Дан фрагмент участка гена, который имеет следующую последовательность нуклеотидов: 3'—АТАААТАТЦГАЦТГАТЦАГ—5' 5'—ТАТТТАТАГЦТГАЦТАГТЦ—3' Определите какая из цепей ДНК является транскрибируемой. Установите последовательность нуклеотидов молекулы иРНК и пептида, который будет синтезироваться по ней, если известно, что первая аминокислота пептида - это Ваш, а длина белка не менее четырех аминокислот. Ответ поясните.
Для решения данной задачи необходимо определить, какая из цепей ДНК является транскрибируемой, и затем к этой цепи сопоставить соответствующую последовательность иРНК и аминокислот.
- Определение транскрибируемой цепи. В молекуле ДНК одна из цепей служит матрицей для синтеза иРНК. При этом, транскрибируемая цепь (шаблонная) имеет комплементарную последовательность для иРНК, которая синтезируется на основе этой цепи. В данном случае чаще всего выбирают цепь с 3' к 5' направлению.
Сравните цепи:
- Цепь 1: 3'—АТАААТАТЦГАЦТГАТЦАГ—5'
- Цепь 2: 5'—ТАТТТАТАГЦТГАЦТАГТЦ—3'
Цепь 1 является шаблонной, так как иРНК будет синтезироваться 5' к 3', используя 3' к 5' цепь ДНК.
- Синтез иРНК. Во время транскрипции каждый нуклеотид в ДНК комплементарно преобразуется в нуклеотид иРНК:
- А -> У (урацил)
- Т -> А
- Г -> Ц
- Ц -> Г
Таким образом, последовательность иРНК будет следующее: 5'—УАУУУАУАГЦУГАЦУГАЦ—3'
- Определение последовательности аминокислот в полипептиде. Теперь нужно перевести последовательность иРНК в аминокислотную цепь. Для этого разбиваем последовательность иРНК на кодоны (три нуклеотида) и устанавливаем соответствие с аминокислотами, используя генетический код. Следующие кодоны получаются из последовательности иРНК:
- УАУ (Тирозин)
- УУУ (Фенилаланин)
- АУГ (Метионин)
- ЦУГ (Лейцин)
- АЦУ (Треонин)
- ГАЦ (Аспаргин)
Скорее всего, первая аминокислота “Ваш” – это та, которая была указана в вопросе. Если “Ваш” является Тирозином (и он стоит первым), то последовательность аминокислот будет начинаться с Тирозина, а затем будет продолжаться с Фенилаланином, Метионином и так далее.
Таким образом, возможная последовательность пептида:
- Тирозин (УАУ)
- Фенилаланин (УУУ)
- Метионин (АУГ)
- Лейцин (ЦУГ)
Пептид: Тирозин - Фенилаланин - Метионин - Лейцин
В результате у нас есть следующее:
- Транскрибируемая цепь ДНК: 3'—АТАААТАТЦГАЦТГАТЦАГ—5'
- Последовательность иРНК: 5'—УАУУУАУАГЦУГАЦУГАЦ—3'
- Последовательность пептида: Тирозин, Фенилаланин, Метионин, Лейцин.
Надеюсь, это поможет вам понять механику транскрипции и трансляции! Если у вас будут дополнительные вопросы, не стесняйтесь спрашивать.
