Головна | Про нас | Зворотній зв'язок
Завдання з молекулярної біології.
Молекулярну масу низькомолекулярних кислот білків можна обчислити за даними амінокислотного складу. За даними елементарного і амінокислотного складу спочатку обчислюють мінімальну молекулярну масу за формулою:
М min = а / в х 100,
Знаючи число атомів металу або амінокислотних залишків в молекулі, можна розрахувати справжню молекулярну масу даного білка, помноживши мінімальну молекулярну масу на число компонентів.
Молекулярна маса, склад білків та нуклеїнових кислот.
Задача.1. Гемоглобін людини містить 0,34% заліза (Fe). Обчисліть мінімальну молекулярну масу гемоглобіну.
Рішення: Атомна маса заліза 56. Оскільки в гемоглобіні не може міститися менше одного атома заліза, то мінімальну молекулярну масу білка можна розрахувати, склавши пропорцію:
Отже, Х = 56 х 100 / 0.34 = 16471
Задача.2. Альбумін сироватки крові людини має молекулярну масу 68400. Визначте загальне число амінокислотних залишків в молекулі певного білка.
Рішення. Визначаємо загальну кількість амінокислотних залишків, приймаючи середню молекулярну масу одного амінокислотного залишку за 100: 68400/100 = 684
Рішення: Використовуємо 1-е і 2-е правила Чаргаффа: 1) А = Т, 2) Г = Ц. Звідси випливає, що гуанінових нуклеотидів 18%. На частку А + Т доводиться: 100 - (18 + 18) = 64%. Аденілові і тіміділових нуклеотиди окремо складають: 64/2 = 32%.
Редуплікація ДНК і трансляція і-РНК.
Задача.1. Ділянка однієї з ланцюгів ДНК має таку нуклеотидну послідовність. ТГАТТЦАГААГЦАТАЦЦ. Визначте послідовність нуклеотидів у другій ланцюга.
Рішення: Відповідно до принципу комплементарності (А-Т, Г-Ц) послідовність нуклеотидів у другій ланцюга ДНК буде наступною: АЦТААГТЦТТЦГТАТГГ.
Задача.2. Один з ділянок ланцюга молекули ДНК має таку нуклеотидну послідовність. АГГЦАТЦАТАГЦЦГ. Яку будову матиме двох цепочечний ділянку молекули ДНК?
Рішення: Відповідно до принципу комплементарності (А-Т, Г-Ц) послідовність нуклеотидів у другій ланцюга ДНК буде наступною:
Завдання 3. Ділянка молекули ДНК має наступну послідовність нуклеотидів:
3 АТГЦТАГЦТГАТГЦТТАА 5
5 ТАЦГАТЦГАЦТАЦГААТТ 3
Побудуйте ділянку інформаційної РНК, транскрібіруемих на цій молекулі ДНК.
Скільки кодонів він включає?
Рішення: Синтез і-РНК (транскрипція) на ДНК-матриця йде завжди з одного ланцюжка,
що починається з 5 кінця, 6 кодонів.
Особливості генетичного коду.
Генетичний код в даний час розшифровано для всіх 20 амінокислот і складений за і-РНК у вигляді таблиці 1.
Скорочені позначення амінокислот:
Ала - аланін, Арг - аргінін, АСПН - аспарагін, Асп - аспарагінова кислота, Вал - Валін, Гіс - гістидин, Гли - гліцин, Глун - глутамин, Гли - глутамінова кислота, Илей - ізолейцин, Лей - лейцин, Ліз - лізин, мет - метіонін, Про - пролін, Сер - серин, Тир - тирозин, Тре - треонін, Три - триптофан, Фен - фенілаланін, Цис - цистеїн.
Генетичний код триплетний, тобто кожну амінокислоту кодує три поруч стоять нуклеотиду (кодон).
1. Триплети УАА, УАГ, УГА не кодують амінокислот, і їх називають безглуздими, проте вони виконають важливу функцію - служать сигналом про припинення синтезу білка.
2. Універсальність - єдиний принцип кодування спадкової інформації у всіх живих організмів.
3. Ге6нетіческій код не перекриваються, тобто один і той же нуклеотид не може входити одночасно до складу двох сусідніх триплетів.
4. Генетичний код виродилися (надмірність) - тобто одна і та ж амінокислота може кодуватися кількома триплету.
5. Специфічність - один кодон (триплет) кодує тільки одну амінокислоту.
Код характеризується тим, що читання його завжди починається з певного пункту і зчитується без ком, тобто якщо станеться випадання нуклеотиду, то при зчитуванні кодону місце займе найближчий нуклеотид з сусіднього кодону. Звідси зміниться весь порядок зчитування.
Задача.1. Початок ланцюга однієї з фракцій гистона НЗ, виділеного з тимуса бика, має наступну амінокислотну послідовність. Ала-Арг-Тре-Ліз-. Яка можлива структура початкових фрагментів і-РНК і двухцепочечной ДНК?
Рішення: По таблиці 1 знаходимо, що зазначені амінокислоти гистона НЗ кодується триплетами: ГЦЦ-ЦГЦ-АЦЦ-ААГ. За принципом комплементарності встановлюємо будова відповідної ділянки молекули ДНК.
Ланцюг і-РНК: ГЦЦ-ЦГЦ-АЦЦ-ААГ
Перша ланцюг ДНК: ЦГГ-ГЦГ-ТГГ-ТТЦ
Друга ланцюг ДНК: ГЦЦ-ЦГЦ-АЦЦ-ААГ.
Задача.2. У хворих серповидної анемією в молекулі гемоглобіну глютамінова кислота заміщена на Валін. Чим відрізняється ДНК, хворого серповидної анемією, від ДНК здорової людини?
Рішення. Знаходимо триплети на і-РНК, які кодують глютамінову кислоту і валін, а по ним - нуклеотідний складу ДНК:
Здорова людина Хвора людина
Амінокислоти Гли Вал
Кодони і-РНК ДАА ГУУ
Склад ДНК ДАА ГТТ
Задача.3. Яка зміна молекули ДНК сильніше вплине на будову білка: випадання одного нуклеотиду з триплетів або цілого триплетів?
Рішення. Як приклад візьмемо яку-небудь ділянку ланцюга ДНК, що несе інформацію про будову певного пептиду, і проаналізуємо його будова при можливих ситуаціях.
а) при нормальному будові ДНК.
Ланцюг ДНК: ... АГГ-ТГГ-ЦТЦ-ЦТГ-Г ...
Пептид -Серія -Тре -Глу -Асп-
б) при випаданні з ланцюга ДНК одного нуклеотиду. Припустимо, вибитий перший нуклеотид другого триплета (Т).
Ланцюг ДНК: ... АГГ-ГГц-ТЦЦ-ТГГ ...
Пептид -Серія -Про арг -Тре-
в) при випаданні цілого триплетів з ланцюга ДНК. Припустимо, вибитий другий триплет (-ТГГ-).
Ланцюг ДНК: ... АГГ ... - ... ЦТЦ-ЦТГ-Г ...
Пептид -Серія ... - ... -Глу -Асп-
Таким чином, при випаданні одного нуклеотиду з ланцюга ДНК змінюється повністю амінокислотний склад білкової молекули. Виняток цілого триплетів призводить до випадання лише однієї амінокислоти. При цьому послідовність всіх інших амінокислот в білкової ланцюга зберігається.
Молекулярна маса однієї амінокислоти в середньому - 100.