Конкурс «загадки молекулярної біології»

«Загадки молекулярної біології»
Одна з кращих робіт учасників конкурсу:
Школин Тетяна, МБОУ "Кортузская ЗОШ", с. Кортуз, Красноярський край
Завдання №1.

Відомо, що всі види РНК синтезуються на ДНК-матриці. Фрагмент молекули ДНК, на якій синтезується ділянку центральної петлі тРНК, має наступну послідовність нуклеотидів: -ЦГТ-ТГГ-ГЦТ-АГГ-ЦТТ-.


питання:

  1. Визначте нуклеотидную послідовність ділянки тРНК. який синтезується на даному фрагменті?

  2. Визначте амінокислоту. яку буде переносити ця тРНК в процесі біосинтезу білка. якщо третій триплет відповідає антикодону тРНК?

  3. Відповідь поясніть. Для вирішення завдання використовуйте таблицю генетичного коду.


Фрагмент молекули ДНК, на якій синтезується ділянку центральної петлі тРНК, має наступну послідовність нуклеотидів: -ЦГТ-ТГГ-ГЦТ-АГГ-ЦТТ-.


  1. За фрагментом молекули ДНК. визначаємо нуклеотидную послідовність ділянки тРНК, який синтезується на даному фрагменті.
    ДНК: -ЦГТ-ТГГ-ГЦТ-АГГ-ЦТТ-
    тРНК :: -ГЦА-АЦЦ-ЦГА-УЦЦ-ГАА-

  2. Визначаємо амінокислоту, яку буде переносити ця тРНК в процесі біосинтезу білка, якщо третій триплет відповідає антикодону тРНК.
    іРНК: -ЦГУ-УГГ-ГЦУ-АГГ-ЦУУ-
    третій терплять -ГЦУ-аланін.

  3. Нуклеотидная послідовність антикодону тРНК - ЦДА, що відповідає кодону іРНК - ГЦУ за правилом комплементарності.
2 варіант рішення з урахуванням штрих-решт:

  1. За фрагментом молекули ДНК. визначаємо нуклеотидную послідовність ділянки тРНК, який синтезується на даному фрагменті.

ДНК: 3'-ЦГТ-ТГГ-ГЦТ-АГГ-ЦТТ-5 ',

тРНК: 5'-ГЦА-АЦЦ-ЦГА-УЦЦ-ДАА-3 '. На ДНК з 3 'кінця будується тРНК з 5' - кінця:



  1. Визначаємо амінокислоту, яку буде переносити ця тРНК в процесі біосинтезу білка, якщо третій триплет відповідає антикодону тРНК. -ЦГА-
    визначаємо іРНК: 5'-УЦГ-3 ', амінокислота серин.

  1. Нуклеотидну послідовність ділянки тРНК.

  2. Амінокислоту, яку буде переносити ця тРНК в процесі біосинтезу білка, якщо третій триплет відповідає антикодону тРНК.

відповідь:

  1. Нуклеотидная послідовність ділянки тРНК: -ГЦА-АЦЦ-ЦГА-УЦЦ-ГАА-

  2. Амінокислота, яку буде переносити тРНК в процесі біосинтезу білка, якщо третій триплет відповідає кодону іРНК: -ГЦУ- аланин.

Відповідь (2 варіант з урахуванням штрих-решт):

1. Нуклеотидная послідовність ділянки тРНК: 5'-ГЦА-АЦЦ-ЦГА-УЦЦ-ДАА-3 '.

2. Амінокислота, яку буде переносити тРНК в процесі біосинтезу білка, якщо третій триплет відповідає кодону іРНК: 5'-УЦГ-3 ', амінокислота серин.

1. Нуклеотидная послідовність ділянки тРНК: -ГЦА-АЦЦ-ЦГА-УЦЦ-ГАА-

2. Амінокислота, яку буде переносити тРНК в процесі біосинтезу білка, якщо третій триплет відповідає кодону іРНК: -ГЦУ- аланин.
Відповідь (2 варіант з урахуванням штрих-решт):

1. Нуклеотидная послідовність ділянки тРНК: 5'-ГЦА-АЦЦ-ЦГА-УЦЦ-ДАА-3 '

2. Амінокислота, яку буде переносити тРНК в процесі біосинтезу білка, якщо третій триплет відповідає кодону іРНК: 5'-УЦГ-3 ', амінокислота серин.

У кодовому триплеті -ГАА- молекули ДНК (з якої синтезуються тРНК в процесі транскрипції) закодований антикодон тРНК.

питання:

  1. Визначте нуклеотидную послідовність антикодону тРНК;

  2. Визначте амінокислоту, яку буде переносити ця тРНК в процесі біосинтезу білка.

  3. У процесі визначення амінокислоти зверніть увагу на специфіку реальних механізмів транскрипції і трансляції та врахуйте її при вирішенні задачі.


