Репликация — это процесс самоудвоения молекулы ДНК, осуществляемый под контролем ферментов.

Пептидная связь

При взаимодействии карбоксильной группы одной аминокислоты с аминогруппой другой возникает ковалентная связь, которая называется пептидной связью. Схематично процесс образования пептидной связи можно записать так:

 

Образовавшееся соединение называется пептидом. Если пептид состоит из двух аминокислот, его называют дипептидом, из трех — трипептидом, из четырех — тетрапептидом и т. д.

Данная реакция является обратимой, обратная реакция представляет собой гидролиз пептида (расщепление путем присоединения воды). Следует отметить, что данная схема не отражает процесс биосинтеза белка на рибосомах, так как в нем участвуют не свободные аминокислоты, а их остатки, присоединенные к транспортным РНК (тРНК).

В организме встречается значительное количество коротких пептидов, выполняющих разнообразные функции, чаще всего регуляторные. Пептид, содержащий более 40–50 аминокислотных остатков, обычно называют полипептидом, или белком. Таким образом, разница между белком и пептидом заключается в том, что пептидом обычно называют низкомолекулярное соединение, а белком — высокомолекулярное. Молекулы белка могут содержать сотни и даже тысячи аминокислотных остатков: молекулярная масса белков колеблется в пределах от нескольких тысяч до сотен тысяч и даже миллионов дальтон. При наличии 20 различных аминокислот, являющихся мономерами белка, количество вариантов расположения аминокислотных остатков в одной полипептидной цепи составляет, где n — это общее количество аминокислот в цепи. Таким образом, число вариантов расположения аминокислот в белке огромно, и оно возрастает с увеличением количества аминокислот, входящих в состав определенного белка.

 

НЕЗАМЕНИМЫЕ АМИНОКИСЛОТЫ

Для большинства животных и человека незаменимыми являются 8 аминокислот: валин, изолейцин, лейцин, треонин, метионин, лизин, фенилаланин, триптофан. Эти аминокислоты не синтезируются в организме человека и должны поступать в достаточном количестве с пищей. Две аминокислоты — аргинин и гистидин — относят к условно незаменимым, они образуются в организме человека, но в небольшом количестве, и большую часть потребности в этих аминокислотах человек должен покрывать за счет пищевых источников. Особенно важно поступление достаточного количества незаменимых и условно незаменимых аминокислот для детей и подростков в период формирования и активного роста организма. Более богаты этими аминокислотами животные белки, хотя определенные сочетания растительных источников белка, таких как бобовые, орехи, семечки, могут обеспечить полноценное поступление всех аминокислот, но все же чисто растительную диету сложно сбалансировать, к тому же при этом необходим дополнительный прием витамина В, железа и некоторых других жизненно важных веществ.

 

В клетках и многоклеточных организмах помимо аминокислот, включающихся в состав белков, присутствует множество аминокислот, выполняющих другие функции. Прежде всего это не альфа-аминокислоты, то есть те, у которых между карбоксильной и аминогруппой присутствует более 1 атома С. В качестве примера можно привести гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК, GABA), которая является тормозным медиатором в центральной нервной системе.

ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) относится к нуклеиновым кислотам (наряду с РНК), которые являются полимерами, а точнее — полинуклеотидами (мономер — нуклеотид).

ДНК отвечает за хранение и передачу при делении клеток генетического кода. Именно через молекулы ДНК реализуются наследственность и изменчивость. На ДНК синтезируются все виды РНК. Далее различные типы РНК совместно обеспечивают синтез белков клетки, т. е. реализуют генетическую информацию.

В клетках эукариот подавляющее количество ДНК находится в ядре, где они образуют комплексы с особыми белками, в результате чего образуются хромосомы. В клетках прокариот существует одна большая кольцевая (или линейная) молекула ДНК (также в комплексе с белками). Кроме того в клетках эукариот своя ДНК есть в митохондриях и хлоропластах.

В случае ДНК каждый нуклеотид состоит из 1) азотистого основания, которое может быть аденином, гуанином, цитозином или тимином, 2) дезоксирибозы, 3) фосфорной кислоты.

Последовательность нуклеотидов в цепочке ДНК определяет первичную структуру молекулы. Для ДНК характерна вторичная структура молекулы в форме двойной спирали (чаще всего правозакрученной). При этом две цепи ДНК соединяются между собой водородными связями, образуемыми между комплементарными азотистыми основаниями.

