Определение общего количества нуклеотидов, входящих в состав молекулы ДНК
Задача 586.
Двухцепочечный фрагмент ДНК содержит 17 нуклеотидов с аденином и 23 нуклеотида с гуанином. Определите общее количество нуклеотидов, входящих в состав молекулы. В ответе запишите только соответствующее число.
Решение:
Согласно принципу комплементарности аденин всегда стоит в паре с тимином, значит их количество одинаково, т.е. А = Т = 17, а вместе они составляют 34. Точно также гуанин в паре с цитозином, т.е. Ц = Г = 23, а вместе они составляют 46.
Таким образом, общее количество нуклеотидов, входящих в состав молекулы, равно 80 (34 + 46 = 80).
Ответ:
80.
Задача 587.
Тиминовые нуклеотиды в ДНК составляют 18% от общего количества нуклеотидов. Определите процент остальных видов нуклеотидов, содержащихся в ДНК.
Решение:
Согласно принципу комплементарности тимин всегда стоит в паре с аденином, значит их количество одинаково, т.е. Т = А = 18%, а вместе они составляют 36%. Точно также гуанин в паре с цитозином, т.е. Ц = Г, а вместе они составляют: Ц + Г = 100% - 36% = 64%, значит
Ц = Г = 64%/2 = 32%.
Ответ:
1) процентное содержание нуклеотидов в молекуле ДНК следующее:
Т = А = 18%, Ц = Г = 32%.
Задача 588.
Адениновые нуклеотиды в молекуле ДНК составляют 15% от общего количества нуклеотидов. Определите процент остальных видов нуклеотидов, содержащихся в ДНК.
Решение:
Согласно принципу комплементарности аденин всегда стоит в паре с тимином, значит их количество одинаково, т.е. А = Т = 15%, а вместе они составляют 30%. Точно также гуанин стоит в паре с цитозином, т.е. Ц = Г, а вместе они составляют:
Ц + Г = 100% - 30% = 70%, значит Ц = Г = 50; = 70%/2 = 35%.
Ответ:
1) процентное содержание нуклеотидов в молекуле ДНК следующее:
Т = А = 15%, Ц = Г = 35%.
Задача 589.
Сколько тиминовых и адениновых нуклеотидов содержится в ДНК, если в ней обнаружено 50 цитозиновых нуклеотидов, что составляет 10% от всех нуклеотидов?
Решение:
Рассчитаем общее количество нуклеотидов, получим:
Nобщ. = (50 . 100%)/10% = 500 нуклеотидов.
Согласно принципу комплементарности цитозин всегда стоит в паре с гуанином, значит их количество одинаково, т.е. Ц = Г = 50, а вместе они составляют 100.
Рассчитаем общее количество адениниловых и тиминовых нуклеотидов в ДНК, получим:
А + Т = 400 (500 - 100 = 400).
Согласно принципу комплементарности аденин всегда стоит в паре с тимином, значит их количество одинаково, т.е.
А = Т = 200 = (400/2 = 200).
Ответ:
1) количество нуклеотидов в молекуле ДНК следующее:
А = Т = 200; Ц = Г = 50
Задача 590.
Две цепи молекулы ДНК удерживаются друг против друга водородными связями. Сколько нуклеотидов с аденином, тимином, гуанином, цитозином в молекуле ДНК, если он содержит 60 нуклеотидов, соединенных между собой двумя водородными связями и 28 тремя связями. Объясните полученные результаты.
Решение:
Согласно правилуам Чаргафа нуклеотидный состав ДНК обнаруживает определенные закономерности:
1. Количество аденина равно количеству тимина, а гуанина - цитозину:
А = Т, Ц = Г;
2. Количество пуринов равно количеству пиримидинов: А + Г = Т + Ц.
Известно, что между нуклотидами А и Т две водородные связи, а между Г и Ц три водородные связи. Если 60 нуклеотидов соединено двумя связями, значит речь идет об аденине и тимине, каждого из них будет по 30 штук (А = Т = 60/2 = 30), соответственно гуанина и цитозина, соединенных тремя связями, будет по 14 штук (Ц = Г = 28/2 = 14).
Ответ:
1) количество нуклеотидов в молекуле ДНК: А = Т = 30; Г = Ц = 14.
Задача 591.
Участок одной из двух цепей молекулы ДНК содержит 300 нуклеотидов с аденином (А), 100 нуклеотидов с тимином (Т), 150 нуклеотидов с гуанином (Г) и 200 нуклеотидов с цитозином (Ц). Какое число нуклеотидов с А, Т, Г и Ц содержится в двухцепочечной молекуле ДНК? Сколько аминокислот должен содержать белок, кодируемый этим участком молекулы ДНК?
