Определение последовательности аминокислот в полипептиде и структуру участка ДНК
Задача 10.
Часть молекулы белка имеет такую последовательность аминокислот:
аланин, тирозин, лейцин, аспарагин, серин. Какие тРНК (с какими антикодонами) участвуют в синтезе этого белка?
Решение:
По таблице генетического кода (ислользуем первые кодоны) находим структуру триплета для аланина (ГЦУ), тирозина (УАУ), лейцина (УУА), аспарагина (ААУ) и серина (УЦУ). Подобрав кодирующие триплеты, составляем иРНК для данного полипептида:
5’-ГЦУУАУУУАААУУЦУ -3’.
Для удобства решения задачи разобьем цепь иРНК на триплеты:
ГЦУ УАУ УУА ААУ УЦУ.
Кодоны иРНК будут комплементарны и антипараллельны антикодонам тРНК.
Тогда
Кодону иРНК (5’-ГЦУ-3’) соответствует антикодон тРНК 3’-ЦГА-5’ (5’-АГЦ-3’); кодону иРНК (5’-УАУ-3’) - антикодон тРНК 3’-АУА-5’ (5’-АУА-3’); кодону иРНК (5’-УУА-3’) - антикодон тРНК 3’-ААУ-5’ (5’-УАА-3’); кодону иРНК (5’-ААУ-3’) - антикодон тРНК 3’-УУА-5’ (5’-АУУ-3’); кодону иРНК (5’-УЦУ-3’) – тРНК 3’-АГА-5’ (5’-АГА-3’).
Ответ:
Схема решения задачи включает:
1) последовательность иРНК:
5’-ГЦУУАУУУАААУУЦУ -3’.;
2) антикодоны тРНК, кодирующие аминокислоты в полипептиде (указаны антикодоны в направлении от 5’ к 3’ концу): ААА,АЦА,АГГ,АЦА,ААА.
Задача 11.
Как изменится структура белка, если из участка цепи ДНК (нуклеотиды указаны в направлении от 3’ к 5’ концу): АЦАТТТАААГТЦАТА удалить второй и десятый слева нуклеотиды?
Решение:
По цепочке мДНК, используя (Г - Ц, Т - А, А - У) можно восстановить участок цепи иРНК:
мДНК: 3’-АЦАТТТАААГТЦАТА-5’
иРНК: 5’-УГУАААУУУЦАГУАУ-3’.
Для удобства решения задачи разобьём цепь иРНК на триплеты:
УГУ ААА УУУ ЦАГ УАУ.
По таблице генетического кода последовательно находим для каждого триплета соответствующую аминокислоту и строим участок искомого полипептида, получим: цис-лиз-фен-глн-тир.
По условию задачи из цепи мДНК удаляется второй и десятый нуклеотиды:
3’-ААТТТАААТЦАТА-5’
ААТ ТТА ААТ ЦАТ А.
По полученному участку цепи ДНК строим цепь иРНК:
мДНК: 3’-ААТТТАААТЦАТА-5’
иРНК: 5’-УУАААУУУАГУАУ-3’.
Разобьем полученную цкпь иРНК на триплеты: УУА ААУ УУА ГУА У.
По таблице генетического кода устанавливаем аминокислотную последовательность полипептида: лей-асн-лей-вал.
Сравнивая строение участка белка до и после изменений в ДНК, видим, что произошла замена всех аминокислот, а длина цепи сократилась на одну аминокислоту.
Ответ:
Схема решения задачи включает:
1) изначальная последовательность иРНК:
5’-УГУАААУУУЦАГУАУ-3’;
2) фрагмент начального полипептида: цис-лиз-фен-глн-тир;
3) последовательность иРНК после мутации:
5’-УУАААУУУАГУАУ-3’;
4) фрагмент полипептида после мутации в ДНК: лей-асн-лей-вал;
5) если удалить второй и десятый слева нуклеотиды в ДНК, то синтезируется новый полипептид, что приведет к нарушению физиологической функции клетки (организма).
Задача 12.
Полипептид состоит из следующих аминокислот:
лизин, валин, серин, глутаминовая кислота, тирозин. Определите структуру молекулы ДНК, кодирующей указанный полипептид.
Решение:
Дана последовательность аминокислот в полипептиде. По этим сведениям нетрудно установить строение иРНК, которая управляла синтезом данного полипептида. По таблице генетического кода (используем первые кодоны) находим структуру триплета для лизина (ААА), валина (ГУУ), серина (УЦУ), глутаминовой кислоты (ГАА) и тирозина (УАУ). Подобрав кодирующие триплеты, составляем иРНК для данного полипептида:
5’-ААА ГУУ УЦУ ГАА УАУ-3’.
По цепочке иРНК, используя принцип комплементарности (Г - Ц, Т - А, А - У) можно восстановить участок цепи мДНК, с которой она снималась:
мДНК: 3’-ТТТ ЦАА АГАЦТТАТА-5’
иРНК: 5’-ААА ГУУ УЦУ ГАА УАУ-3’
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:
сДНК: 5’-АААГТТТЦТГААТАТ-3’
мДНК: 3’-ТТТЦАААГАЦТТАТА-5’.
Ответ:
1) последовательность иРНК
5’-ААА ГУУ УЦУ ГАА УАУ-3’;
2) последовательность ДНК:
5’-АААГТТТЦТГААТАТ-3’
3’-ТТТЦАААГАЦТТАТА-5’,
нижняя цепь матричная (транскрибируемая);
5’-АТАТТЦАГАААЦТТТ-3’
3’-ТАТААГТЦТТТГААА-5’,
верхняя цепь матричная (транскрибируемая.
Задача 13.
Определите аминокислотный состав полипептида, который кодируется иРНК следующего состава (нуклеотиды указаны в направлении от 5’ к 3’ концу): ЦЦУЦЦЦЦЦАЦЦГ.
Решение:
По таблице генетического кода последовательно находим для каждого триплета соответствующую аминокислоту и строим участок искомого полипептида, получим: про-про-про-про.
Таким образом, тетрапептид состоит из четырех фрагментов аминокислоты пролин. Аминокислота пролин кодируется четырьмя триплетами, что указывает на вырожденность генетического кода.
Можно записать так:
иРНК: ЦЦУЦЦЦЦЦАЦЦГ
белок: про-про-про-про.
Ответ:
1) фрагмент полипептида: про-про-про-про.