Аденин комплементарен тимину, а гуанин – цитозину. Между аденином и тимином образуются две водородные связи, а между гуанином и цитозином — три. Таким образом, гуанин и цитозин соединены между собой немного прочнее (хотя водородные связи в принципе слабые). Количество связей определяется особенностями строения молекул.

Аденин и гуанин относятся к пуринам и состоят из двух колец. Тимин и цитозин относятся к пиримидиновым основаниям, состоящим из одного кольца. Таким образом между остовами (состоящими из чередующихся дезоксирибозы и фосфорной кислоты) двух цепей ДНК при любой паре нуклеотидов разных цепей всегда существует три кольца (поскольку двухкольцовый пурин всегда комплементарен только определенному однокольцовому пиримидину). Это позволяет сохранять ширину между цепями молекулы ДНК одинаковой на всем протяжении (примерно 2,3 нм).

В одном витке спирали находится примерно 10 нуклеотидов. Длина одного нуклеотида примерно 0,34 нм. Длина же молекул ДНК обычно огромна, превышает миллионы нуклеотидов. Поэтому, чтобы более компактно разместиться в ядре клетки, ДНК подвергается различной степени «сверхспирализации».

Основная функция ДНК — передача наследственной информации. При делении клетки происходит самовоспроизведение ДНК — репликация (удвоение, редупликация).

Пояснение.

Генетический код триплетен — одну аминокислоту кодируют 3 нуклеотида.

 

Поскольку три нуклеотида кодируют одну аминокислоту, то 900 нуклеотидов — кодируют 300 аминокислот (900:3=300).

 

Задание 3 № 6706

 

Белок состоит из 100 аминокислот. Определите число нуклеотидов в молекуле ДНК, кодирующих данный белок. В ответ запишите только соответствующее число.

Пояснение.

Каждую аминокислоту кодирует три нуклеотида.

 

100 аминокислот кодируются 300 нуклеотидами (100x3).

 

Ответ: 300.

 

Задание 3 № 2412

 

Сколько нуклеотидов в участке гена кодируют фрагмент белка из 25 аминокислотных остатков? В ответ запишите только соответствующее число.

Пояснение.

Каждую аминокислоту кодирует три нуклеотида.

 

25 аминокислот кодируются 75 нуклеотидами (25x3).

 

Ответ: 75.

 

В молекуле ДНК количество нуклеотидов с цитозином составляет 15% от общего числа. Какой процент нуклеотидов с аденином в этой молекуле? В ответ запишите только соответствующее число.

Пояснение.

Количества разных видов нуклеотидов (аденина, тимина, гуанина и цитозина) в составе молекулы ДНК подчиняется правилу Чаргаффа: количество аденина равно количеству тимина, а гуанина — цитозину: А=Т, Г=Ц.

 

Количество всех нуклеотидов ДНК составляет 100% (А+Т+Г+Ц=100%). Согласно правила Чаргаффа, количество цитозина равно количеству гуанина (Ц=Г=15%), а сумма количества цитозина и гуанина равна 30% (Ц+Г=30%). На аденин и тимин остается 70% (А+Т=100-(Ц+Г)=100-30=70%). А так как аденин и тимин содержатся в молекуле ДНК в равных количествах, то количество и аденина, и тимина составит по 35% (А=Т=70:2=35%).

 

Ответ: 35.

 

Задание 3 № 6708

 

В молекуле ДНК количество нуклеотидов с гуанином составляет 10% от общего числа. Сколько нуклеотидов в % с аденином в этой молекуле? В ответ запишите только соответствующее число.

Пояснение.

Количества разных видов нуклеотидов (аденина, тимина, гуанина и цитозина) в составе молекулы ДНК подчиняется правилу Чаргаффа: количество аденина равно количеству тимина, а гуанина — цитозину: А=Т, Г=Ц.

 

Количество всех нуклеотидов ДНК составляет 100% (А+Т+Г+Ц=100%). Согласно правила Чаргаффа, количество гуанина равно количеству цитозина (Г=Ц=10%), а сумма количества гуанина и цитозина равна 20% (Г+Ц=20%). На аденин и тимин остается 80% (А+Т=100-(Г+Ц)=100-20=80%). А так как аденин и тимин содержатся в молекуле ДНК в равных количествах, то количество и аденина, и тимина составит по 40% (А=Т=80:2=40%).

 

Ответ: 40.

 

Задание 3 № 6704

 

Какой процент нуклеотидов с цитозином содержит ДНК, если доля её адениновых нуклеотидов составляет 10% от общего числа. В ответ запишите только соответствующее число.

Пояснение.

