Решение заданий по молекулярной биологии и популяционной генетике

Задание1

Решение задачи по молекулярной биологии:

1. Определение последовательности тРНК:

Поскольку нижняя цепь ДНК является матричной, то синтез тРНК будет происходить на ней.

При синтезе тРНК происходит замена тимина (Т) на урацил (U).

Синтез начинается с 5' конца, поэтому последовательность тРНК будет комплементарна и антипараллельна матричной цепи ДНК.

Следовательно, последовательность участка тРНК:

5' – ГААУУЦЦУГУЦЦГААУУЦ – 3'

2. Поиск палиндрома и определение вторичной структуры:

Палиндром – это последовательность, которая читается одинаково в обоих направлениях. В данном участке тРНК палиндромом является последовательность: 5'-ЦЦУГУЦЦ-3'

Благодаря комплементарному взаимодействию нуклеотидов внутри палиндрома, образуется "шпилька" во вторичной структуре тРНК.

Вторичная структура центральной петли тРНК:

Г Ц - G

А - U У

А - U Ц

У - А Ц

Г - Ц

Г - Ц

5'-ЦЦУГУЦЦГААУУЦ-3'

||||||

3'-ГГАЦАГГЦ-5'

3. Определение антикодона и аминокислоты:

Антикодон – это триплет нуклеотидов в тРНК, который комплементарно связывается с кодоном в иРНК.

По условию, антикодон равноудален от концов палиндрома. Палиндром состоит из 7 нуклеотидов.

Вторичная структура центральной петли тРНК: 5'-ЦЦУГУЦЦГААУУЦ-3'

Тогда антикодон в центральной петле: 5'-УЦЦ-3'.

Поскольку антикодон комплементарен кодону иРНК, то кодон иРНК будет: 5'-АГГ-3'

4. Определение аминокислоты:

Используя таблицу генетического кода, находим аминокислоту, соответствующую кодону 5'-АГГ-3'.

Кодону АГГ соответствует аминокислота аргинин (Arg).

Ответ:

Нуклеотидная последовательность участка тРНК: 5' – ГААУУЦЦУГУЦЦГААУУЦ – 3'

Палиндром: 5'-ЦЦУГУЦЦ-3'. Вторичная структура центральной петли тРНК представлена выше.

Аминокислота, которую будет переносить тРНК: аргинин (Arg).

Задание2

Решение задачи по популяционной генетике:

1. Обозначения:

A – аллель черных глаз (доминантный)

A – аллель желтых глаз (рецессивный)

AA – генотип черноглазых тетроберов

Aa – генотип желтоглазых тетроберов

Aa – генотип перламутровых тетроберов

1. Исходная популяция:

Общая численность: 1000 тетроберов

Желтоглазые (aa): 60 особей

Перламутровые (Aa) и черноглазые (AA): 1000 – 60 = 940 особей

1. Расчет частот аллелей в исходной популяции:

Частота генотипа aa (q^2): 60 / 1000 = 0.06

Частота аллеля a (q): √0.06 = 0.2449

Частота аллеля A (p): 1 – q = 1 – 0.2449 = 0.7551

1. Расчет частот генотипов в исходной популяции (согласно закону Харди-Вайнберга):

Частота генотипа AA (p^2): (0.7551)^2 = 0.5702

Частота генотипа Aa (2pq): 2 * 0.7551 * 0.2449 = 0.3698

Частота генотипа aa (q^2): 0.06 (как дано в условии)

1. Количество особей с каждым генотипом в исходной популяции:

AA: 0.5702 * 1000 = 570.2 ≈ 570 особей

Aa: 0.3698 * 1000 = 369.8 ≈ 370 особей

Aa: 60 (как дано в условии)

1. Изменение популяции после гибели черноглазых:

Погибло 30% черноглазых: 570 * 0.3 = 171 особь

Осталось черноглазых: 570 – 171 = 399 особей

Общая численность популяции после гибели: 1000 – 171 = 829 особей

1. Новая популяция:

AA: 399 особей

Aa: 370 особей

Aa: 60 особей

Общая численность: 829 особей

1. Расчет частот аллелей в новой популяции:

Сначала найдем количество аллелей A и a в новой популяции:

Количество аллелей A: (399 * 2) + 370 = 798 + 370 = 1168

Количество аллелей a: (60 * 2) + 370 = 120 + 370 = 490

Общее количество аллелей: 829 * 2 = 1658

Теперь рассчитаем частоты аллелей:

Частота аллеля A (p): 1168 / 1658 = 0.7044

Частота аллеля a (q): 490 / 1658 = 0.2956

1. Расчет частот генотипов в новой популяции (согласно закону Харди-Вайнберга):

Частота генотипа AA (p^2): (0.7044)^2 = 0.4962

Частота генотипа Aa (2pq): 2 * 0.7044 * 0.2956 = 0.4166

Частота генотипа aa (q^2): (0.2956)^2 = 0.0874

1. Ответы:

Частота особей с черными глазами (AA):

В исходной популяции: 0.5702

В новой популяции: 0.4962

Частоты аллелей:

В исходной популяции:

A (p): 0.