Алгоритм решения типовых задач
Алгоритм решения задачи № 1
Какая последовательность аминокислот зашифрована в следующем участке ДНК: ГЦАТТТАГАТГАААТЦАА?
ДАНО:
· Структура участка ДНК
ОПРЕДЕЛИТЬ:
· Последовательность аминокислот в полипептиде.
РЕШЕНИЕ:
ДНК: ГЦА Т Т Т АГА ТГА ААТ ЦАА
И-РНК: ЦГУ ААА УЦУ АЦУ УУА ГУУ
ПОЛИП.: АЛА-ГЛИ- ЦИС-ФЕН-ТРИ- АСП
ОТВЕТ:
Если участок ДНК представлен следующей последовательностью нуклеотидов ГЦАТТТАГАТГАААТЦАА, то полипептид будет состоять из аминокислот: аланина, глицина, цистеина, фенилаланина, триптофана и аспарагина.
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ:
Задача на этапы реализации генетической информации: транскрипцию-матричный синтез и-РНК, трансляцию- передачу этой информации в рибосому путем генетического кода.
Алгоритм решения задачи № 4
Полипептид состоит из следующих аминокислот: валин – аланин – глицин – лизин – триптофан – валин – серин – глутаминовая -указанный полипептид.
ДАНО:
· Структура полипептида
ОПРЕДЕЛИТЬ:
· Структуру участка ДНК
РЕШЕНИЕ:
полипептид: вал – ала – гли – лиз – три – вал – сер - глу
и-РНК: ААА –ГУУ -УГГ-УУУ-ГУУ-АЦГ-ЦГУ-АГЦ
ДНК: ТТТ- ЦАА- АЦЦ-ААА-ЦАА-ТГЦ-ГЦА-ТЦГ
ААА- ГТТ- ТГГ- ТТТ- ГТТ-АЦГ-ЦГТ-АГЦ
ОТВЕТ:
Если полипептид представлен следующей последовательностью аминокислот валин – аланин – глицин – лизин – триптофан – валин – серин – глутаминовая кислота, то структура участка ДНК, кодирующего данный полипептид, следующая:
|
|
|
ТТТ- ЦАА- АЦЦ-ААА-ЦАА-ТГЦ-ГЦА-ТЦГ
ААА- ГТТ- ТГГ- ТТТ- ГТТ-АЦГ-ЦГТ-АГЦ
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ:
Для решения данной задачи следует использовать явление обратной трансляции, что позволяет получить структуру и-РНК. Первую цепь ДНК получаем, используя обратную транскрипцию, вторую цепь строим по принципу комплементарности.
Алгоритм решения задачи №13
Известно, что определенный ген эукариотической клетки содержит 4 интрона (два по 24 нуклеотида и два по 36 нуклеотидов) и 3 экзона (два по 120 нуклеотидов и один 96 нуклеотидов). Определите: количество нуклеотидов в м-РНК; количество кодонов в м-РНК; количество аминокислот в полипептидной цепи; количество т-РНК, участвующих в трансляции.
ДАНО:
· 3 экзона (2 по 120 и 1 по 96)
· 4 интрона (2 по 24 и 2 по 36)
ОПРЕДЕЛИТЬ:
· Количество нуклеотидов в м-РНК
· Количество кодонов в м-РНК
· Количество аминокислот в полипептидной цепи
· Количество т-РНК, участвующих в трансляции
РЕШЕНИЕ:
· Определим количество нуклеотидов в проматричной РНК, так как она является слепком с гена, который ген состоит из суммы экзонной и интронной частей.
|
|
|
2×120 + 1× 96 + 2 × 24 + 2 × 36 = 456
· определим количество нуклеотидов в м-РНК, удалив интроны
456 – (2 × 24 + 2 × 36) = 336
· определим количество кодонов в м-РНК, используя свойство триплетности генетического кода
336 ÷ 3 = 112
· определим количество аминокислот в полипептидной цепи, используя принцип коллинеарности
112 кодонов = 112 аминокислот
· определим количество т-РНК, участвующих в трансляции, учитывая что одна молекуоа т-РНК доставляет в рибосому одну молекулу аминокислоты
112 аминокислот = 112 т -РНК
ОТВЕТ:
Если ген состоит из 4 интрона (2 по 24 нуклеотида и 2 по 36 нуклеотидов) и 3 экзона (2 по 120 нуклеотидов и 1 по 96 нуклеотидов), то:
- количество нуклеотидов в м-РНК – 336;
- количество кодонов в м-РНК – 112;
- количество аминокислот в полипептидной цепи – 112;
- количество т-РНК, участвущих в трансляции – 112.