Количества разных видов нуклеотидов (аденина, тимина, гуанина и цитозина) в составе молекулы ДНК подчиняется правилу Чаргаффа: количество аденина равно количеству тимина, а гуанина — цитозину: А=Т, Г=Ц.

 

Количество всех нуклеотидов ДНК составляет 100% (А+Т+Г+Ц=100%). Согласно правилу Чаргаффа, количество аденина равно количеству тимина (А=Т=10%), а сумма количества аденина и тимина равна 20% (А+Т=20%). На гуанин и цитозин остается 80% (Г+Ц=100-(А+Т)=100-20=80%). А так как гуанин и цитозин содержатся в молекуле ДНК в равных количествах, то количество и гуанина, и цитозина составит по 40% (Г=Ц=80:2=40%).

 

Ответ: 40.

 

Задание 3 № 7512

 

Какой антикодон транспортной РНК соответствует триплету ТГА в молекуле ДНК?

Пояснение.

Триплету ДНК (матричной цепи, транскрибируемой цепи) соответствует по принципу комплементарности (А на ДНК соответствует У на иРНК, Т — соответствует А, Ц — Г, Г — Ц) кодон иРНК. Кодону иРНК, в свою очередь, по принципу комплементарности соответствует антикодон тРНК (А иРНК соответствует У на тРНК, У — А, Ц — Г, Г — Ц). При этом нужно учитывать, что в молекулах РНК нет тимина (Т), тимин (Т) во всех молекулах РНК заменен на урацил (У).

 

Для решения задачи сначала по триплету ДНК по принципу комплементарности находим кодон иРНК: триплет ДНК ТГА соответствует кодону иРНК АЦУ. По найденному кодону иРНК находим комплементарный ему антикодон тРНК: кодону иРНК АЦУ соответствует антикодон тРНК УГА.

 

ПРИМЕЧАНИЕ: в заданиях данного типа рассматриваются молекулы, участвующие в синтезе белка. Под молекулой ДНК подразумевается матричная (транскрибируемая) цепь ДНК.

 

Ответ: УГА.

 

Задание 3 № 7513

 

Антикодону ААУ на транспортной РНК соответствует триплет на ДНК

Пояснение.

Триплету ДНК (матричной цепи, транскрибируемой цепи) соответствует по принципу комплементарности (А на ДНК соответствует У на иРНК, Т — соответствует А, Ц — Г, Г — Ц) кодон иРНК. Кодону иРНК, в свою очередь, по принципу комплементарности соответствует антикодон тРНК (А иРНК соответствует У на тРНК, У — А, Ц — Г, Г — Ц). При этом нужно учитывать, что в молекулах РНК нет тимина (Т), тимин (Т) во всех молекулах РНК заменен на урацил (У).

 

Сначала по антикодону тРНК по принципу комплементарности находим кодон иРНК: антикодон тРНК ААУ соответствует кодону иРНК УУА. По найденному кодону иРНК находим комплементарный ему триплет на матричной цепи ДНК: кодону иРНК УУА соответствует триплет ДНК ААТ.

 

ПРИМЕЧАНИЕ: в заданиях данного типа рассматриваются молекулы, участвующие в синтезе белка. Под молекулой ДНК подразумевается матричная (транскрибируемая) цепь ДНК.

 

Ответ: ААТ.

 

Сколько молекул ДНК содержится в трёх бивалентах, образованных тремя парами гомологичных хромосом? В ответе запишите только число.

Пояснение.

Бивалент — это пара гомологичных (двухроматидных) хромосом, соединенных в результате конъюгации. Биваленты образуются в профазе первого деления мейоза. Каждая хромосома в этот период состоит из двух молекул ДНК (двухроматидная), поэтому бивалент, состоящий из двух двухроматидных гомологичных хромосом, содержит четыре молекулы ДНК.

 

В одном биваленте содержится четыре молекулы ДНК, значит, в трёх бивалентах — 12 молекул ДНК (3 бивалента x 4 молекулы ДНК = 12 молекул ДНК).

 

Ответ: 12.

 

Задание 3 № 25255

 

В ДНК на долю нуклеотидов с аденином приходится 34%. Определите процентное содержание нуклеотидов с тимином, входящих в состав молекулы. В ответе запишите только соответствующее число.

Пояснение.

Правило Чаргаффа: количество аденина в молекуле ДНК равно количеству тимина, а гуанина — цитозину: А=Т, Г=Ц.

 

Поскольку на долю нуклеотидов с аденином в молекуле ДНК приходится 34%, то и доля нуклеотидов с тимином в этой молекуле будет составлять 34% (А=Т, согласно правила Чаргаффа).

