Определение последовательности аминокислот во фрагменте полипептидной цепи
Работа с таблицей «Генетический код»
Задача 161.
Какая последовательность аминокислот в полипептиде кодируется такой последовательностью азотистых оснований участка цепи ДНК (нуклеотиды указаны в направлении от 3’ к 5’ концу): ЦЦТАГТГТГААЦЦАГ. Что произойдёт, если между шестым и седьмым основаниями вставить тимин?
Решение:
1. На основе кода участка молекулы ДНК строим иРНК, пользуясь принципом комплементарности (Г - Ц, А - У, Т - А), получим (надо быть внимательными и помнить, что в иРНК отсутствует тимин, вместо него становится урацил):
мДНК: 3’-ЦЦТАГТГТГААЦЦАГ-5’
иРНК: 5-‘ГГАУЦАЦАЦУУГГУЦ-3’.
Для удобства разбиваем полученную иРНК на триплеты (кодоны):
ГГА УЦА ЦАЦ УУГ ГУЦ.
Перевод последовательности нуклеотидов молекулы иРНК в последовательность аминокислот полипептида — трансляция.
Используя таблицу «Генетический код», можно построить белковую молекулу с соответствующими аминокислотами:
глицин-серин-гистидин-лейцин-валин.
2. Построим последовательность нуклеотидов в мДНК после вставки между шестым и седьмым кодонами тимина, получим:
мДНК: 3’-ЦЦТАГТТГТГААЦЦАГ-5’.
На основе видоизмененого участка мДНК построим иРНК:
мДНК: 3’-ЦЦТАГТТГТГААЦЦАГ-5’
иРНК: 5’-ГГАУЦААЦАЦУУГГУЦ-3’.
Разбиваем полученную иРНК на триплеты (кодоны), получим:
ГГА УЦА АЦА ЦУУ ГГУ Ц.
Используя таблицу «Генетический код», можно построить белковую молекулу с соответствующими аминокислотами:
гли-сер-тре-лей-гли.
Ответ:
Схема решения задачи включает:
1) последовательность нуклеотидов в иРНК до мутации:
5-‘ГГАУЦАЦАЦУУГГУЦ-3’.;
2) последовательность нуклеотидов в иРНК после мутации:
5’-ГГАУЦААЦАЦУУГГУЦ-3’;
3) фрагмент полипептида до мутации: гли-сер-гис-лей-вал;
4) фрагмент полипептида после мутации: гли-сер-тре-лей-гли;
5) изменение последовательности нуклеотидов в кодирующем участке ДНК, приводит к синтезу иного полипептида.
Задача 162.
Укажите порядок аминокислот в белке, если известно, что иРНК, по которой он строится, имеет следующую последовательность нуклеотидов (указаны в направлении от 5’ к 3’ концу): АААЦААГУУАЦАГАУУУЦ.
Решение:
Для удобства разобьем фрагмент иРНК на триплеты, получим:
иРНК: 5’-ААА-ЦАА-ГУУ-АЦА-ГАУ-УУЦ-3’.
Используя таблицу «Генетический код», можно построить белковую молекулу с соответствующими аминокислотами, получим:
лиз-глн-вал-тре-асп-фен.
Ответ:
1) последовательность аминокислот в белке: лиз-глн-вал-тре-асп-фен.
Задача 163.
Для выключения работы гена иногда используется так называемая антисмысловая малая регуляторная рРНК. Спариваясь с матричной РНК, она не позволяет рибосомам синтезировать полипептид по этой мРНК. Определите, какой олигопептид должна была синтезировать клетка, если бы в нее ввели фрагмент рРНК следующего состава:
3’-УЦЦАЦЦУГЦААЦЦГАЦУГАУГЦУГ-5’.
Решение:
Антисмысловая малая регуляторная РНК комплементарна определенной матричной РНК.
Тогда получим последовательность мРНК: 5’-АГГУГГАЦГУУГГЦУГАЦУАЦГАЦ-3’.
Используя таблицу «Генетический код», можно построить белковую молекулу с соответствующими аминокислотами, получим:
Арг-Три-Тре-Лей-Ала-Асп-Тир-Асп.
Ответ:
1) последоватедбность олигопептида: арг-три-тре-лй-ала-асп-тир-асп.
Задача 164.
Фрагмент начала гена имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь - смысловая, нижняя - транскрибируемая):
5’-АТТГГГТТЦГЦАТГЦГТТЦЦ-3’
3’-ТААЦЦЦААГЦГТАЦГЦААГГ-5’.
