Определение общего количества нуклеотидов, входящих в состав молекулы ДНК
Задача 586.
Двуцепочечный 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. Г = Ц = 23, а вместе они составляют 46.
Таким образом, общее количество нуклеотидов, входящих в состав молекулы, равно 80 шт.
(34 + 45 = 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. Г = Ц, а вместе они составляют
Ц + Г = 100% - 36% = 64%.
Тогда
Г = Ц = 64%/2 = 32%.
Ответ: Г = Ц = 32%.
Задача 588.
Адениновые нуклеотиды в 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 в паре с цитозином, т.е. Г = Ц, а вместе они составляют:
Ц + Г = 100% - 30% = 70%.
Тогда
Г = Ц = 70%/2 = 35%.
Ответ: Т = 15%, Г = Ц = 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: Ц = Г = 50; А = Т = 200.
Задача 590.
Две цепи молекулы ДНК удерживаются друг против друга водородными связями. Сколько нуклеотидов с аденином, тимином, гуацином, 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, Г = Ц;
2.Количество пуринов равно количеству пиримидинов:
А + Г = Т + Ц.
Известно, что между 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 (Г = Ц = 28 : 2 = 14).
Ответ: 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:
Согласно принципу комплементарности во второй цепи ДНК содержится нуклеотидов:
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.
Информацию о структуре белка несет одна из двух цепей, число нуклеотидов в одной цепи ДНК:
300 + 100 + 150 + 200 = 750,
поскольку одну аминокислоту кодирует 3 нуклеотида, поэтому в белке
должно содержаться 750 : 3 = 250 аминокислот.
Овет: 250 аминокислот.
Задача 592.
В молекуле ДНК 400 адениловых нуклеотидов,что составляет 20%. Определить количество гуаниловых и цитидиловых нуклеотидов, водородных связей между азотистыми основаниями, длину и массу ДНК, если длина одного нуклеотида равна 0,34 нм., а молярная масса нуклеотида 345.
Решение:
а) В соответствии с принципом комплементарности количество адениловых нуклеотидов равно количеству тимидиновых, т.е. А = Т = 20%. Тогда их совместное количество:
А + Т = 40%, а
количество гуаниловых и цитидиловых нуклеотидов:
Г + Ц = 100% - 40% = 60%, а
в отдельности Г = Ц = 60:2 = 30%.
Тогда
А = Т = 400 . 0,20 = 80;
Г = Ц = 400 . 0,30 = 120.
б) Между А и Т две водородные связи, между Г и Ц - три водородные связи. Всего водородных связей будет:
(2 . 80) + (3 . 120) = 520.
в) 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:
200 . 0,34 = 68 нм.
г) Известно, что средняя масса нуклеотида 345, значит, масса фрагмента молекулы днк будет:
400 х 345 = 138000.
Ответ: Г = Ц = 120; 520 водородных связей между двумя цепями ДНК; 68 нм длина молекулы ДНК; 138000 масса ДНК.
Задача 593.
Некий участок цепочки 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 необходимо тРНК для осуществления трансляции? Сколько аминокислот находится в белке, кодируемом этой ДНК?
Решение:
Нуклеотидов в иРНК:
[3300 - 3(300)]/2 = 1200.
Необходимо тРНК:
1200/3 = 400.
Ответ: количество аминокислот в белке: 1200/3 = 400.
Задача 594.
Фрагмент молекулы ДНК состоит из нуклеотидов, расположенных в следующей последовательности: А–Т–Г–Ц-А-Т-Г.
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:
1-я цепь ДНК: А–Т–Г–Ц-А-Т-Г
2-я цепь ДНК: Т-А-Ц-Г-Т-А-Ц.
2) Учитывая, что линейная длина одного нуклеотида в нуклеиновой кислоте равна 0,34 нм, и, что фрагмент цепи данной ДНК состоит 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) Найдем количество в (%) азотистых оснований в данном фрагменте ДНК:
1. Общее количество нуклеотидов в ДНК равно 14;
2. В соответствии с принципом комплементарности количество адениловых нуклеотидов равно количеству тимидиновых, т.е. А = Т, количество гуаниловых равно количеству цитидиловых нуклеотидов, т.е. Г = Ц. В цепи ДНК: А–Т–Г–Ц-А-Т-Г 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).
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: А = Т = 28,6%; Г = Ц = 21,4%.