Ответ: 34

 

Задание 3 № 28418

 

В ДНК на долю нуклеотидов с аденином приходится 28%. Определите процентное содержание нуклеотидов с тимином, входящих в состав молекулы. В ответе запишите только соответствующее число.

Пояснение.

По принципу комплементарности количество аденина равно количеству тимина

Ответ: 28.

 

 

Задание № 27

Задание 27 № 25755

 

Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь смысловая, нижняя транскрибируемая).

 

5’-ЦГААГГТГАЦААТГТ-3’

3’-ГЦТТЦЦАЦТГТТАЦА-5’

 

Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте, обозначьте 5’ и 3’ концы этого фрагмента и определите аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет с 5’ конца соответствует антикодону тРНК. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

 

Генетический код (иРНК)

 

Первое основание	Второе основание				Третье основание
	У	Ц	А	Г
У	Фен Фен Лей Лей	Сер Сер Сер Сер	Тир Тир — —	Цис Цис — Три	У Ц А Г
Ц	Лей Лей Лей Лей	Про Про Про Про	Гис Гис Глн Глн	Арг Арг Арг Арг	У Ц А Г
А	Иле Иле Иле Мет	Тре Тре Тре Тре	Асн Асн Лиз Лиз	Сер Сер Арг Арг	У Ц А Г
Г	Вал Вал Вал Вал	Ала Ала Ала Ала	Асп Асп Глу Глу	Гли Гли Гли Гли	У Ц А Г

 

Пояснение.

Схема решения задачи включает:

1. Нуклеотидная последовательность участка тРНК (верхняя цепь по условию смысловая):

 

ДНК: 3’-ГЦТ-ТЦЦ-АЦТ-ГТТ-АЦА-5’

тРНК: 5’-ЦГА-АГГ-УГА-ЦАА-УГУ-3’

 

2. Нуклеотидная последовательность антикодона УГА (по условию третий триплет) соответствует кодону на иРНК УЦА;

3. По таблице генетического кода этому кодону соответствует аминокислота -Сер, которую будет переносить данная тРНК.

 

Примечание.

1. По фрагменту молекулы ДНК, определяем нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте.

 

ДНК: 3’-ГЦТ-ТЦЦ-АЦТ-ГТТ-АЦА-5’

тРНК: 5’-ЦГА-АГГ-УГА-ЦАА-УГУ-3’

 

На ДНК с 3' конца строится тРНК с 5' — конца.

2. Определяем кодон иРНК, который будет комплементарен триплету тРНК в процессе биосинтеза белка.

Если третий триплет соответствует антикодону тРНК 5’- УГА-3’, для нахождения иРНК сначала произведем запись в обратном порядке от 3’ →к 5’получим 3’-АГУ- 5’, определяем иРНК: 5'–УЦА–3'.

3. По таблице генетического кода кодону 5'-УЦА-3' соответствует аминокислота -Сер, которую будет переносить данная тРНК.

 

Пояснение к строению ДНК в условии:

Двойная спираль ДНК. Две антипараллельные (5’- конец одной цепи располагается напротив 3’- конца другой) комплементарные цепи полинуклеотидов, соединенной водородными связями в парах А-Т и Г-Ц, образуют двухцепочечную молекулу ДНК. Молекула ДНК спирально закручена вокруг своей оси. На один виток ДНК приходится приблизительно 10 пар оснований.

 

Смысловая цепь ДНК — Последовательность нуклеотидов в цепи кодирует наследственную информацию.

 

Транскрибируемая (антисмысловая) цепь по сути является копией смысловой цепи ДНК. Служит матрицей для синтеза иРНК (информацию о первичной структуре белка), тРНК, рРНК, регуляторной РНК.

 

 

Молекулы т-РНК, несущие соответствующие антикодоны, входят в рибосому в следующем порядке: УЦГ, ЦГА, ААУ, ЦЦЦ. Определите последовательность нуклеотидов смысловой и транскрибируемой цепей ДНК, иРНК и аминокислот в молекуле синтезируемого фрагмента белка. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода. При выполнении задания учитывайте, что антикодоны тРНК антипараллельны кодонам иРНК.

 

 

Генетический код (иРНК)

 

Первое основание	Второе основание				Третье основание
	У	Ц	А	Г
У	Фен Фен Лей Лей	Сер Сер Сер Сер	Тир Тир — —	Цис Цис — Три	У Ц А Г
Ц	Лей Лей Лей Лей	Про Про Про Про	Гис Гис Глн Глн	Арг Арг Арг Арг	У Ц А Г
А	Иле Иле Иле Мет	Тре Тре Тре Тре	Асн Асн Лиз Лиз	Сер Сер Арг Арг	У Ц А Г
Г	Вал Вал Вал Вал	Ала Ала Ала Ала	Асп Асп Глу Глу	Гли Гли Гли Гли	У Ц А Г

Пояснение.

