Определение процентного содержания нуклеотидов в молекулах ДНК и иРНК

Задача 82. 
В молекуле ДНК 20% гуаниновых нуклеотидов. Определите процентное содержание Г, Ц, Т, А и длину молекулы ДНК, если в ней всего 400 нуклеотидов.
Решение:
В соответствии с принципом комплементарности количество Г равно количеству Ц, т.е. (Г = Ц) = 20%. Тогда их совместное количество: (Г + Ц) = 40%, а количество (А + Т) = 100 - 40 = 60%, а в отдельности (А = Т) = 60/2 = 30%. Длина молекулы ДНК определяется количеством нуклеотидов в одной цепи (т.е. количеством пар нуклеотидов в одной цепи) умноженным на длину нуклеотида. В ДНК 400 нуклеотидов (шт.) или 200 пар, расстояние между соседними парами 0,34 нм, следовательно, длина молекулы ДНК будет: 200 х 0,34 = 68 нм.

Ответ: 
1) процентное содержание нуклеотидов в ДНК следующее: 
Г = 20%, Ц = 20%, А = 30%, Т = 30%; 
2) длина молекулы ДНК, состоящей из 400 нуклеотидов равна 68 нм (400/2 х 0,34 = 68).
 

Задача 83. 
Две комплементарные цепи в молекуле ДНК соединяются водородными связями. Определите число нуклеотидов с аденином, тимином, гуанином и цитозином в ДНК, 20 нуклеотидов которой, соединяются между собой двумя водородными связями, а 40 нуклеотидов – тремя водородными связями.
Решение:
Известно, что нуклеотиды А и Т соединяются двумя водородными связями, а Г и Ц - тремя водородными связями. Если 20 нуклеотидов соединено двумя водородными связями, значит, речь идет об аденине и тимине, каждого из них будет по 10 штук (А = Т = 20/2 = 10), соответственно, гуанина и цитозина, соединенных тремя водородными связями, будет по 20 штук (40/2 = 20).

Ответ: 
1) в молекуле ДНК состав и число нуклеотидов будет следующее: адениновых - 10, тиминовых - 10, гуаниновых - 20, цитозиновых - 20.
 

Задача 84. 
В молекуле ДНК содержится 50 нуклеотидов с тимином. Определите, сколько нуклеотидов с аденином содержат дочерние молекулы ДНК, образующиеся в процессе редупликации, объясните полученные результаты.
Решение:
По принципу комплементарности нуклеотид Т всегда образует пару с А. Значит, напротив Т стоит А, количество Т = количеству А (Т = А). Так как при редупликации образуются две молекулы ДНК, идентичные материнской, значит, в них будет такое же количество соответствующих нуклеотидов, т.е. по 50.

Ответ: 
1) в каждой дочерней молекуле ДНК будет по 50 нуклеотидов с аденином и по 50 с тимином.
 

Задача 85.
Определите процентное содержание нуклеотидов с аденином, тимином, гуанином и цитозином участка молекулы ДНК, в которой 80 нуклеотидов соединяются между собой двумя водородными связями и 40 нуклеотидов - тремя водородными связями. Объясните полученные результаты.
Решение:
Известно, что между А и Т две водородные связи, а между Г и Ц - три водородные связи. Если 80 нуклеотидов соединено двумя связями, значит речь идет об аденине и тимине, каждого из них будет по 40 штук (А = Т = 80/2 = 40), соответственно гуанина и цитозина, соединенных тремя связями, будет по 20 штук (Ц = Г = 40/2 = 20).
Общее число нуклеотидов составляет 120 (80 + 40 = 120). Процентное содержание аденина и тимина равно, соответственно: А = Т = 33,3% [(40 .  100%)/120 = 33,3%]. Тогда их совместное количество: А + Т = 66,6% (А + Т = 33,3% + 33,3% = 66,6%), а количество Ц + Г = 100%- 66,6%  = 33,4%, а в отдельности Г = Ц = 33,4/2 = 16,7%.

Ответ: 
1) процентное содержание нуклеотидов в ДНК: 
Г = 33,3%, Ц = 33,3%, А = 16,7%, Т = 16,7%.
 

Задача 86.
Молекулярная масса молекулы ДНК составляет 86400 Da (дальтон), а 18000 Da из них приходится на гуаниновые нуклеотиды. Определить содержание каждого вида нуклеотида в молекуле ДНК и длину этой молекулы ДНК.
Решение:
Средняя молярная масса нуклеотида равна 345 Da;
длина одного нуклеотида равна 0,34 нм.
Учитывая, что средняя молярная масса одного нуклеотида составляет 345 Da, рассчитаем общее количество нуклеотидов в молекуле ДНК и количество гуаниновых нуклеотидов, получим:

общее количество всех нуклеотидов - 288 (86400/300 = 288);
количество гуаниновых нуклеотидов - 61 (18300/300 = 61).

В соответствии с принципом комплементарности количество Г равно количеству Ц, т.е. Г = Ц = 61. Тогда их совместное количество: Г + Ц = 61 + 61 =122, количество А + Т = 288 - 122 = 166, а в отдельности А = Т = 166/2 = 83.
Таким образом, А = Т = 83 шт; Г = Ц = 61 шт.
Учитывая, что длина одного нуклеотида равна 0,34 нм и одна молекула ДНК состоит из двух цепочек, рассчитаем длину молекулы ДНК, получим:

L(ДНК) = (288/2) . 0,34 = 48,96 нм.

Ответ: 
1) содержание каждого вида нуклеотида в молекуле ДНК с молярной массой 86400 Da следующее:
А = Т = 83, Ц = Г = 61;
2) длина молекулы ДНК с молярной массой 86400 Da равна 48,96 нм.