Задача 578.
Одна цепь участка ДНК, выделенной из E. сoli, имеет следующую последовательность оснований:
Матричные процессы: репликация, транскрипция, трансляция
Задача 578.
Одна цепь участка ДНК, выделенной из E. сoli, имеет следующую последовательность оснований:
5’ - ГТАГЦЦТАЦЦЦАТАГ - 3’. С этой ДНК транскрибируется иРНК. Какова будет последовательность иРНК?
Решение:
По принципу комплементарности мы знаем, что напротив А всегда стоит Т (в ДНК) или У (в РНК), напротив Ц всегда стоит Г.
Построим цепочку иРНК, комплементарную данной цепи ДНК, получим:
мДНК: 5’ - ГТАГЦЦТАЦЦЦАТАГ - 3’
иРНК: 3’ - ЦАУЦГГАУГГГУАУЦ - 5’.
Цепь иРНК комплементарна и антипараллельна транскрибируемой ДНК.
Важно знать, что трансляция идёт с 5' конца на 3' конец, то есть рибосома читает иРНК с 5' конца, т.е. последовательности в цепях нуклеотидов иРНК записываются в направлении от 5’- конца к 3’- концу, значит иРНК будет иметь следующую последовательность:
5’ - ЦУАУГГГУАГГЦУАЦ - 3’.
Ответ: 5’ - ЦУАУГГГУАГГЦУАЦ - 3’.
Задача 679.
Фрагмент синтезированной цепи иРНК имеет последовательность нуклеотидов:
5’ –GCG CGA ААU AUG GGC ACC - 3’.
Определите последовательность нуклеотидов структурного гена в кодирующей и некодирующей цепях.
Решение:
Одна полинуклеотидная цепь в составе ДНК называется смысловой, с неё не считывается информация, т.е. она не транскрибируемая, а другая цепь ДНК — матричная — является матрицей (образцом), на основании которого и синтезируется РНК (или иРНК, или тРНК, или рРНК), т.е. именно с матричной цепи ДНК считывается информация, и она является транскрибируемой.
Пользуясь принципом комплементарности азотистых оснований, напишем последовательность нуклеотидов матричной цепи ДНК, получим:
мДНК: 3’ –ССС GCT TTA TAC CCG TGG - 5’
иРНК: 5’ –GCG CGA ААU AUG GGC ACC - 3’.
Нуклеотидную последовательность смысловой цепи ДНК записываем пользуясь принципом комплементарности азотистых оснований, получим:
смысловая цепь ДНК: 5’ –GGG CGA AAT ATG GGC ACC - 3’
матричная цепь ДНК: 3’ –ССС GCT TTA TAC CCG TGG - 5’
В общем виде можноо записать так:
сДНК: 5’ –GGG CGA AAT ATG GGC ACC - 3’
мДНК: 3’ –ССС GCT TTA TAC CCG TGG - 5’
иРНК: 5’ –GCG CGA ААU AUG GGC ACC - 3’.
Задача 580.
Фрагмент цепи ДНК имеет последовательность нуклеотидов:
5’ – ААТGCGCGAATGGGCACC - 3’.
Определите последовательность считанной с него рРНК, если первый триплет структурного гена GCG.
Решение:
Пользуясь принципом комплементарности азотистых оснований, напишем последовательность нуклеотидов матричной цепи ДНК (если первый триплет структурного гена GCG), получим:
мДНК: 5’ – GCGCGAATGGGCACC - 3’
рРНК: 3’ - CGCGCTUACCCGUGG - 5’.
Зная, что синтезированная цепь pРНК антипараллельна матричной цепи ДНК, а последовательности в цепях нуклеотидов записываются в направлении от 5’- конца к 3’- концу, то рРНК будет иметь следующую последовательность:
рРНК: 5’- GGU GCC CAU TCG CGC - 3’.
Задача 581.
Участок гена имеет следующее строение ТТА ААТ ТЦГ ЦЦГ ГГЦ АГЦ постройте иРНК комплиментарную данному участку и укажите строение соответствующего участка белка.
Решение:
На основе кода матричной цепи ДНК строим иРНК, пользуясь принципом комплементарности (Т = А, А = У, Г = Ц), получим:
мДНК: ТТА ААТ ТЦГ ЦЦГ ГГЦ АГЦ
иРНК: ААУ УУА АГЦ ГГЦ ЦЦГ УЦГ.
Пользуясь генетическим кодом (таблица генетического кода), определяем последовательность аминокислот, получим:
аспарагин - пролин - серин - глицин - пролин - серин.
Задача 582.
Участок гена, кодирующего белок, состоит из последовательно расположенных нуклеотидов:
–А–А–Ц–Г–А–Ц–Т–Ц–А–Ц–Т–А–Т–А–Ц–Ц–А–А–Ц–Г–А–А–. Определите состав и последовательность аминокислот в полипептидной цепи, закодированной в этом участке гена. (Используя принцип комплементарности, и таблицу генетического кода).
Решение:
На основе кода матричной цепи ДНК строим иРНК, пользуясь принципом комплементарности (А = У, Г = Ц), получим:
мДНК: –А–А–Ц–Г–А–Ц–Т–Ц–А–Ц–Т–А–Т–А–Ц–Ц–А–А–Ц–Г–А–А–
иРНК: –У–У–Г–Ц–У–Г–А–Г–У–Г–А–У–А–У–Г–Г–У– У–Ц–Ц–У–У–.