1) По принципу комплементарности на основе тРНК находим кодоны иРНК – ЦГАУЦГАУУГГГ (в ориентации 5'→3').

 

Примечание

тРНК присоединяется к иРНК антипараллельно, т.е. иРНК расположена в ориентации от 5`-конца к 3`-концу, а тРНК ориентирована наоборот, в направлении от 3`-конца к 5`-концу. Сначала записываем антикодоны в обратном направлении (3'→5'), апотомпопринципукомплементарности определяем кодон иРНК (5'→3').

 

2) Нуклеотидную последовательность транскрибируемой и смысловой цепей ДНК определяем по полученной иРНК также по принципу комплементарности:

5' − ЦГАТЦГАТТГГГ − 3'

3' − ГЦТАГЦТААЦЦЦ − 5'.

 

3) По таблице генетического кода на основе иРНК определяем последовательность аминокислот: Арг-Сер-Иле-Гли.

 

 

Задание 27 № 26789

 

Известно, что все виды РНК синтезируются на матрице ДНК. Фрагмент гена ДНК содержит следующую последовательность:

5' − ТАГЦТЦГТАЦГЦАТА − 3'

3' − АТЦГАГЦАТГЦГТАТ − 5'

Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, которая синтезируется на данном фрагменте, обозначьте 5' и 3' концы этого фрагмента и определите аминокислоту, которую будет переносить данная тРНК, если третий триплет приведённого фрагмента является антикодоном? Обоснуйте последовательность Ваших действий. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода.

 

Генетический код (иРНК)

 

Первое Основание	Второе основание				Третье Основание
	У	Ц	А	Г
У	Фен Фен Лей Лей	Сер Сер Сер Сер	Тир Тир — —	Цис Цис — Три	У Ц А Г
Ц	Лей Лей Лей Лей	Про Про Про Про	Гис Гис Глн Глн	Арг Арг Арг Арг	У Ц А Г
А	Иле Иле Иле Мет	Тре Тре Тре Тре	Асн Асн Лиз Лиз	Сер Сер Арг Арг	У Ц А Г
Г	Вал Вал Вал Вал	Ала Ала Ала Ала	Асп Асп Глу Глу	Гли Гли Гли Гли	У Ц А Г

 

Пояснение.

1. По принципу комплементарности на основе матричной цепи ДНК определяем последовательность тРНК: 5' − УАГЦУЦГУАЦГЦАУА − 3'.

2. Нуклеотидная последовательность антикодона ГУА (третий триплет) соответствует триплет иРНК: УАЦ.

Примечание

Кодон иРНК записан в ориентации от 5' конца к 3' концу. Кодон иРНК соответствует третьему триплету тРНК 5’- ГУА-3’, поэтому для нахождения иРНК сначала производим запись в обратном порядке от 3’ →к 5’иполучаем 3’-АУГ-5’, тогдаиРНКвнаправлении 5'→ 3' будетУАЦ.

3. По таблице генетического кода этому кодону иРНК соответствует аминокислота Тир, которую будет переносить данная тРНК.

 

Пояснение к строению ДНК в условии:

Двойная спираль ДНК. Две антипараллельные (5’- конец одной цепи располагается напротив 3’- конца другой) комплементарные цепи полинуклеотидов, соединенной водородными связями в парах А-Т и Г-Ц, образуют двухцепочечную молекулу ДНК.

Смысловая (кодирующая) цепь ДНК — Последовательность нуклеотидов в цепи кодирует наследственную информацию.

Транскрибируемая (антисмысловая/матричная) цепь по сути является копией смысловой цепи ДНК. Служит матрицей для синтеза иРНК (информацию о первичной структуре белка), тРНК, рРНК, регуляторной РНК.

 

Примечание.

В данном типе заданий ключевыми словами являются: «все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице».

Т. е. нам необходимо найти именно тРНК — молекулы, состоящие из 70—90 нуклеотидов, которые свернуты определенным образом и напоминают по форме клеверный лист и переносят аминокислоты в биосинтезе белка. Синтезируются они на ДНК в определенных участках, которые видны под микроскопом в виде ядрышек.

Поэтому, сначала на ДНК по принципу комплементарности определяем участок тРНК (так же как мы это делали при определении иРНК).