Решение:
Если в первой цепи ДНК содержится 300 аденинов, то во втрой цепи будет содеожаться 300 тиминв; если в первой цепи содржится 100 тиминов, то во второй цепи будет содержаться 100 аденинов; если в первой цепи содржится 150 гуанинов, то во второй цепи будет содержаться 150 цитозинов; если в первой цепи содржится 200 цитозинов, то во второй цепи будет содержаться 200 гуанинов. Следовательно, нуклеотидный состав второй цепи можно записать так:
А - 100, Т - 300, Г - 200, Ц – 150.
В двух цепях ДНК содержится нуклеотидов:
А 300 + 100 = 400, значит Т = А = 400;
Ц = 200 + 150 = 350, значит Г = Ц = 350.
Таким образом, в молекуле ДНК содержится 400 аденинов, 400 тиминов, 350 цитозинов и 350 гуанинов.
Информацию о структуре белка несет одна из двух цепей ДНК, число нуклеотидов в одной цепи ДНК равно:
300 + 100 + 150 + 200 = 750.
Так как одну аминокислоту кодирует 3 нуклеотида, то в белке
должно содержаться 750/3 = 250 аминокислот.
Овет:
1) в молекуле ДНК содержится 400 аденинов, 400 тиминов, 350 цитозинов и 350 гуанинов;
2) белок, кодируемый этим участком молекулы ДНК, содержит 250 аминокислот.
Задача 592.
В молекуле ДНК 400 адениновых нуклеотидов,что составляет 20%. Определить количество гуаниновых и цитидиновых нуклеотидов, водородных связей между азотистыми основаниями, длину и молярную массу ДНК, если длина одного нуклеотида равна 0,34 нм., а молярная масса нуклеотида 345 Da.
Решение:
1. В соответствии с принципом комплементарности количество адениновых нуклеотидов равно количеству тимидиновых, т.е. А = Т = 20%. Тогда их совместное количество:
А + Т = 40%, а количество гуаниновых и цитидиновых нуклеотидов:
Г + Ц = 100% - 40% = 60%, а в отдельности Г = Ц = 60/2 = 30%.
Тогда можно записать:
А = Т = 400 . 0,20 = 80;
Ц = Г = 400 . 0,30 = 120.
2. Между А и Т две водородные связи, между Г и Ц - три водородные связи. Всего водородных связей будет:
(2 . 80) + (3 . 120) = 520.
3. Длина молекулы ДНК определяется количеством нуклеотидов в одной цепи (т.е. количеством пар нуклеотидов) умноженным на длину нуклеотида. В ДНК 400 нуклеотидов (шт.) или 200 пар, расстояние между соседними парами 0,34 нм, следовательно, длина молекулы ДНК будет:
L(ДНК) =200 . 0,34 = 68 нм.
4. Известно, что средняя молярная масса нуклеотида 345 Da (дальтон), значит, масса фрагмента молекулы днк будет:
М(ДНК) = 400 х 345 = 138000 Da.
количество гуаниновых и цитидиновых нуклеотидов, водородных связей между азотистыми основаниями, длину и массу ДНК
Ответ:
1) количество гуаниновых и цитидиновых нуклеотидов: Ц = Г = 120;
2) количество водородных связей между азотистыми основаниями в молекуле ДНК равно 520;
3) длина молекулы ДНК равна 68 нм;
4) молярная масса ДНК оавна 138000 Da.
Задача 593.
Некий участок матричной (транскрибируемой) цепи ДНК содержит 3300 нуклеотидов. В про-мРНК (про-иРНК), транскрибируемой с этого участка, есть три интрона («бессмысленных» участка) по 300 нуклеотидов каждый. Сколько нуклеотидов находится в мРНК (иРНК)? Сколько аминокислот находится в белке, кодируемом этой иРНК? Сколько необходимо тРНК для осуществления трансляции?
Решение:
Количество нуклеотидов в про-иРНК равно количеству их в транскрибируемй цепи ДНК т.е. 3300. Количество нуклеотидов в иРНК равно разности количества нуклеотидов про-иРНК и количества нуклеотидов всех трех интронов:
[3300 – (3 х 300)] = 2400.
Каждая аминокислота кодируется последовательностью из 3-х нуклеотидов (триплеты). Зная, что число нуклеотидов в экзоне кодирующей цепи иРНК равно 2400, рассчитаем число кодонов, получим:
N(код.) = 2400/3 = 800 кодонов.
