Определение последовательности аминокислот во фрагменте полипептидной цепи

 


Работа с таблицей «Генетический код»

 

Задача 161.
Какая последовательность аминокислот кодируется такой последовательностью азотистых оснований участка молекулы ДНК:
Ц Ц Т А Г Т Г Т Г А А Ц Ц А Г …, и какой станет последовательность аминокислот, если между шестым и седьмым основаниями вставить тимин?
Решение:
На основе кода участка молекулы ДНК строим иРНК, пользуясь принципом комплементарности (А - У, Г - Ц), получим (надо быть внимательными и помнить, что в иРНК отсутствует тимин, вместо него становится урацил):

 ДНК: Ц Ц Т А Г Т Г Т Г А А Ц Ц А Г
иРНК: Г Г А У Ц А Ц А Ц У У Г Г У Ц

Далее 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.

Построим последовательность триплетов в иРНК после вствки между шестым и седьмым тимина в участок ДНК, получим:

 ДНК: Ц Ц Т А Г Т Т Г Т Г А А Ц Ц А Г
иРНК: Г Г А У Ц А А Ц А Ц У У Г Г У Ц

Разбиваем полученную иРНК на триплеты (кодоны), получим:

ГГА УЦА АЦА ЦУУ ГГУ Ц

Используя таблицу «Генетический код», можно построить белковую молекулу с соответствующими аминокислотами: 

глицин - серин - треонин - лейцин - глицин.

Таким образом, последовательность аминокислот в исходном полипептиде: глицин - серин - гистидин - лейцин - валин, а в конечном полипептиде имеет вид:  

глицин - серин - треонин - лейцин - глицин.

 


Задача 162.
Укажите порядок аминокислот в белке если известно, что иРНК, по которой он строится имеет следующую последовательность нуклеотидов: А-А-А-Ц-А-А-Г-У-У-А-Ц-А-Г-А-У-У-У-Ц.
Решение:
Разобьем фрагмент иРНК на триплеты, получим:

иРНК: А-А-А-Ц-А-А-Г-У-У-А-Ц-А-Г-А-У-У-У-Ц
иРНК: ААА-ЦАА-ГУУ-АЦА-ГАУ-УУЦ

Используя таблицу «Генетический код», можно построить белковую молекулу с соответствующими аминокислотами, получим: 

лизин-глутамин-валин-треонин-аспарагиновая кислота-фенилаланин.

 


Задача 163.
Для выключения работы гена иногда используется так называемая антисмысловая малая регуляторная РНК. Спариваясь с мРНК, она не позволяет рибосомам синтезировать полипептид по этой РНК. Определите, какой олигопептид должна была синтезировать клетка, если бы в нее ввели фрагмент РНК следующего состава:
3`...УЦЦ АЦЦ УГЦ ААЦ ЦГА ЦУГ АУГ ЦУГ... 5`
Решение:
Используя таблицу «Генетический код», можно построить белковую молекулу с соответствующими аминокислотами, получим: 

серин-треонин-цистеин-аспарагин-аргинин-лейцин-метионин-лейцин.

 


Задача 164. 
Фрагмент начала гена имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь - смысловая, нижняя - транскрибируемая):
5’ -А-Т-Т-Г-Г-Г-Т-Т-Ц-Г-Ц-А-Т-Г-Ц-Г-Т-Т-Ц-Ц- 3’
3’ -Т-А-А-Ц-Ц-Ц-А-А-Г-Ц-Г-Т-А-Ц-Г-Ц-А-А-Г-Г- 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’ -Т-А-А-Ц-Ц-Ц-А-А-Г-Ц-Г-Т-А-Ц-Г-Ц-А-А-Г-Г- 5’.

На основе кода матричной цепи ДНК строим иРНК, пользуясь принципом комплементарности (А - У, Г - Ц), получим (надо быть внимательными и помнить, что в иРНК отсутствует тимин, вместо него становится урацил):

 ДНК: 3’ -Т-А-А-Ц-Ц-Ц-А-А-Г-Ц-Г-Т-А-Ц-Г-Ц-А-А-Г-Г- 5’
иРНК: 5’ -А-У-У-Г-Г-Г-У-У-Ц-Г-Ц-А-У-Г-Ц-Г-У-У-Ц-Ц- 3’

Далее разбиваем полученную иРНК на триплеты (кодоны):

5’ -АУУ-ГГГ-УУЦ-ГЦА-УГЦ-ГУУ-ЦЦ- 3’

Перевод последовательности нуклеотидов молекулы иРНК в последовательность аминокислот полипептида — трансляция. 
Используя таблицу «Генетический код», можно построить белковую молекулу с соответствующими аминокислотами: 

изолейцин - глицин - фенилаланин - аланин - цистеин - валин.

Так как с Мет. начинается информативная часть гена, то синтез полипептида начнется с аденина на иРНК или с тимина на ДНК.

 


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 1 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.