Затем находим тот триплет, который является центральным, именно его по принципу комплементарности переводим в иРНК и только теперь по таблице генетического кода находим аминокислоту.

 

 

Задание 27 № 26680

 

Фрагмент молекулы ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь — смысловая, нижняя — транскрибируемая):

5’ − ГТЦАЦАГЦГАТЦААТ − 3’

3’ − ЦАГТГТЦГЦТАГТТА − 5’

 

Определите последовательность аминокислот во фрагменте полипептидной цепи и обоснуйте свой ответ. Какие изменения могли произойти в результате генной мутации во фрагменте молекулы ДНК, если вторая аминокислота в полипептиде заменилась на аминокислоту Про? Какое свойство генетического кода определяет возможность существования разных фрагментов мутированной молекулы ДНК? Ответ обоснуйте. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

 

 

Генетический код (иРНК)

 

Первое Основание	Второе основание				Третье Основание
	У	Ц	А	Г
У	Фен Фен Лей Лей	Сер Сер Сер Сер	Тир Тир — —	Цис Цис — Три	У Ц А Г
Ц	Лей Лей Лей Лей	Про Про Про Про	Гис Гис Глн Глн	Арг Арг Арг Арг	У Ц А Г
А	Иле Иле Иле Мет	Тре Тре Тре Тре	Асн Асн Лиз Лиз	Сер Сер Арг Арг	У Ц А Г
Г	Вал Вал Вал Вал	Ала Ала Ала Ала	Асп Асп Глу Глу	Гли Гли Гли Гли	У Ц А Г

 

Пояснение.

1. Последовательность аминокислот в полипептиде: Вал-Тре-Ала-Иле-Асн определяется по последовательности нуклеотидов в молекуле иРНК:

5’ − ГУЦАЦАГЦГАУЦААУ − 3’.

 

2. Во фрагменте белка вторая аминокислота Тре заменилась на Про что возможно при замене второго триплета в смысловой цепи ДНК АЦА на триплет ЦЦТ, ЦЦЦ, ЦЦА или ЦЦГ (второго кодона в РНК АЦА на кодон ЦЦУ, ЦЦЦ, ЦЦА или ЦЦГ).

 

3. Свойство генетического кода — избыточность (вырожденность), так как одной аминокислоте (Про) соответствует более одного триплета (четыре триплета).

 

Примечание. Алгоритм выполнения задания.

1. Последовательность аминокислот в полипептиде определяется по последовательности нуклеотидов в молекуле иРНК:

иРНК: 5’ − ГУЦ-АЦА-ГЦГ-АУЦ-ААУ − 3’

белок: Вал-Тре-Ала-Иле-Асн

 

2. Во фрагменте белка вторая аминокислота Тре заменилась на Про что возможно при замене второго кодона в иРНК 5’-АЦА-3’ на кодон 5’-ЦЦУ-3’, 5’-ЦЦЦ-3’, 5’-ЦЦА-3’ или 5’-ЦЦГ-3’ →кодонынаходимпотаблицегенетическогокода

 

Второй триплет в смысловой цепи ДНК 5’-АЦА-3’ заменился на триплет 5’-ЦЦТ-3’, 5’-ЦЦЦ-3’, 5’-ЦЦА-3’ или 5’-ЦЦГ-3’.

 

дополнительно - НЕ ДЛЯ ОТВЕТА! - Скорее всего произошла мутация инверсия - хромосомная перестройка, при которой происходит поворот участка хромосомы на 180°:

иРНК: 5’ − ГУ Ц-А ЦА-ГЦГ -АУЦ-ААУ − 3’ →иРНК: 5’−ГУ А-Ц ЦА-ГЦГ -АУЦ-ААУ − 3’

Первая аминокислота осталась той же, т.к. кодон ГУА, так же как и ГУЦ, кодирует аминокислоту вал (определяем по таблице генетического кода).

 

3. Свойство генетического кода — избыточность (вырожденность), так как одной аминокислоте (Про) (и вал) соответствует более одного триплета (четыре триплета).

 

 

Задание 27 № 26682

 

Фрагмент молекулы ДНК имеет последовательность нуклеотидов (верхняя цепь — смысловая, нижняя — транскрибируемая):

5’ − ТАТТЦЦТАЦГГАААА − 3’

3’ − АТААГГАТГЦЦТТТТ − 5’

 

Определите последовательность аминокислот во фрагменте полипептидной цепи и обоснуйте свой ответ. Какие изменения могли произойти в результате генной мутации во фрагменте молекулы ДНК, если третья аминокислота в полипептиде заменилась на аминокислоту Цис? Какое свойство генетического кода определяет возможность существования разных фрагментов мутированной молекулы ДНК? Ответ обоснуйте. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода.

