворсинки хориона погружаются в соединительную ткань стенки органа, однако прямой контакт с кровеносными сосудами отсутствует.
3) Ворсинки хориона вступают в непосредственный контакт с эндотелием – клетками, ограничивающими просвет сосудов стенки матки.
4) Ворсинки хориона омываются кровью, изливающейся из сосудов в силу нарушения целостности их стенок в лакуны, которые образуются в стенке матки в области детского места.
Ответ: 1) Эпитлиохориальный
11. Для какого типа развития, наблюдающегося у животных в ювенильном периоде, характерны следующие признаки:
1) Вышедшие из яйцевых оболочек или новорожденные организмы отличаются от взрослых форм преимущественно размерами, а также недоразвитием ряда органов и пропорций тела.
2) Рождается организм, который может походить или совсем быть похожим на взрослые жизненные формы. У этих животных не только могут отсутствовать или быть недоразвитыми органы, необходимые в половозрелом состоянии, но имеются многие временные органы, функционирующие лишь в ювенильный период.
Решение задач по молекулярной биологии
Разделы: Биология
Темы «Молекулярная биология» и «Генетика» – наиболее интересные и сложные темы в курсе «Общая биология». Эти темы изучаются и в 9-х, и в 11х классах, но времени на отработку умения решать задачи в программе явно недостаточно. Однако умение решать задачи по генетике и молекулярной биологии предусмотрено Стандартом биологического образования, а также такие задачи входят в состав КИМ ЕГЭ.
Для закрепления теоретического материала по способам и приемам решения задач предлагаются задачи для самостоятельного решения, а также вопросы для самоконтроля.
Примеры решения задач
где Мmin – минимальная молекулярная масса белка,
а – атомная или молекулярная масса компонента,
в – процентное содержание компонента.
Задача № 2. Последовательность нуклеотидов в начале гена, хранящего информацию о белке инсулине, начинается так: ААА ЦАЦ ЦТГ ЦТТ ГТА ГАЦ. Напишите последовательности аминокислот, которой начинается цепь инсулина.
Решение: Задание выполняется с помощью таблицы генетического кода, в которой нуклеотиды в иРНК (в скобках – в исходной ДНК) соответствуют аминокислотным остаткам.
Задача № 3. Большая из двух цепей белка инсулина имеет (так называемая цепь В) начинается со следующих аминокислот : фенилаланин-валин-аспарагин-глутаминовая кислота-гистидин-лейцин. Напишите последовательность нуклеотидов в начале участка молекулы ДНК, хранящего информацию об этом белке.
Решение (для удобства используем табличную форму записи решения): т.к. одну аминокислоту могут кодировать несколько триплетов, точную структуру и-РНК и участка ДНКопределить невозможно, структура может варьировать. Используя принцип комплементарности и таблицу генетического кода получаем один из вариантов:
Определение последовательности азотистых оснований молекулы ДНК при кодировании белка
Задача 87.
Цепочка аминокислот участка рибонуклеазы имеет следующее строение: лизин-глутамин-треонин-аланин-аланин-аланин-лизин. Какова последовательность азотистых оснований участка гена, соответствующего этому участку белка?
Решение:
По последовательности аминокислот в полипептиде можно установить строение и-РНК, которая управляла синтезом данного полипептида. По таблице генетического кода (иРНК) находим структуру триплета для лизина (ААА), глутаминовой кислоты (ГАА), треонина (АЦУ), аланина (ГЦУ), аланина (ГЦУ), аланина (ГЦУ) и лизин (ААА). Подобрав кодирующие триплеты, составляем и-РНК для данного полипептида: ААА ГАА АЦУ ГЦУ ГЦУ ГЦУ ААА. По цепочке и-РНК можно восстановить участок цепи ДНК, с которой она снималась. Урацил вставал против аденина ДНК, гуанин – против цитозина и т.д. Следовательно, участок интересующей нас цепи ДНК будет иметь следующее строение:
участок иРНК: ААА ГАА АЦУ ГЦУ ГЦУ ГЦУ ААА
участок ДНК: ТТТ ЦТТ ТЦА ЦГА ЦГА ЦГА ТТТ
Но ДНК состоит из двух цепочек. Зная строение одной цепи, по принципу комплементарности достраиваем вторую. Целиком участок двухцепочечной ДНК, кодирующий данный полипептид, будет иметь следующее строение:
1-я цепь ДНК: ТТТ ЦТТ ТЦА ЦГА ЦГА ЦГА ТТТ
2-я цепь ДНК: ААА ГАА АГТ ГЦТ ГЦТ ГЦТ ААА.
Задача 88.
Какой последовательностью азотистых оснований молекулы ДНК кодируется участок белковой молекулы, если известно, что он имеет следующее строение: пролин- лейцин-валин-аргинин-пролин-аргинин?