Для удобства разобьем иРНК на триплеты, получим:
УУГ ЦУГ АГУ ГАУ АУГ ГУУ ЦЦУ У.
Пользуясь генетическим кодом (таблица генетического кода), определяем последовательность аминокислот, получим:
Цис - Лей - Сер - Мет - Вал - Про.
Задача 583.
Участок одной из цепи ДНК имеет следующее строение: ТГА ТГЦ АГА АГЦ. ТТА ААЦ. Определите последовательность нуклеотидов во второй цепи. Определите состав белка закодированного этой молекулой ДНК.
Решение:
1. По принципу комплементарности (Г = Ц, А = Т) в первой цепи ДНК следующего вида:
ТГА ТГЦ АГА АГЦ. ТТА ААЦ выставим нуклеотидную последовательность во второй цепи ДНК, получим:
первая цепь ДНК: ТГА ТГЦ АГА АГЦ
вторая цепь ДНК: АЦТ АЦГ ТЦТ ТЦГ.
2. На основе кода второй цепи ДНК1 строим иРНК также пользуясь принципом комплементарности (А = У, Г = Ц):
вторая цепь ДНК: АЦТ АЦГ ТЦТ ТЦГ.
иРНК: УГА УГЦ АГА АГЦ
3. Пользуясь генетическим кодом (таблица генетического кода), определяем последовательность аминокислот.
Так как триплет УГА2 является стоп-кодоном, то последовательность аминокислот в полипептиде будет такова:
цистеин - аргинин - серин.
Задача 584.
1) Написать правую цепь ДНК, если левой цепи ДНК соответствует иРНК: У-Г-А-Ц-А-Г-Г-У-Г-Ц-У-А.
2) Закончите схему строения участка молекулы ДНК и постройте схему участка молекулы иРНК, соответствующего 1 цепи:
2-я цепь ДНК: ЦЦА-АТЦ-АГЦ-ГТА-ГТГ-ЦАГ
Решение:
1. Для удобства решения задачи разобьем цепь иРНК на триплеты, получим: УГА ЦАГ ГУГ ЦУА.
По принципу комплементарности (Г = Ц, А = У) с фрагмента иРНК выстраиваются нуклеотиды мДНК. С учетом того, что напротив урацила иРНК становится аденин на ДНК, получим:
иРНК: УГА ЦАГ ГУГ ЦУА
мДНК: АЦТ ГТЦ ЦАЦ ГАТ.
По принципу комплементарности (Г = Ц, А = Т) матричной цепи (левая цепь) ДНК следующего вида АЦТ ГТЦ ЦАЦ ГАТ выставим нуклеотдную последовательность в стабилизирующей цепи (правая цепь) ДНК, получим:
правая цепь ДНК: ТГА ЦАГ ГТГ ЦТА
левая цепь ДНК: АЦТ ГТЦ ЦАЦ ГАТ.
2. По принципу комплементарности (Г = Ц, А = Т), 2-я цепи ДНК имеет вид - ЦЦА-АТЦ-АГЦ-ГТА-ГТГ-ЦАГ, выставим нуклеотдную последовательность в 1-й цепи ДНК, получим:
1-я цепь ДНК: ЦЦА-АТЦ-АГЦ-ГТА-ГТГ-ЦАГ
2-я цепь ДНК: ГГТ-ТЦГ-ТЦГ-ЦАТ-ЦАЦ-ГТЦ.
1-я цепь ДНК по условию задачи является матричной, поэтому на ней строим иРНК по принципу комплементарности:
1-я цепь ДНК: ЦЦА-АТЦ-АГЦ-ГТА-ГТГ-ЦАГ
иРНК: ГГУ-УАГ-УЦГ-ЦАУ-ЦАЦ-ГУЦ.
Задача 585.
Установлено, что комплиментарные цепи нуклеиновых кислот (ДНК иРНК) антипараллельны. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок иРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов, верхняя цепь матричная (транскрибируемая):
ЦГЦГЦТАТТГЦГГТАЦАТТАГ
ГЦГЦГАТААЦГЦЦАТГТААТЦ.
Определите последовательность аминокислот начала полипептида (белка). Для решения задачи используйте таблицу генетического кода.
Решение:
На основе кода матричной цепи ДНК строим иРНК, пользуясь принципом комплементарности (Т = А, А = У, Г = Ц), получим:
мДНК: ЦГЦГЦТАТТГЦГГТАЦАТТАГ
иРНК: ГЦГЦГАУААЦГЦЦАУГУААУЦ.
Для удобства разобьем иРНК на триплеты, получим:
иРНК: ГЦГ ЦГА УАА2 ЦГЦ ЦАУ ГУА АУЦ.
Пользуясь генетическим кодом (таблица генетического кода), определяем последовательность аминокислот, получим:
Ала - Арг (получен дипептид); Арг - Гис - Вал - Иле (получен тетрапептид).
Таким образом, данный участок ДНК кодирует два полипептида (дипептид и тетрапептид).
Комментарии:
1В молекулярной биологии принято писать смысловую цепь ДНК сверху, а транскрибируемую цепь под ней.
2Три кодона определяют сигнал прекращения синтеза полипептидной цепи (терминация трансляции): УАА, УАГ и УГА. Это означает, что в том месте информационной РНК (мРНК), где находится любой из этих кодонов, синтез полипептидной цепи белка прекращается. Кодоны, указывающие на терминацию синтеза полипептидной цепи, называют стоп-кодонами.