 

 

Генетический код (иРНК)

 

Первое Основание	Второе основание				Третье Основание
	У	Ц	А	Г
У	Фен Фен Лей Лей	Сер Сер Сер Сер	Тир Тир — —	Цис Цис — Три	У Ц А Г
Ц	Лей Лей Лей Лей	Про Про Про Про	Гис Гис Глн Глн	Арг Арг Арг Арг	У Ц А Г
А	Иле Иле Иле Мет	Тре Тре Тре Тре	Асн Асн Лиз Лиз	Сер Сер Арг Арг	У Ц А Г
Г	Вал Вал Вал Вал	Ала Ала Ала Ала	Асп Асп Глу Глу	Гли Гли Гли Гли	У Ц А Г

 

Пояснение.

1. Последовательность аминокислот в полипептиде: Тир-Сер-Тир-Гли-Лиз определяется по последовательности нуклеотидов в молекуле иРНК:

 

5’ − УАУУЦЦУАЦГГАААА − 3’.

 

 

2. Во фрагменте белка третья аминокислота Тир заменилась на Цис что возможно при замене третьего триплета в смысловой цепи ДНК ТАЦ на триплеты ТГТ или ТГЦ (в третьем кодоне и РНК УАЦ на кодон УГУ, или УГЦ).

3. Свойство генетического кода — избыточность (вырожденность), так как одной аминокислоте (Цис) соответствует более одного триплета (два триплета).

Примечание. Алгоритм выполнения задания.

1. По принципу комплементарности на основе транскрибируемой цепи ДНК находим иРНК:

 

ДНК:3’ − АТА-АГГ-АТГ-ЦЦТ-ТТТ − 5’

иРНК: 5’ − УАУ-УЦЦ-УАЦ-ГГА-ААА − 3’

 

 

Последовательность аминокислот в полипептиде определяется по последовательности нуклеотидов в молекуле иРНК:

 

иРНК: 5’ − УАУ-УЦЦ-УАЦ-ГГА-ААА − 3’

белок: Тир-Сер-Тир-Гли-Лиз

 

2. Во фрагменте белка третья аминокислота Тир заменилась на Цис, что возможно при замене третьего кодона в иРНК 5’-УАЦ-3’ на кодон 5’- УГУ-3’ или 5’-УГЦ-3’ →кодонынаходимпотаблицегенетическогокода

Третий триплет в смысловой цепи ДНК 5’-ТАЦ-3’ заменился на триплет 5’-ТГТ-3’ или 5’-ТГЦ-3’.

3. Свойство генетического кода — избыточность (вырожденность), так как одной аминокислоте (Цис) соответствует более одного триплета (два триплета).

 

Задание 27 № 26793

 

Генетический аппарат вируса представлен молекулой РНК. Фрагмент этой молекулы имеет нуклеотидную последовательность: 5' − АЦАГЦЦГГУУУГГГА − 3'.

Определите нуклеотидную последовательность фрагмента двухцепочечной молекулы ДНК, которая синтезируется в результате обратной транскрипции на РНК вируса. Установите последовательность нуклеотидов в иРНК и аминокислот во фрагменте белка вируса. Матрицей для синтеза иРНК, на которой идёт синтез вирусного белка, является цепь ДНК, которая комплементарна вирусной РНК. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

 

Генетический код (иРНК)

 

Первое основание	Второе основание				Третье основание
	У	Ц	А	Г
У	Фен Фен Лей Лей	Сер Сер Сер Сер	Тир Тир — —	Цис Цис — Три	У Ц А Г
Ц	Лей Лей Лей Лей	Про Про Про Про	Гис Гис Глн Глн	Арг Арг Арг Арг	У Ц А Г
А	Иле Иле Иле Мет	Тре Тре Тре Тре	Асн Асн Лиз Лиз	Сер Сер Арг Арг	У Ц А Г
Г	Вал Вал Вал Вал	Ала Ала Ала Ала	Асп Асп Глу Глу	Гли Гли Гли Гли	У Ц А Г

 

Пояснение.

1. Фрагмент двуцепочечной молекулы ДНК определяется по принципу комплементарности по вирусной РНК:

 

ДНК 1 цепь:5' − АЦА-ГЦЦ-ГГТ-ТТГ-ГГА − 3' (кодирующая/смысловая)

 

ДНК 2 цепь: 3' − ТГТ-ЦГГ-ЦЦА-ААЦ-ЦЦТ − 5'(матричная)

 

Примечание

Обратная транскрипция — процесс образования двуцепочечной ДНК на основе одноцепочечной РНК, характерный для РНК-вирусов.

