Решенние задач на синтез ДНК, РНК и пептидов
Определение последовательности нуклеотидов в ДНК и РНК
Задача 608.
Фрагмент матричной ДНК имест следующую последовательность нуклеотидов: Ц - Г - Т - А - А - Ц - Ц - Ц - А - Г - Г - А напишите последовательность нуклеотидов на иРНК.
Решение:
На основе кода матричной цепи ДНК строим иРНК, пользуясь принципом комплементарности (А-У, Г-Ц):
мДНК: Ц - Г - Т - А - А - Ц - Ц - Ц - А - Г - Г - А
иРНК: Г - Ц - А - У - У - Г - Г - Г - У - У - Ц - У.
Задача 609.
1. Постройте молекулу и-РНК на фрагменте одной из цепей ДНК: А-А-Г-Ц-Т-А-Г-Г-Т-Т-Т.
2. Какие антикодоны т-РНК будут комплементарны кодонам иРНК: УАУ-ГЦА-ЦГУ-АЦА
Решение:
1) По принципу комплементарности (Г = Ц, А = У) с фрагмента ДНК выстраиваются нуклеотиды иРНК (транскрибция).
Следовательно, при решении данной задачи необходимо записать:
мДНК: А-А-Г-Ц-Т-А-Г-Г-Т-Т-Т
иРНК: У-У-Ц-Г-А-У-Ц-Ц-А-А-А.
Теперь разобьем цепь и-РНК на триплеты, получим:
иРНК: УУЦ-ГАУ-ЦЦА-АА.
2) К кодонам и-РНК подбираются комплементарные антикодоны-триплеты нуклеотидов тРНК, и соединяются водородными связями (кодон=антикодон) тоже по принципу комплементарности. Следовательно, при решении данной задачи необходимо записать:
иРНК: УАУ-ГЦА-ЦГУ-АЦА
тРНК: АУА-ЦГУ-ГЦА-УГУ.
Задача 610.
Одна из цепей фрагмента ДНК имеет следущий состав: АГТЦЦАЦЦГТГ по принципу комплементарности восстановите вторую цепь ДНК и цепь иРНК.
Решение:
Кодирующая или смысловая цепь молекулы ДНК комплементарна второй (А = Т, Г = Ц). Используя правило комплементарности, в соответствии с кодом кодирующей цепи ДНК записываем нуклеотиды второй цепи:
первая цепь ДНК: А-Г-Т-Ц-Ц-А-Ц-Ц-Г-Т-Г
вторая цепь ДНК: Т-Ц-А-Г-Г-Т-Г-Г-Ц-А-Ц.
На основе кода второй (антисмысловая цепи1) цепи ДНК строим иРНК также пользуясь принципом комплементарности (А = У, Г = Ц):
мДНК: А-Г-Т-Ц-Ц-А-Ц-Ц-Г-Т-Г
иРНК: Т-Ц-А-Г-Г-У-Г-Г-Ц-А-Ц.
Следовательно, при решении данной задачи необходимо записать:
сДНК: А-Г-Т-Ц-Ц-А-Ц-Ц-Г-Т-Г
мДНК: Т-Ц-А-Г-Г-Т-Г-Г-Ц-А-Ц
иРНК: А-Г-У-Ц-Ц-А-Ц-Ц-Г-У-Г.
Определение длины и молекулярной массы ДНК
Задача 611.
В фрагменте одной цепи молекулы ДНК нуклеоиды расположены в такой последовательности:
-T-Ц-T-Ц-А-T-Ц-Т-Т-Т-Т-Т-Г-. Постройте схему двухцепочечной ДНК. Определите длину и массу этого фрагмента.
Решение:
а) Кодирующая цепь молекулы ДНК комплементарна второй (А - Т, Г - Ц). Используя правило комплементарности, в соответствии с кодом кодирующей цепи ДНК записываем нуклеотиды второй цепи:
первая цепь ДНК: -T-Ц-T-Ц-А-T-Ц-Т-Т-Т-Т-Т-Г-
вторая цепь ДНК: -А-Г-А-Г-Г-А-Г-А-А-А-А-А-Ц-.
б) Известно, что длина одного нуклеотида равна 0,34 нм. Фрагмен одной цепи молекулы ДНК состоит из 13 нуклеотидов, то длина этого фрагмента ДНК будет 4,42 нм (13 х 0,34 нм = 4,42).
в) Известно, что средняя масса нуклеотида 345 а.е.м., значит, масса фрагмента молекулы днк будет 8970 а.е.м (26 х 345 = 8970).
Задача 612.
Фрагмент молекулы ДНК содержит 220 адениловых нуклеотидов, что составляет 20% от общего количества нуклеотидов. Определить сколько в данном фрагменте гуаниловых, тимидиловых, цитидиловых нуклеотидов и его молекулярную массу.
Решение:
1. В соответствии с принципом комплементарности количество А равно количеству Т, т.е. А = Т = 20% ИЛИ 220 = 220. Тогда их совместное количество:
А + Т = 40% (20 + 20 = 49)
ИЛИ
220 220 = 440, а количество Г + Ц = 100 - 40 = 60%, а в отдельности Г = Ц = 60 : 2 = 30%. Учитывая, что А + Т = 440, рассчитаем общее число нуклеотидов в ДНК, получим:
40% : 440 = 100% : х
х = (100% . 440)/40% = 1100.
Nобщ. = 1100 нуклеотидов.
Тогда
Г + Ц = 1100 - 440 = 660.
Отсюда
Г = Ц = 660/2 = 330.
Ответ: А = Т = 220; Г = Ц = 330.
2. Известно, что средняя масса нуклеотида 345, значит, масса молекулы ДНК будет:
345 х 1100 = 379500.
Ответ: Mr(н) = 379500 а.е.м. (Da).
Задача 613.
Известно, что ядро одной соматической клетки человека содержит 8 млр. нуклеотидных пар. Рассчитайте среднюю длину молекулы ДНК в одной хромосоме человека в сантиметрах.
Решение:
Расстояние между нуклеотидными парами составляет 3,4 нм. Выразим это расстояние в сантиметрах, получим:
1 нм = 1 . 10-7 см = 3,4 1 . 10-7 см.
8 млрдов = 8 . 109.
Тогда
Общая длина молекулы ДНК в одной хромосоме = (8 . 109) . (3,4 . 10-7) = 2720 см.
Рассчитаем среднюю длину молекулы ДНК в одной хромосоме, поделив общую длину на количество хромосом, получим:
L(хромосома) = 2720/46 = 59,13 см.
Ответ: 59,13 см.
Комментарии:
1Антисмысловая цепь по сути является копией смысловой цепи ДНК. Служит матрицей для синтеза мРНК (информацию о первичной структуре белка), тРНК, рРНК, регуляторной РНК. В молекулярной биологии принято писать смысловую цепь ДНК сверху, а транскрибируемую цепь под ней.
