Правила решения задач по молекулярной биологии на реализацию генетического кода
Задача 119.
Участок молекулы ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов:
Г-Т-Г-Т-А-Т-Г-Г-А-А-Г-Т.
Определите последовательность нуклеотидов на и-РНК, антикодоны соответствующих т-РНК и последовательность аминокислот в фрагменте молекулы белка, используя таблицу генетического кода.
Решение:
По
Следовательно, при решении данной задачи необходимо записать:
ДНК: Г-Т-Г-Т-А-Т-Г-Г-А-А-Г-Т
иРНК: Ц-А-Ц-А-У-А-Ц-Ц-У-У-Ц-А
тРНК: ГУГ, УАУ, ГГА, АГУ
Зная последовательность нуклеотидов в иРНК разобъём её на триплеты, получим:
ЦАЦ-АУА-ЦЦУ-УЦА, и затем по таблице «
Участок полипептидной цепи будет состоять из следующей последовательности аминокислот:
гистидин - изолейцин - пролин - серин.
Задача 120.
Участок молекулы ДНК:
АЦЦ-АТА-ГТЦ-ЦАА-ГГА.
Определите последовательность аминокислот в полипептиде.
Решение:
По
ДНК: АЦЦ-АТА-ГТЦ-ЦАА-ГГА
иРНК: УГГ-УАУ-ЦАГ-ГУУ-ЦЦУ
На основе триплетов иРНК и используя таблицу «
триптофан - тирозин - глицин - валин - пролин.
Задача 121.
В биосинтезе полипептида участвуют молекулы тРНК с антикодонами УАЦ, УУУ, ГЦЦ, ЦАА в данной последовательности. Определите соответствующую последовательность нуклеотидов на иРНК, ДНК и последовательность аминокислот во фрагменте молекулы белка, используя таблицу генетического кода.
Решение:
Пользуясь
ГЦЦ кодон ЦГГ, антикодону ЦАА кодон ГУУ). Таким образом, получаем иРНК: АУГ-ААА-ЦГГ-ГУУ. Используя
последовательность нуклеотидов одной цепи ДНК: ТАЦ-ТТТ-ГЦЦ-ЦАА (надо помнить, что в ДНК отсутствует урацил, вместо него становится тимин).
Следовательно, необходимо записать:
тРНК: УАЦ, УУУ, ГЦЦ, ЦАА
иРНК: АУГ- ААА -ЦГГ- ГУУ
ДНК: ТАЦ -ТТТ -ГЦЦ -ЦАА
Зная последовательность кодонов в иРНК: АУГ-ААА-ЦГГ-ГУУ по таблице «Генетический код» определим кодируемый белок, получим:
метионин - изолейцин - аргинин - валин.
Задача 122.
В молекуле ДНК обнаружено 880 гyаниловых нуклеотидов, которые составляют 22% от общего количества нуклеотидов этой ДНК. Определите: а) сколько содержится других нуклеотидов (по отдельности) в этой молекуле ДНК; б) какова длина ДНК.
Решение:
Длина нуклеотида = 0,34 нм.
Согласно
Тогда на долю остальных нуклеотидов приходится 100% - 44% = 56%. Поскольку аденин всегда находится в паре с тимином, то А = Т = 56%, а на каждого из них приходится 56 : 2 = 28%.
Зная процентное содержание гуаниловых нуклеотидов рассчитаем общее число нуклеотидов, получим:
Nобщ. = (80 . 100)/22 = 4000.
а) Рассчитаем количество нуклеотидов по отдельности
Г = Ц по 880 каждого;
А = Т = 28%.
Отсюда
А = Т = (28 . 4000)/100 = 1120, по 1120 каждого.
б) Рассчёт длины молекулы ДНК
Поскольку молекула ДНК двухцепочечная, то чтобы узнать, сколько нуклеотидов в одной цепи, надо 4000 : 2 = 2000 пар нуклеотидов. Зная длину нуклеотида в
цепи, можно вычислить длину ДНК : 2000 х 0,34 нм = 680 нм.
Задача 123.
Вирус коровьей оспы содержит двухцепочную ДНК. После внедрения в клетку-хозяина при участии собственной транскриптазы происходит синтез как вирусной РНК, так и репликация вирусной ДНК. Составьте схему репликации ДНК, транскрипции и трансляции белков капсулы следующих участков вирусной ДНК:
ГГТ ТЦА АЦЦ ТАЦ ГТА ЦЦА ЦАЦ.
