Примеры решения задач на определение последовательности аминокислот а пептиде
Задача 595.
Отрезок цепи мДНК содержит следующую последовательность нуклеотидов (нуклеотиды указаны в направлении от 3’ к 5’ концу): ТТЦГТАТАГГАТ. Определите последовательность нуклеотидов на иРНК, аминокислоты, которые участвуют в биосинтезе белка и нуклеотидный состав антикодонов тРНК.
Решение:
По принципу комплементарности (Г - Ц, Т – А, А - У) с генетического кода мДНК выстраиваются нуклеотиды иРНК (транскрибция). К кодонам иРНК подбираются комплементарные антикодоны-триплеты нуклеотидов тРНК, и соединяются водородными связями (кодон-антикодон) тоже по принципу комплементарности. Каждый триплет тРНК приносит определенную аминокислоту, согласно генетическому коду. Цепь аминокислот и есть синтезируемый белок. Нужно учесть, что антикодоны тРНК, переносящие аминокислоты антипараллельны кодонам иРНК.
1. Определим последовательность нуклеотидов в иРНК:
мДНК: 5’-ТТЦГТАТАГГАТ-3’
иРНК: 3’-ААГ ЦАУ АУЦ ЦУА-5’.
Первые три нуклеотида на иРНК ААГ соответствуют по таблице генетического кода лизину (Лиз), следующие три нуклеотида ЦАУ соответствуют гистидину (Гис), триплет АУЦ - изолейцину (Иле), а триплет ЦУА – лейцину (Лей). Полипептид имеет вид:
лиз-гис-иле-лей.
Пользуясь принципом комплементарности с учетом антипараллельности антикодонов тРНК кодонам иРНК, определим антикодоны для аминокислот. Кодону иРНК (5’-AAГ-3’) соответствует антикодон тРНК 3’-УУЦ-5’ (5’-ЦУУ-3’), кодону иРНК (5’-ЦАУ-3’) - антикодон тРНК 3’-ГУА-5’ (5’-АУГ-3’), кодону иРНК (5’-АУЦ-3’) - антикодон тРНК 3’-УАГ-5’ (5’-ГАУ-3’), кодону иРНК (5’-ЦУА-3’) - антикодон тРНК 3’-ГАУ-5’ (5’-УАГ-3’).
Отсюда можем записать:
тРНК: 5’-ЦУУАУГГАУУАГ-3.
Ответ:
Схема решения задачи включает:
1) последовательность нуклеотидов на иРНК:
3’-ААГЦАУАУЦЦУА-5’;
3) фрагмент полипептида: лиз-гис-иле-лей;
2) Нуклеотидная последовательность антикодонов тРНК, кодирующие аминокислоты в полипептиде (указаны антикодоны в направлении от 5’ к 3’ концу):
ЦУУ,АУГ,ГАУ,УАГ.
Задача 596.
Фрагмент цепи иРНК имеет следующую последовательность нуклеотидов (нуклотиды указаны в направлении от 3’ к 5’ концу): УЦГУГГЦАУУАУГЦА. Определите последовательность нуклеотидов на молекуле ДНК, антикодоны соответствующих тРНК и аминокислотную последовательность соответствующего фрагмента молекулы белка.
Решение:
1. Используя принцип комплементарности, по иРНК можно восстановить последовательность нуклеотидов матричной цепи ДНК (надо быть внимательными и помнить, что в ДНК отсутствует урацил, вместо него становится тимин).
Следовательно, можем записать:
мДНК: 3’-АГЦАЦЦГТААТАЦГТ-5’
иРНК: 5’-УЦГУГГЦАУУАУГЦА-3’.
Теперь, опять же пользуясь принципом комплементарности (Г = Ц, А = Т), на полученной цепи мДНК строим вторую цепь сДНК:
сДНК: 5’-ТЦГТГГЦАТТАТГЦА-3’
мДНК: 3’-АГЦАЦЦГТААТАЦГТ-5’.
