| 1. | |
| 2. | |
| 3. | |
| 4. | |
| 5. | |
| 6. | |
| 7. |
ТАБЛИЦА ГЕНЕТИЧЕСКОГО КОДА
Нуклеотиды: У – уридиловый, Ц – цитидиловый, Т – тимидиловый, А – адениловый, Г – гуаниловый.
Мет – триплет, кодирующий данную аминокислоту, означает и начало трансляции – синтеза полипептидной цепи.
«Стоп» – условное название кодона, определяющего окончание трансляции (синтеза полипептидной цепи).
| Фен – амиинокислота фенилаланин; Про – аминокислота пролин; Лей – лейцин; Тир – тирозин; Иле – изолейцин; Цис – цистеин; Мет – метионин; Гис– гистидин; Вал – валин; Apr – аргинин; | Сер – серин; Тре – треонин; Аси – аспарагин; Ала – аланин; Асп – аспарагиновая кислота; Лиз –лизин; Гли – аминокислота глицин; Глу – глутаминовая кислота; Три – триптофан; Глн – аминокислота глутамин. |
ПОЛЬЗОВАТЬСЯ ТАБЛИЦЕЙ НУЖНО СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ:
1) первый нуклеотид триплета берётся из левого вертикального ряда;
2) второй – из верхнего;
3) третий – из правого вертикального;
4) там, где пересекутся линии, идущие от всех трех нуклеотидов, содержится нужная аминокислота.
При решении задач, связанных с определением качественного состава нуклеиновых кислот по аминокислотной последовательности, из третьего столбца таблицы берутся верхние нуклеотиды.
Предположим, нужно выяснить, какая аминокислота кодируется кодоном УАЦ в зрелой и-РНК. Слева по вертикали берем У, сверху – А, справа по вертикали – Ц. Линии пересечения на «Тир», т.е. тирозин. В ДНК эта аминокислота закодирована триплетом АТГ (нуклеотиды ДНК записаны в скобках).
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
ЗАДАЧА 1
В фрагменте одной цепи молекулы ДНК нуклеотиды расположены в такой последовательности: 5' ТТГ – АГЦ – АДГ – ГТА – ААТ – ЦГА 3'.
1. Постройте схему двухцепочечной ДНК.
2. Какова длина в нанометрах этого фрагмента?
3. Какова масса двухцепочечного фрагмента?
РЕШЕНИЕ
1. Используя принцип комплементарности, запишем схему двухцепочечной ДНК:
А=Т
Ц=Г
| 5' | ТТГ | АГЦ | АДГ | ГТА | ААТ | ЦГА | 3' |
| 3' | ААЦ | ТЦГ | ТГЦ | ЦАТ | ТТА | ГЦТ | 5' |
2. Каждый нуклеотид занимает 0,34 нанометра. Длина двухцепочечного фрагмента равна длине одной цепи. В фрагменте 18 пар нуклеотидов, отсюда длина фрагмента ДНК равна:
0,34 × 18 = 6,12 (нм).
3. Каждый нуклеотид имеет молекулярную массу 345 (300) а.е.м., отсюда масса фрагмента ДНК:
345 × 36 = 12420 (а.е.м.).
ЗАДАЧА 2
Биохимический анализ показал, что в состав и-РНК входит 22 % адениловых нуклеотидов, 12 % уридиловых и 26 % гуаниловых. Определите нуклеотидный состав ДНК, с которой была транскрибирована данная и-РНК.
РЕШЕНИЕ
1. Процент цитидиловых нуклеотидов в и-РНК составляет:
100 % - (22 % + 12 % +26 %) = 40 %.
2. Молекула ДНК состоит из двух цепей, следовательно, на одну цепь приходится 50 %, т.е. в 2 раза меньше нуклеотидов. Определим состав кодирующей цепи ДНК:
и-РНК цепь ДНК
12 % У А = 12 %: 2 = 6 %
22 % А Т = 22 %: 2 = 11 %
40 % Ц Г = 40 %: 2 = 20 %
26 % Г Ц = 26 %: 2 = 13 %
Вторая цепь ДНК имеет, согласно принципу комплементарности:
А = 11 %, Т = 6 %, Г = 13 %, Ц = 20 %.
3. Следовательно, в целом в молекуле ДНК процентное содержание нуклеотидов следующее:
А = 6 %+11 %= 17 %
Т = 11 % + 6 % = 17 %
Г = 20 % + 13 % = 33 %
Ц = 13 % + 20 % = 33 %
ЗАДАЧА 3
Структурный ген (фрагмент молекулы ДНК) содержит 384 цитидиловых нуклеотида, что составляет 20 % от их общего количества. В экзонных участках этого гена закодирован белок, состоящий из 120 аминокислотных остатков.
1. Определите нуклеотидный состав гена.
2. Чему равна молекулярная масса интронных участков гена?
3. Насколько зрелая и-РНК короче про-и-РНК?
РЕШЕНИЕ
1. Определим общее число нуклеотидов в фрагменте ДНК. Так как на цитидиловые нуклеотиды приходится 20 % от общего количества, то общее количество нуклеотидов составит
384 × 100 %: 20 % = 1920 (нуклеотидов).
Число гуаниловых нуклеотидов равно числу цитидиловых, а адениловых и тимидиловых содержится по
(1920 — 384 × 2): 2 = 576 (нуклеотидов).
2. Найдем количество нуклеотидов в экзонных участках гена:
120 × 3 × 2 = 720 (нуклеотидов).
Тогда в интронных участках гена будет
1920 - 720 = 1200 (нуклеотидов).
Их молекулярная масса составляет 345 × 1200 = 414000 (а.е.м.).
3. Длина молекулы про-и-РНК равна длине структурного гена:
0,34 × 960 = 326,4 (нанометра).
Зрелая и-РНК состоит лишь из информативной части, её длина равна
0,34 × 360 = 122,4 (нанометра).
Разница в длине про-и-РНК и зрелой и-РНК составляет 326,4—122,4 = 204 (нанометра).
ЗАДАЧА 4
Определите молекулярную массу и длину гена, если в нем закодирован полипептид, молекулярная масса которого равна 28000 а.е.м. Что имеет большую массу – белок или кодирующий его ген?
РЕШЕНИЕ
1. Белок состоит из 28000:100 = 280 аминокислот.
2. Этот белок кодируется одной из цепей гена, которая содержит
280 × 3 = 840 нуклеотидов.
3. Молекулярная масса гена (состоит из двух цепей ДНК) равна
345 × 840 × 2 = 579600 (а.е.м.)
4. Длина гена равна длине одной из его цепей:
0,34 × 840 = 285,6 (нм).
5. Сравним массу гена и массу полипептида:
579600: 28000 = 20,7
т.е. масса гена примерно в 21 раз больше.