Решение:
Носителем генетической информации является ДНК, которая расположена в ядре клетки у эукариот, а процесс биосинтеза белка происходит в цитоплазме на рибосомах. Поэтому для переноса информации с ДНК на рибосомы необходимо промежуточное звено. На одной из цепочек ДНК по принципу комплементарности синтезируется молекула иРНК. Этим звеном является информационная РНК (иРНК). Это происходит следующим образом: против, например, гуанина (Г) молекулы ДНК становится цитозин (Ц) молекулы РНК, против аденина (А) молекулы ДНК – урацил (У) молекулы РНК (вместо тимина РНК несет урацил), против тимина (Т) молекулы ДНК – А молекулы РНК, и против Ц молекулы ДНК – Г молекулы РНК. Таким образом, формируется цепочка иРНК. Так информация о последовательности аминокислот в белке переводится с «языка ДНК» на «язык РНК». Этот процесс получил название транскрипции.
Для решения данной задачи можно использовать таблицу генетического кода.
По таблице генетического кода (иРНК) находим структуру триплета для пролина (ЦЦУ), лейцина (УУА), валин (ГУУ), аргинина (АГА), пролина (ЦЦУ), аргинина (АГА).
Следовательно, участок интересующей нас цепи ДНК будет иметь следующее строение:
участок молекулы иРНК: УУА ГАА ГУУ АГА ЦЦУ АГА
участок молекулы ДНК: ААТ ЦТТ ЦАА ТЦТ ЦЦА ТЦТ.
Задача 89.
Определите порядок следования друг за другом аминокислот в участке молекулы белка, если он кодируется такой последовательностью азотистых оснований участка молекулы ДНК: ТГАТГЦГТТТАТГЦГЦ. Как изменится ответ, если из молекулы ДНК удалить девятое и двенадцатое азотистые основания?
Решение:
1. При синтезе белковой молекулы информация с участка цепочки молекулы ДНК должна перейти на молекулу РНК, поэтому по принципу комплементарности синтезируется молекула иРНК.
Зная последовательность азотистых оснований участка молекулы ДНК получим последовательность нуклеотидов участка иРНК:
участок молекулы ДНК: ТГА ТГЦ ГТТ ТАТ ГЦГ Ц.
участок молекулы иРНК: АЦУ АЦГ ЦАА АУА ЦГЦ Г
По таблице генетического кода (иРНК) находим порядок аминокислот в белковой молекуле, получим:
Таким образом, порядок аминокислот в участке молекулы белка будет иметь вид:
треонин-треонин-глутамин-изолейцин-аргинин.
2. Если из молекулы ДНК удалить девятое и двенадцатое азотистые основания, то получим последовательность нуклеотидов участка ДНК: ТГА ТГЦ ГТТ АГЦ ГЦ.
Тогда последовательность нуклеотидов участка иРНК будет иметь вид:
участок молекулы ДНК: ТГА ТГЦ ГТТ АГЦ ГЦ.
участок молекулы иРНК: АЦУ АЦГ ЦАА УЦГ ЦГ
По таблице генетического кода (иРНК) находим порядок аминокислот в белковой молекуле, получим:
Таким образом, порядок аминокислот в участке молекулы белка будет иметь вид:
треонин-треонин-глутамин-серин.
Задача 90.
Какая последовательность аминокислот кодируется такой последовательностью азотистых оснований участка молекулы ДНК: ЦЦТАГТГТГААЦЦАГЦ. и какой станет последовательность аминокислот, если между шестым и седьмым основаниями вставить тимин?
Решение:
1. При синтезе белковой молекулы информация с участка цепочки молекулы ДНК должна перейти на молекулу РНК, поэтому по принципу комплементарности синтезируется молекула иРНК.
Зная последовательность азотистых оснований участка молекулы ДНК получим последовательность нуклеотидов участка иРНК:
участок молекулы ДНК: ЦЦТ АГТ ГТГ ААЦ ЦАГ Ц...
участок молекулы иРНК: ГГА УЦА ЦАЦ УУГ ГУЦ Г
По таблице генетического кода (иРНК) находим порядок аминокислот в белковой молекуле, получим:
Таким образом, порядок аминокислот в участке молекулы белка будет иметь вид:
глицин-серин-гистидин-лейцин-валин.
2. Последовательность аминокислот, если между шестым и седьмым основаниями вставить тимин будет иметь вид:
Тогда последовательность азотистых оснований участка молекулы ДНК и последовательность нуклеотидов участка иРНК имеет вид:
участок молекулы ДНК: ЦЦТ АГТ ТТГ ТГА АЦЦ АГЦ.
участок молекулы иРНК: ГГА УЦА ААЦ АЦУ УГГ УЦГ
Порядок аминокислот в белковой молекуле будет иметь вид:
Таким образом, порядок аминокислот в участке молекулы белка будет иметь вид:
глицин-серин-аспарагин-треонин-триптофан-серин.