Решение:
1. Репликация ДНК
Правая цепь молекулы ДНК комплементарна левой (А - Т, Г - Ц). Используя
записываем нуклеотиды второй цепи, получим: ЦЦА АГТ ТГГ АТГ ЦАТ ГГТ ГТГ.
Следовательно, необходимо записать:
ДНК: 5' ГГТ ТЦА АЦЦ ТАЦ ГТА ЦЦА ЦАЦ 3'
ДНК: 3' ЦЦА АГТ ТГГ АТГ ЦАТ ГГТ ГТГ 5'
2. Транскрипция иРНК
При участии собственной транскриптазы происходит синтез вирусной иРНК по
ДНК: ГГТТЦААЦЦ ТАЦ ГТАЦЦА ЦАЦ
иРНК: ЦЦА АГУ УГГ АУГ ЦАУ ГГУ ГУГ
3. Трансляции белков вирусной капсулы
Зная последовательность триплетов в иРНК и используя таблицу «Генетический код», можно построить белковую молекулу с соответствующими аминокислотами:
пролин - серин - триптофан - метионин - гистидин - глицин - валин.
Задача 124.
В биосинтезе фрагмента молекулы белка последовательно участвовали тРНК с антикодонами ЦЦА, УЦУ, ГЦА, ААУ. Определите состав фрагментов молекул ДНК, иРНК, синтезируемого белка. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.
Решение:
Пользуясь
ГЦА комплементарен кодон ЦГУ, антикодону ААУ комплементарен
Следовательно, необходимо записать:
тРНК: ЦЦА, УЦУ, ГЦА, ААУ
иРНК: ГГУ АГА ЦГУ УУА
ДНК: ЦЦА ТЦТ ГЦА ААТ
Зная последовательность кодонов в иРНК: ГГУ АГА ЦГУ УУА по таблице «
глицин - аргинин - аргинин - лейцин.
Задача 125.
Ген содержит 1200 нуклеотидов. В одной из цепей содержится 130 нуклеотидов А, 150 нуклеотидов Т, 210 нуклеотидов Г и 110 нуклеотидов Ц. Сколько нуклеотидов каждого вида будет в фрагменте ДНК, кодирующей белок? Сколько аминокислот будет закодировано данным фрагментом ДНК?
Решение:
Согласно
А = 130 + 150 = 280, значит Т = А = 280; Ц = 210 + 110 = 320, значит Г = Ц = 320. Общее число нуклеотидов будет 1200 (А + Т + Ц + Г = 280 + 280 + 320 + 320 = 1200).
Информацию о структуре белка несет одна из двух цепей, число нуклеотидов в одной цепи ДНК равно 600 (1200/2 = 600), поскольку одну аминокислоту кодирует 3 нуклеотида, поэтому в белке должно содержаться 600 : 3 = 200 аминокислот.
Ответ: 200 аминокислот.
Задача 126.
В одной молекуле ДНК нуклеотиды с аденином (А) составляют 31% от общего числа нуклеотидов. Определите количество (в %) нуклеотидов с тимином (Т), гуанином (Г), цитозином (Ц) в молекуле ДНК и объясните полученные результаты.
Решение:
Согласно
Тогда на долю остальных нуклеотидов приходится 100% - 62% = 38%. Поскольку гуанин всегда находится в паре с цитозином, то Г = Ц = 38%, а на каждого из них приходится
38 : 2 = 19%.
Ответ: Т = А = 31%; Г = Ц = 19%.
Задача 127.
Полипептидная цепь состоит из остатков аминокислот: валин-лейцин-гистидин-серин-изолейцин. Какова последовательность нуклеотидов на участке днк, кодирующем синтез этого полипептида? Какова длина данного участка днк?
Решение:
Длина нуклеотида = 0,34 нм.
Воспользуемся
такой: ГУУ-ЦУУ-ЦАЦ-АГЦ-АУУ. По
Так как общее число нуклеотидов участка ДНК равно 15, то, зная длину одного нуклеотида определим длину участка ДНК, получим:
L(ДНК) = 15 . 0,34 = 5,1 нм.
Ответ: ДНК: ЦАА-ГАА-ГТГ-ТЦГ-ТАА; L(ДНК) = 5б1 нм.