В белке до и после изменений в ДНК

Решение задач по цитологии на применение знаний в новой ситуации

Задачи на количественные соотношения при реализации наследственной информации

При решении задач данного типа необходимо помнить и обязательно указывать в пояснениях следующее:

• Каждая аминокислота доставляется к рибосомам одной тРНК, значит, количество аминокислот в белке равно количеству молекул тРНК, участвующих в биосинтезе белка;
• Каждая аминокислота кодируется тремя нуклетидами(одним триплетом или кодоном), следовательно количество кодирующих нуклеотидов всегда в три раза больше, а количество триплетов(кодонов) равно количеству аминокислот в белке;
• Каждая тРНК имеет антикодон, комплементарный кодону иРНК, поэтому количество антикодонов, а значит и в целом молекул тРНК равно количеству кодонов иРНК;
• иРНК комплиментарна одной из цепей ДНК, поэтому количество нуклеотидов иРНК равно количеству нуклеотидов ДНК. Количество триплетов, разумеется, также будет одинаковым.

Задача 1. В трансляции участвовало 75 молекул тРНК. Определите число аминокислот, входищих в состав синтезируемого белка, а также число триплетов и нуклеотидов в гене, который синтезирует данный белок.

Решение.

1. Одна молекула тРНК доставляет к рибосоме одну аминокислоту. В трансляции участвовало 75 молекул тРНК, следовательно, в состав синтезируемого белка входит 75 аминокислот.

2. Каждая аминокислота кодируется одним триплетом ДНК, поэтому участок ДНК, кодирующий данный белок, содержит 75 триплетов.

3. Каждый триплет – это три нуклеотида, следовательно, указанный участок ДНК содержит 75х3=225 нуклеотидов.

Ответ: 75 аминокислот, 75 триплетов, 225 нуклеотидов ДНК.

Задача 2. Белок состоит из 200 аминокислот. Установите, во сколько раз молекулярная масса участка гена, кодирующего данный белок, превышает молекулярную массу белка, если средняя молекулярная масса аминокислоты – 110, а нуклеотида – 300. Ответ поясните.

Решение.

1. Средняя масса аминокислоты -110, количество аминокислот – 200, следовательно, молекулярная масса белка 110х200=22000.

2. Каждая аминокислота кодируется тремя нуклеотидами, следовательно, количество нуклеотидов в указанном участке гена 200х3=600.

3. молекулярная масса участка гена составляет 600х300=180000.

4. 180000/22000=8,2, т.е. молекулярная масса участка гена в 8, 2 раза больше молекулярной массы кодируемого белка.

Ответ: в 8,2 раза.

Задачи на построение молекулы иРНК, антикодонов тРНК и определение последовательности аминокислот в белке.

При решении задач данного типа нужно помнить и указывать в пояснениях следующее:

• нуклеотиды иРНК комплементарны нуклеотидам ДНК;
• вместо тимина во всех видах РНК – урацил;
• нуклеотиды иРНК пишутся подряд, без запятых, тюк. Имеется в виду одна молекула;

антикодоны тРНК пишутся через запятую, т.к. каждый антикодон принадлежит отдельной молекуле тРНК;

• аминокислоты находим по таблице генетического кода;
• если дана таблица генетического кода для иРНК, значит используем кодоны иРНК;
• аминокислоты в белке пишутся через дефис, т.к. имеется ввиду, что они уже соединились и образовали первичную структуру белка.

Задача 3. Фрагмент цепи ДНК имеет последовательность АЦГТТГЦЦЦААТ. Определите последовательность нуклеотидов иРНК, антикодоны тРНК и последовательность аминокислот в синтезируемом белке.

Решение.

1. фрагмент цепи ДНК:Кодоны иРНК Антикодоны тРНК Белок

АЦГТТГЦЦЦААТУГЦААЦГГГУУА АЦГ, УУГ, ЦЦЦ, ААУ цис-асн-гли-лей

2. Пояснения: иРНК строим комплементарно ДНК; антикодоны тРНК комплементарны кодонам иРНК; аминокислоты находим по кодонам иРНК, используя таблицу генетического кода.

Задачи на определение аминокислотной последовательности

в белке до и после изменений в ДНК

при решении задач этого типа главное правильно убрать или, наоборот, добавить в зависимости от условий указанный нуклеотид или, возможно, целый триплет.

Задача 4. С какой последовательности аминокислот начинается белок, если он закодирован такой последовательностью нуклеотидов: ГАЦЦГАТГТАТГАГА. Каким станет начало цепочки, если под влиянием облучения четвертый нуклеотид окажется выбитым из молекулы ДНК? Как это отразится на свойствах синтезируемого белка?

Решение.

1. Исходная (нормальная) ДНК: ГАЦЦГАТГТАТГАГА

иРНК: ЦУГГЦУАЦАУАЦУЦУ

белок: лей-ала-тре-тир-сер

2. Получаем измененную последовательность нуклеотидов. Для этого считаем слева направо, находим четвертый нуклеотид и убираем его. Оставшаяся последовательность будет на один нуклеотид короче, поэтому последний триплет будет неполным. Значит, и последовательность аминокислот будет короче на одну аминокислоту.

 

Измененная (мутантная) ДНК: ГАЦГАТГТАТГАГА

иРНК: ЦУГЦУАЦАУАЦУЦУ

белок: лей-лей-гис-тре-…

3. Первичная структура белка изменилась (изменилось число аминокислот и их последовательность), что отразится на пространственной структуре молекулы, а значит, и на ее свойствах и функциях.