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ:
Данная задача на этапы реализации генетической информации. Первым этапом является транскрипция, в результате проведения которой мы получаем про-м-РНК. Вторым этапом реализации является процессинг – вырезание несмысловой части про-м-РНК и получение цепи матричной РНК. Третьим этапом является трансляция в рибосомах и получение полипептидной цепи. Для определения количества аминокислот в цепи используем такие свойства генетического кода, как коллинеарность и триплетность.
|
|
|
Алгоритм решения задачи №14
Как изменится соотношение нуклеотидов в ДНК, копией которой является следующая м-РНК – УУГГАЦЦГГУУА, если произошли следующие изменения: после 1-го триплета был вставлен тимин, после второго и третьего добавлен аденин.
ДАНО:
· м-РНК
· Мутации по типу вставки нуклеотидов
ОПРЕДЕЛИТЬ:
· Соотношение нуклеотидов в ДНК
РЕШЕНИЕ:
I 1. Определим структуру ДНК.
м-РНК У У Г Г А Ц Ц Т Г У У А
ДНК А А Ц Ц Т Г Г А Ц А А Т
Т Т Г Г А Ц Ц Т Г Т Т А
2. Определим количество нуклеотидов А и Т
Всего нуклеотидов 24 – 100% Т = А = 25%
Адениновых 6 – х
х = 25%
3. Определим количество нуклеотидов Г и Ц
Всего нуклеотидов 24 – 100% Ц = Г = 25%
|
|
|
Гуаниновых 6 – х
х = 25%
ОТВЕТ:
Соотношение нуклеотидов А + Т/ Г + Ц = 1
II 1. определим структуру ДНК после мутаций
ДНК А А Ц Т Ц Т Г А Г АЦ А А А Т
Т Т Г А Г А Ц Т Ц Т Г Т Т Т А
2. Определим количество нуклеотидов А и Т в ДНК
Всего нуклеотидов 30 – 100% Т = А = 33,3%
Адениновых 10 - х
х = 33,3%
3. Определим количество Г и Ц
Всего нуклеотидов 30 -100% Ц = Г = 16,7%
Гуаниновых 5 – х
х = 16,7%
4. Соотношение А+Т/Г+Ц = 1,99
ОТВЕТ:
Соотношение нуклеотидов в исходной ДНК и мутированной изменилось с 1 до 1,99.
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ:
Данная задача на молекулярную генетику. Для ее решения используем свойство обратной транскрипции и принципа комплементарности.
Алгоритм решения задачи № 25
Исследования показали, что нуклеотидный состав мРНК следующий: 30% приходится на гуанин, 10% - на цитозин, 16% - на аденин и 44% - на урацил. Определите процентный состав по нуклеотидам той части ДНК, слепком которой является изученная мРНК.
ДАНО:
· Гуанин – 30%
· Цитозин – 10%
· Аденин – 16%
· Урацил – 44%
ОПРЕДЕЛИТЬ:
· Процентный состав нуклеотидов в ДНК
РЕШЕНИЕ:
и-РНК 1) ДНК 2) ДНК 3) ДНК
30% -Г 30% - Ц - Г – 30% Ц – 40% Ц – 20%
10% -Ц 10% - Г - Ц – 10% Г – 40% Г – 20%
16% - А 16% - Т - А – 16% А – 60% А – 30%
44% - У 44% - А - Т – 44% Т – 60% Т – 30%
ОТВЕТ:
Если в и-РНК процентный состав нуклеотидов: Г – 30%, Ц – 10%, А – 16%, У – 44%, то в ДНК он представлен следующим образом: Г и Ц – по 20%, А и Т – по 30%.
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ:
Для определения структуры одной цепи ДНК используем свойство обратной транскрипции. Вторую цепь получаем по принципу комплементарности (А-Т; Г-Ц). Для вычисления процентного состава нуклеотидов в ДНК, повторяющиеся нуклеотиды суммируем.
Алгоритм решения задачи № 26
Известно, что расстояние между нуклеотидами в цепочках ДНК составляет 34х10-11м. Какую длину имеет ген, определяющий гемоглобин, включающий 287 аминокислот?
ДАНО:
· Количество аминокислот в гемоглобине – 287
· Расстояние между нуклеатидами 34 • 10-11м
ОПРЕДЕЛИТЬ:
· Длину цистрона
РЕШЕНИЕ:
1. Определим количество триплетов в м-РНК
287 аминокислот = 287 триплетов в м-РНК
2. Определим количество триплетов в ДНК
287 триплетов м-РНК = 287 триплетов ДНК
3. Определим количество нуклеотидов в ДНК
287 × 3 = 861
4. Определим длину структурного гена, кодирующего молекулу гемоглобина
(861 – 1) × 34 • 10-11
ОТВЕТ:
Если в молекуле гемоглобина 287 аминокислот, то длина цистрона, кодирующего гемоглобин составляет (861 – 1) × 34 • 10-11м.
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ:
Для решения данной задачи используем явление обратной трансляции, что позволяет определить количество триплетов в м-РНК по количеству аминокислот. Путем обратной транскрипции определяем количество триплетов в ДНК. Зная, что код триплетен, определяем общее количество нуклеотидов в цепи ДНК. Длину структурного гена вычисляем, используя расстояние между нуклеотидами.
Г л а в а III
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 2592; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!