Кодовий триплет-ГАА- молекули ДНК.


  1. ДНК: -ГАА-
    антикодон на тРНК: -ЦУУ-
    кодон на іРНК: -ГАА-

  2. Амінокислота. відповідна кодону іРНК ДАА - глутамінова кислота.
2 варіант рішення з урахуванням штрих-решт:

  1. ДНК: 3'-ДАА-5 ', отже,

антикодон на тРНК: 5'-ЦУУ-3 ', отже

кодон на іРНК: 5'-ААГ-3 '



  1. Амінокислота. відповідна кодону іРНК

-ААГ -лізін

  1. Нуклеотидну послідовність антикодону тРНК.

  2. амінокислоту тРНК

відповідь:

  1. Нуклеотидну послідовність антикодону тРНК: ЦУУ.

  2. Амінокислота, яку буде переносити ця тРНК в процесі біосинтезу білка: ДАА - глутамінова кислота.

Відповідь (2 варіант з урахуванням штрих-решт):

  1. ДНК: 3'-ДАА-5 '

антикодон на тРНК: 5'-ЦУУ-3 ', кодон на іРНК: 5'-ААГ-3'

  1. Амінокислота. відповідна кодону іРНК -ААГ-, лізин

1. Нуклеотидну послідовність антикодону тРНК: ЦУУ.

2. Амінокислота, яку буде переносити ця тРНК в процесі біосинтезу білка: ДАА - глутамінова кислота.
Відповідь (2 варіант з урахуванням штрих-решт):

  1. ДНК: 3'-ДАА-5 '. антикодон на тРНК: 5'-ЦУУ-3 '. кодон на іРНК: 5'-ААГ-3 '

  2. Амінокислота. відповідна кодону іРНК -ААГ -лізін

Відомо, що фрагмент кодує ланцюга ДНК гена лабораторної білої миші містить 1800 нуклеотидів. З них 600 припадають на інтрони. Екзонів даного фрагмента гена містять 300 аденілових нуклеотидів. 200 тіміділових нуклеотидів. 100 гуанілова нуклеотидів.


Фрагмент кодує ланцюга ДНК гена лабораторної білої миші містить 1800 нуклеотидів.
600 інтрони.
Екзонів: 300 аденілових нуклеотидів.
200 тіміділових нуклеотидів.
100 гуанілова нуклеотидів.


  1. L одного нуклеотиду в ланцюзі ДНК = 0,34нм.
    L фрагмента молекули ДНК, що складається Із 1800 нуклеотидів. 1800 * 0,34 = 612 нм.

  2. У молекулі ДНК інтрони - що не кодують ділянки ДНК, які при сплайсинге вирізаються.
    Екзонів - це кодують ділянки, вони залишаються в зрілої іРНК.
    Т. к. Всього 1800 нуклеотидів, з них 600 нуклеотидів - це інтрони, значить на Екзони доводиться 1200 нуклеотидів. Один кодон або триплет складається з трьох нуклеотидів, значить, щоб дізнатися кількість кодонів, треба 1200/3 = 400 кодонів або триплетів, містить зріла іРНК.

  3. Т. к. Всього 1800 нуклеотидів і з них 600 припадає на інтрони. значить в зрілої іРНК буде містяться 1200 нуклеотидів. Зріла іРНК утворюється в процесі сплайсингу при зшиванні тільки екзонів (кодують ділянок).

У ДНК: з 1200 нуклеотидів 300 припадає на аденілові, 200 на тіміділових, 100 на гуанілова, а що залишилися 600 припадають на цітіділовие.
Щоб обчислити процентне співвідношення нуклеотидів в іРНК, скористаємося пропорціями:

300 * 100% / 1200 = 25% на ураціловие.

Обчислюємо відсоток аденілових

200 * 100% / 1200 == 17% на аденілові.

Обчислюємо відсоток цітіділових

100% * 100/1200 = 8% на цітіділовие.

Обчислюємо відсоток гуанілова

100% * 600/1200 = 50% на гуанілова

Отже, на У = 25%, А = 17%, Ц = 8%, Г = 50%

  1. Одну амінокислоту кодує один триплет. було з'ясовано, що в даному фрагменті зрілої іРНК міститься 400 триплетів, отже. 400 амінокислот кодує даний фрагмент.

2 варіант рішення з урахуванням того, що: 1 цепь- це кодує ДНК. будуємо 2 цепь- це матрична ДНК з неї будуємо іРНК: отже міняємо А на Т потім на У і т.д.

Щоб обчислити процентне співвідношення нуклеотидів в іРНК, скористаємося пропорціями:

Обчислюємо відсоток аденілових (А-Т-А)

300 * 100% / 1200 = 25% на аденілові.

Обчислюємо відсоток урацілових (Т-А-У)

200 * 100% / 1200 == 17% на ураціловие.