 

2. Строим участок иРНК 5'-АЦА-ГЦЦ-ГГУ-УУГ-ГГА -3'по принципу комплементарности на основе второй (матричной/транскрибируемой) цепи молекулы ДНК.

 

3. На основе иРНК по таблице генетического кода определяем последовательность аминокислот во фрагменте РНК вируса: Тре-Ала-Гли-Лей-Гли.

 

 

Задание 27 № 26839

 

Молекулы тРНК, несущие соответсвуюшие антикодоны, входят в рибосому в следующем порядке: АГЦ, АЦЦ, ГУА, АУА, ЦГА. Определите последовательность нуклеотидов смыловой и транскрибируемой цепи ДНК, иРНК и аминокислот в молекуле синтезируемого фрагмента белка. Ответ поясните. При выполнении задания учитывайте, что антикодоны тРНК антипараллельны кодонам иРНК. Используйте таблицу генетического кода.

 

 

Генетический код (иРНК)

 

Первое основание	Второе основание				Третье основание
	У	Ц	А	Г
У	Фен Фен Лей Лей	Сер Сер Сер Сер	Тир Тир — —	Цис Цис — Три	У Ц А Г
Ц	Лей Лей Лей Лей	Про Про Про Про	Гис Гис Глн Глн	Арг Арг Арг Арг	У Ц А Г
А	Иле Иле Иле Мет	Тре Тре Тре Тре	Асн Асн Лиз Лиз	Сер Сер Арг Арг	У Ц А Г
Г	Вал Вал Вал Вал	Ала Ала Ала Ала	Асп Асп Глу Глу	Гли Гли Гли Гли	У Ц А Г

 

Пояснение.

1) По принципу комплементарности на основе тРНК находим кодоны иРНК – ГЦУГГУУАЦУАУУЦГ (в ориентации 5'→3').

 

Примечание

тРНК присоединяется к иРНК антипараллельно, т.е. иРНК расположена в ориентации от 5`-конца к 3`-концу, а тРНК ориентирована наоборот, в направлении от 3`-конца к 5`-концу. Сначала записываем антикодоны в обратном направлении (3'→5'), апотомпопринципукомплементарностиопределяемкодониРНК (5'→3').

 

2) Нуклеотидную последовательность транскрибируемой и смысловой цепей ДНК определяем по полученной иРНК также по принципу комплементарности:

5' − ГЦТГГТТАЦТАТТЦГ − 3'

3' − ЦГАЦЦААТГАТААГЦ − 5'.

 

3) По таблице генетического кода на основе иРНК определяем последовательность аминокислот: Ала-Гли-Тир-Тир-Сер.

 

 

Задание 27 № 11273

 

Ген содержит 1500 нуклеотидов. В одной из цепей содержится 150 нуклеотидов А, 200 нуклеотидов Т, 250 нуклеотидов Г и 150 нуклеотидов Ц. Сколько нуклеотидов каждого вида будет в цепи ДНК, кодирующей белок? Сколько аминокислот будет закодировано данным фрагментом ДНК?

Пояснение.

Содержание верного ответа и указания к оцениванию

Баллы

1) В кодирующей цепи ДНК в соответствии с правилом комплементарности нуклеотидов будет содержаться: нуклеотида Т — 150, нуклеотида А — 200, нуклеотида Ц — 250, нуклеотида Г — 150. Таким образом, всего А и Т по 350 нуклеотидов, Г и Ц по 400 нуклеотидов.   2) Белок кодируется одной из цепей ДНК.   3) Поскольку в каждой из цепей 1500/2=750 нуклеотидов, в ней 750/3=250 триплетов. Следовательно, этот участок ДНК кодирует 250 аминокислот.

Задание 27 № 11284

 

Дана цепь ДНК: ЦТААТГТААЦЦА. Определите:

А) Первичную структуру закодированного белка.

Б) Процентное содержание различных видов нуклеотидов в этом гене (в двух цепях).

В) Длину этого гена.

Г) Длину белка.

 

Генетический код (иРНК)

 

Первое основание	Второе основание				Третье основание
	У	Ц	А	Г
У	Фен Фен Лей Лей	12Следующая ⇒ Поделиться с друзьями: Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы... Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий... Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого... История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...  © cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста. Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы! 0.25 с.