Ген содержит информативную и неинформативную части для трансляции. Информативная часть гена начинается с триплета, кодирующего аминокислоту (Мет). С какого нуклеотида начинается информативная часть гена? Определите последовательность аминокислот во фрагменте полипептидной цепи. Ответ поясните. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода.
Решение:
Транскрипция — процесс синтеза молекулы иРНК, происходящий в ядре начинается с 3’ конца, поэтому матричная (транскрибируемая) цепь в нашем случае:
3’-ТААЦЦЦААГЦГТАЦГЦААГГ-5’.
На основе кода матричной цепи ДНК строим иРНК, пользуясь принципом комплементарности (А - У, Г - Ц, Т - А ), получим (надо быть внимательными и помнить, что в иРНК отсутствует тимин, вместо него становится урацил):
мДНК: 3’-ТААЦЦЦААГЦГТАЦГЦААГГ-5’.
иРНК: 5’-АУУГГГУУЦГЦАУГЦГУУЦЦ-3’.
Для удобства разбиваем полученную иРНК на триплеты (кодоны):
5’-АУУ-ГГГ-УУЦ-ГЦА-УГЦ-ГУУ-ЦЦ-3’.
Аминокислоте Мет соответствует кодон 5’-АУГ-3’ (АУГ), то синтез полипептида начнется с двенадцатого нуклеотида (А) на сДНК. Информативная часть гена начинается с двенадцатого нуклеотида (А) на сДНК.
Используя таблицу «Генетический код» построим белковую молекулу:
мет-арг-сер.
Запишем ответ, с учётом требования оформления задния № 27 при сдаче ЕГЭ по биологии, получим:
1) последовательность иРНК: 5’-АУУГГГУУЦГЦАУГЦГУУЦЦ-3’;
2) аминокислоте Мет соответствует кодон 5’-АУГ-3’ (АУГ);
3) синтез полипептида начнется с двенадцатого нуклеотида (А) на иРНК;
3) информативная часть гена начинается с двенадцатого нуклеотида (А) на сДНК;
4) последовательность аминокислот в полипептиде: мет-арг-сер.
Определение количества аминокислот, кодируемое участком фрагмента молекулы ДНК
Задача 165.
Длина фрагмента молекулы ДНК бактерии равняется 106,08 нм сколько аминокислот будет в белке кодируемом данным фрагментом днк?
Решение:
Расстояние между нуклеотидами равно 0,34 нм.
Рассчитаем число нуклеотидов на участке молекулы ДНК бактерии, получим:
N(нуклеотид) = (106,08/0,34) . 2 = 624 нуклеотида.
Так как одна аминокислота кодируется тремя нуклеотидами, то число аминокислот, кодируемом данным фрагментом ДНК бактерии равно:
N(AK) = (624/2)/3 = 104..
Ответ: 104 аминокислоты в кодируемом белке.
Количество ДНК в ядрах клеток на стадии телофазы первого деления мейоза
Задача 166.
У быка в ядре соматической клетки на стадии профазы митоза содержится 13,68 . 10-9 мг ДНК. Какое количество ДНК будет в ядрах клеток на стадии телофазы первого деления мейоза?
Решение:
В схемах деления гаплоидный набор хромосом обозначают буквой n, а набор молекул ДНК (то есть хроматид) — буквой с. Перед буквами указывают число гаплоидных наборов: 1n2с — гаплоидный набор удвоенных хромосом, 2n2с — диплоидный набор одиночных хромосом, 2n4с — диплоидный набор удвоенных хромосом.
Митоз имеет четыре подфазы: профаза, метафаза, анафаза, телофаза.
Профаза (2n4с) - двойной набор двойных хромосом) = 13,68 . 10-9 мг ДНК.
В ядре соматической клетки на стадии профазы митоза содержится двойной набор хромосом и каждая хромосома состоит из двух хроматид. Двойной набор хромосом в профазе митоза можно записать так - 2n4с.
Тогда по условию задачи - 2n4с = 13,68 . 10-9 мг ДНК.
На стадии телофазы первого деления мейоза завершается редукционноое деление. Появляется ядерная оболочка, которая окружает хромосомы. Затем возле ядер появляется перетяжка, которая делит клетку на две части. Образуются две гаплоидные клетки, хромосомный набор можно записать так: n2с.
Тогда
n2с = 2n4с/2 = 13,68 х 10-9 мг/2 = 6,84 . 10-9 мг ДНК.