Так как число кодонов в созревающей иРНК равно 800, то и полипептид будет состоять их 800 аминокислот:
N(аминокислота) = 800 кодонов = 800 аминокислот.
При трансляции каждую аминокислоту переносит одна тРНК, значит количество тРНК равно количеству аминокислот в полипептиде, в данном случае это 800.
Сколько нуклеотидов находится в мРНК (иРНК)? Сколько аминокислот находится в белке, кодируемом этой ДНК? Сколько необходимо тРНК для осуществления трансляции?
Ответ:
1) в мРНК (иРНК) находится 2400 нуклеотидов;
2) количество аминокислот в полипептиде, кодируемом иРНК равно 800;
3) количество тРНК, участвующих в трансляции, равно количеству аминокислот в полипептиде – 800.
Задача 594.
Фрагмент одной цепи молекулы ДНК состоит из нуклеотидов, расположенных в следующей последовательности (указаны нуклеотиды в направлении от 3’ к 5’ концу): АТГЦАТГ.
1. Достройте комплементарную цепочку ДНК.
2. Найдите длину данного фрагмента ДНК.
3. Найдите массу данного фрагмента ДНК.
4. Найти количество (в %) азотистых оснований в данном фрагменте ДНК.
Решение:
1) По принципу комплементарности (Г - Ц, А - Т), выставим нуклеотидную последовательность во второй цепи ДНК, получим:
сДНК: 5’-ТАЦГТАЦ-3’
мДНК: 3’-АТГЦАТГ-5’.
2) Учитывая, что линейная длина одного нуклеотида в нуклеиновой кислоте равна 0,34 нм, и, что фрагмент цепи данной ДНК состоит из 7 нуклеотидов, найдем длиину данного фрагмента ДНК:
L(ДНК) = 7 . 0,34 = 2,38 нм.
3) Учитывая, что средняя молекулярная масса одного нуклеотида равна 345 а.е.м. (Da), и, что молекула ДНК двуцепочечная, найдем молекулярную массу данного фрагмента ДНК:
М(ДНК) = (7 . 2) . 345 = 4830 Da.
4) Общее количество нуклеотидов в ДНК равно 14. В соответствии с принципом комплементарности количество адениловых нуклеотидов равно количеству тимидиновых, т.е. А = Т, количество гуаниновых нуклеотидов равно количеству цитидиновых нуклеотидов, т.е. Г = Ц. В цепи ДНК: АТГЦАТГ количество А = 2, Т = 2, Г = 2, Ц = 1. Тогда в данной цепи А + Т = 4 (2 + 2 = 4), Г + Ц = 3 (2 + 1 = 3).
Если в первой цепи в первой цепи 2 аденина, то во второй цепи будет 2 тимина (Т = А); если в первой цепи 2 тимина, то во второй цепи будет тоже 2 аденина (Т = А); если в первой цепи 1 цитозин, то во второй цепи будет тоже 1 гуанин (Ц = Г); если в первой цепи 2 гуанина, то во второй цепи будет тоже 2 цитозина (Г = Ц).
Теперь можно посчитать нуклеотиды в двух цепях молекулы ДНК: если А = 2 в первой цепи + 2 во второй цепи равно 4 (2 + 2 = 4); Т = 2 в первой цепи + 2 во второй цепи равно 4 (2 + 2 = 4); Г = 2 в первой цепи + 1 во второй цепи равно 3 (2 + 1 = 3); Ц = 1 в первой цепи + 2 во второй цепи равно 3 (2 + 1 = 3).
Тогда в обеих цепях ДНК: А = Т = 4, Г = Ц = 3.
Теперь рассчитаем в (%) содержание азотистых оснований из пропорций:
14 : 100% = 4 : х, х = (4 . 100%)/14 = 28,6%, где х = А = Т = 28,6%;
14 : 100% = 3 : у, у = (3 . 100%)/14 = 21,4%, где
у = Г = Ц = 21,4%.
Ответ:
1) последовательность нуклеотидов в смысловой цепи ДНК:
5’-ТАЦГТАЦ-5’;
2) длина данного фрагмента молекулы ДНК равна 2,38 нм;
3) молярная масса фрагмента молекулы ДНК равна 4830 Da;
4) количество в процентах азотистых оснований в данном фрагменте молекулы ДНК:
А = 28%, Т = 28,6%; Ц = 21,4%, Г = 21,4%.
