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.
Фрагмент начала гена имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь — смысловая, нижняя — транскрибируемая):
5’ − ТААТГАЦЦГЦАТАТАТЦЦАТ −3’
3’ − АТТАЦТГГЦГТАТАТАГГТА −5’.
Ген содержит информативную и неинформативную части для трансляции. Информативная часть гена начинается с триплета, кодирующего аминокислоту Мет. С какого нуклеотида начинается информативная часть гена? Определите последовательность аминокислот во фрагменте полипептидной цепи. Ответ поясните. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода.
Исходный фрагмент молекулы ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь — смысловая, нижняя — транскрибируемая):
5’ − ГЦГГГЦТАТГАТЦТГ − 3’
3’ − ЦГЦЦЦГАТАЦТАГАЦ − 5’.
В результате замены одного нуклеотида в ДНК четвёртая аминокислота во фрагменте полипептида заменилась на аминокислоту Вал. Определите аминокислоту, которая кодировалась до мутации. Какие изменения произошли в ДНК, иРНК в результате замены одного нуклеотида? Благодаря какому свойству генетического кода одна и та же аминокислота у разных организмов кодируется одним и тем же триплетом? Ответ поясните. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода.
1. 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.
Пояснение.
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.
Фрагмент начала гена имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь — смысловая, нижняя — транскрибируемая):
5’ − ТААТГАЦЦГЦАТАТАТЦЦАТ −3’
3’ − АТТАЦТГГЦГТАТАТАГГТА −5’.
Ген содержит информативную и неинформативную части для трансляции. Информативная часть гена начинается с триплета, кодирующего аминокислоту Мет. С какого нуклеотида начинается информативная часть гена? Определите последовательность аминокислот во фрагменте полипептидной цепи. Ответ поясните. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода.
Пояснение.
1. По принципу комплементарности находим цепь иРНК:
5’ − УААУГАЦЦГЦАУАУАУЦЦАУ − 3’.
2. Информативная часть начинается с третьего нуклеотида Т на ДНК, так как кодон АУГ кодирует аминокислоту Мет.
3. Последовательность аминокислот находим по кодонам иРНК в таблице генетического кода:
Мет-Тре-Ала-Тир-Иле-Гис.
Примечание. Алгоритм выполнения задания.
1. По принципу комплементарности на основе транскрибируемой цепи ДНК находим цепь иРНК:
ДНК 3’ − АТТАЦТГГЦГТАТАТАГГТА −5’
иРНК 5’ − УААУГАЦЦГЦАУАУАУЦЦАУ − 3’.
2. По условию сказано, что синтез начинается с кодона, которым закодирована аминокислота МЕТ, по таблице генетического находим триплет иРНК, который кодирует МЕТ: АУГ (5’ −АУГ− 3’).
По принципу комплементарности определяем, что информативная часть гена в транскрибируемой цепи ДНК будет начинаться с нуклеотида Т (триплет 3’−ТАЦ−5’).
В ответ: Информативная часть начинается с третьего нуклеотида Т на ДНК, так как кодон АУГ кодирует аминокислоту Мет.
3. Последовательность аминокислот находим по кодонам иРНК в таблице генетического кода (начиная с триплета АУГ, то есть «откидываем» два нуклеотида):
иРНК 5’ − АУГ-АЦЦ-ГЦА-УАУ-АУЦ-ЦАУ − 3’
белок: Мет-Тре-Ала-Тир-Иле-Гис.
Исходный фрагмент молекулы ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь — смысловая, нижняя — транскрибируемая):
5’ − ГЦГГГЦТАТГАТЦТГ − 3’
3’ − ЦГЦЦЦГАТАЦТАГАЦ − 5’.
В результате замены одного нуклеотида в ДНК четвёртая аминокислота во фрагменте полипептида заменилась на аминокислоту Вал. Определите аминокислоту, которая кодировалась до мутации. Какие изменения произошли в ДНК, иРНК в результате замены одного нуклеотида? Благодаря какому свойству генетического кода одна и та же аминокислота у разных организмов кодируется одним и тем же триплетом? Ответ поясните. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода.
Пояснение.
1. Четвёртый триплет исходного фрагмента смысловой цепи ДНК — 5’-ГАТ-3’ (транскрибируемой цепи ДНК — 3’-ЦТА- 5’), определяем триплет иРНК: 5’-ГАУ-3’, по таблице генетического кода определяем, что он кодирует аминокислоту Асп.
2. Во фрагменте ДНК в четвёртом триплете смысловой цепи 5’-ГАТ-3’ нуклеотид А заменился на Т (в транскрибируемой цепи в триплете 3’-ЦТА- 5’ нуклеотид Т заменился на А), а в иРНК в четвёртом кодоне (5’-ГАУ-3’) нуклеотид А заменился на У (5’-ГУУ-3’).
3. Свойство генетического кода — универсальность.
Наличие в ответе множества триплетов считается ошибкой, так как в задании указано, что произошла замена одного нуклеотида.
Примечание. Алгоритм выполнения задания.
1. Четвёртый триплет исходного фрагмента смысловой цепи ДНК: 5'-ГАТ-3' (транскрибируемой цепи ДНК: 3’-ЦТА- 5’), определяем триплет иРНК: 5'-ГАУ-3', по таблице генетического кода определяем, что он кодирует аминокислоту Асп.
Триплет иРНК: 5'-ГАУ-3' нашли по принципу комплементарности на основе триплета транскрибируемой цепи ДНК 3’-ЦТА- 5’.
2. По условию сказано, что «четвёртая аминокислота во фрагменте полипептида заменилась на аминокислоту Вал». По таблице генетического кода находим, что аминокислота Вал кодируется четырьмя нуклеотидами: ГУУ, ГУЦ, ГУА, ГУГ.
НО в условии указано, что произошла замена одного нуклеотида! То есть в иРНК в четвёртом кодоне (5'-ГАУ-3') нуклеотид А заменился на У (5'-ГУУ-3').
В ответ: В иРНК в четвёртом кодоне (ГАУ) нуклеотид А заменился на У (ГУУ). Во фрагменте ДНК в четвёртом триплете смысловой цепи 5'-ГАТ-3' нуклеотид А заменился на Т (в транскрибируемой цепи в триплете 3’-ЦТА- 5’ нуклеотид Т заменился на А).
3. Свойство генетического кода — универсальность (код един для всех организмов живущих на Земле).
4. 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.
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’ → кодоны находим по таблице генетического кода.
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’ − ГУЦ-АЦА-ГЦГ -АУЦ-ААУ − 3’ → иРНК: 5’ − ГУА-ЦЦА-ГЦГ -АУЦ-ААУ − 3’.
Первая аминокислота осталась той же, так как 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).
6
2 933
23 490 