2. К кодонам иРНК подбираются комплементарные антикодоны-триплеты нуклеотидов тРНК, и соединяются водородными связями (кодон-антикодон) тоже по принципу комплементарности. Обязательно нужно учитывать, что антикодоны тРНК антипараллельны кодонам иРНК.
Следовательно (нуклотиды указаны в направлении от 5’ к 3’ концу): кодону (УЦГ) иРНК будет соответствовать антикодон тРНК (ЦГА); а кодону (УГГ) иРНК соответствовать антикодон (ЦЦА) тРНК; кодону (ЦАУ) иРНК соответствовать антикодон (АУГ) тРНК; кодону (УАУ) иРНК – антикодон (АУА) тРНК; кодону (ГЦА) иРНК – антикодон (УГЦ) тРНК.
Отсюда можем записать:
тРНК: 5’-АГЦАЦЦГУААУАЦГУ-3.
4. По иРНК (для удобства нуклеотидную цепь иРНК разобьем на триплеты), используя таблицу «Генетический код», построим белковую молекулу с соответствующими аминокислотами:
иРНК: УЦГ УГГ ЦАУ УАУ ГЦА
белок: сер-три-гис-тир-ала.
Ответ:
Схема решения задачи включает:
1) последовательность ДНК:
5’-ТЦГТГГЦАТТАТГЦА-3’
3’-АГЦАЦЦГТААТАЦГТ-5’,
нижняя цепь матричная (транскрибируемая);
ИЛИ
5’-ТГЦАТААТГЦЦАЦГА-3’
3’-АЦГТАТТАЦГГТГЦТ-5’,
верхняя цепь матричная (транскрибируемая);
2) Нуклеотидная последовательность антикодонов тРНК, кодирующие аминокислоты в полипептиде (указаны антикодоны в направлении от 5’ к 3’ концу): АГЦ,АЦЦ,ГУА,АУА,ЦГУ;
3) фрагмент полипептида: сер-три-гис-тир-ала.
Задача 597.
Полипептидная цепь состоит из аминокислот: валин, лейцин, изолейцин, фенилаланин. Определите структуру участка ДНК, кодирующего указанный полипептид.
Решение:
Эту задачу можно решить, используя таблицу «Генетический код в кодонах иРНК».
Пользуясь таблицей «Генетический код», определим последовательность нуклеотидов в иРНК, используем указанные в таблице первые кодоны для каждой аминокислоты, получим:
иРНК: 5’-ГУУУУААУУУУУ-3’.
По принципу комплементарности (Г - Ц, А – Т, У - А), используя иРНК, составляем нуклеотидную последовательность мДНК:
мДНК: 3’-ЦААААТТААААА-5’
иРНК: 5’-ГУУУУААУУУУУ-3’.
На основании нуклеотидной последовательности мДНК, используя принцип комплементарности (Г - Ц, А – Т), составляем цепочку сДНК, получим структуру участка молекулы ДНК:
сДНК: 5’-ГТТТТААТТТТТ-3’
мДНК: 3’-ЦААААТТААААА-5’.
Ответ:
Схема решения задачи включает:
1) последовательность иРНК:
5’-ГУУУУААУУУУУ-3’;
2) последовательность ДНК:
5’-ГТТТТААТТТТТ-3’
3’-ЦААААТТААААА-5’,
нижняя цепь матричная (транскрибируемая);
ИЛИ
5’-АААААТТААААЦ-3’
3’-ТТТТТААТТТТГ-5’,
верхяя цепь матричная (транскрибируемая).
Задача 598.
Участок полипептида состоит из пяти аминокислот: мет-асп-вал-лей-цис. Пользуясь таблицей «Генетический код», определите нуклеотидную последовательность иРНК и постройте участок молекулы ДНК.
Решение:
Пользуясь таблицей «Генетический код», определим последовательность нуклеотидов в иРНК, используем указанные в таблице первые кодоны для каждой аминокислоты, получим:
иРНК: 5’-АУГГАУГУУУУАУГУ-3’.
По принципу комплементарности (Г - Ц, А – Т, У - А), используя иРНК, составляем нуклеотидную последовательность мДНК:
мДНК: 3’-ТАЦЦТАЦААААТАЦА-5’
иРНК: 5’-АУГГАУГУУУУАУГУ-3’.
На основании нуклеотидной последовательности мДНК, используя принцип комплементарности (Г - Ц, А – Т), составляем цепочку сДНК, получим структуру участка молекулы ДНК:
сДНК: 5’-АТГГАТГТТТТАТГТ-3’
мДНК: 3’-ТАЦЦТАЦААААТАЦА-5’.
Ответ:
Схема решения задачи включает:
1) последовательность иРНК:
5'-АУГГАУГУУУУАУГУ-3’;
2) последовательность ДНК:
5’-АТГГАТГТТТТАТГТ-3’
3’-ТАЦЦТАЦААААТАЦА-5’,
нижняя цепь матричная (транскрибируемая);
ИЛИ
5'-АЦАТААААЦАТЦЦАТ-3'
3'-ТГТАТТТТГТАГГТА-5',
верхняя цепь матричная (транскрибируемая).
Задача 599.
1) Какая транспортная РНК соответствует последовательности ДНК (нуклеотиды указаны в направлении от 3’ к 5’ концу):
ААГТГЦТТАЦЦГАГЦЦГА?
2) Какую аминокислотную последовательность полипептида кодирует ДНК (нуклеотиды указаны в направлении от 3’ к 5’ концу):
ЦТГЦЦГЦТТАГТЦТТАГГ?
Решение:
1. По принципу комплементарности (Г - Ц, Т – А, А - У) с генетического кода ДНК выстраиваются нуклеотиды иРНК и тРНК (транскрибция).
К кодонам иРНК подбираются комплементарные антикодоны-триплеты нуклеотидов тРНК, и соединяются водородными связями (кодон-антикодон) тоже по принципу комплементарности.
1. Находим последовательность тРНК:
мДНК: 3’-ААГТГЦТТАЦЦГАГЦЦГА-5’
тРНК: 5’-УУЦАЦГААУГГЦУЦГГЦУ-3’.
2. На основе кода цепи мДНК строим иРНК, пользуясь принципом комплементарности:
мДНК: 3’-ЦТГЦЦГЦТТАГТЦТТАГГ-5;
иРНК: 5’-ГАЦГГЦГААУЦАГААУЦЦ-3’.
Для удобства решения задачи разобьем цепь иРНК на триплеты, получим:
ГАЦ ГГЦ ГАА УЦА ГАА УЦЦ.
Используя таблицу «Генетический код», можно построить белковую молекулу с соответствующими аминокислотами:
асп-гли-глу-сер-глу-сер.
Ответ:
Схема решения задачи включает:
1) нуклотидная последовательность тРНК:
5’-УУЦАЦГААУГГЦУЦГГЦУ-3’
ИЛИ
3’-УЦГГЦУЦГГУААГЦАЦУУ-5’;
2) фрагмент полипептида имеет вид:
асп-гли-глу-сер-глу-сер.
Задача 600.
Фрагмент молекулы ДНК состоит из нуклеотидов, расположенных в следующей последовательности (нуклеотиды указаны в направлении от 3’ к 5’ концу): ЦЦТАГГЦЦЦАТГ. Определите состав и последовательность аминокислот в полипептидной цепи, закодированной в этом участке гена.
Решение:
1) По принципу комплементарности (Г - Ц, А - У, Т - А) с фрагмента мДНК выстраиваются нуклеотиды иРНК (транскрибция).
Следовательно, при решении данной задачи необходимо записать:
мДНК: 3’-ЦЦТАГГЦЦЦАТГ-5’
иРНК: 5’-ГГАУЦЦГГГУАЦ-3’.
Для удобства решения задачи разобьем цепь иРНК на триплеты, получим:
ГГА УЦЦ ГГГ УАЦ.
2) Используя таблицу "Генетический код" определим состав и последовательность аминокислот в полипептидной цепи, закодированной в этом участке гена, получим:
гли-сер-гли-тир.
Ответ:
1) состав и последовательность аминокислот в полипептидной цепи:
гли-сер-гли-тир.
