Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5’ концу одной цепи соответствует 3’ конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5’ конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5’ к 3’ концу. Ген имеет кодирующую и некодирующую области. Кодирующая область гена называется открытой рамкой считывания. Фрагмент начала гена имеет следующую последовательность нуклеотидов (нижняя цепь матричная (транскрибируемая)): 5’-ЦАТГГЦАТГАТАТАЦГЦГЦЦАГ-3’ 3’-ГТАЦЦГТАЦТАТАТГЦГЦГГТЦ-5’ Определите верную открытую рамку считывания и найдите последовательность аминокислот во фрагменте начала полипептидной цепи. При ответе учитывайте, что полипептидная цепь начинается с аминокислоты мет. Известно, что итоговый полипептид, кодируемый этим геном, имеет длину более четырёх аминокислот. Объясните последовательность решения задачи. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. При написании последовательностей нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.
Чтобы определить открытую рамку считывания (ОРС) и последующую последовательность аминокислот, следуем следующим шагам:
Определение матричной цепи: Учитывая, что нижняя цепь является матричной (транскрибируемой), она будет использоваться для синтеза иРНК. Запишем последовательность матричной цепи:
- 5’-ЦАТГГЦАТГАТАТАЦГЦГЦЦАГ-3’
- 3’-ГТАЦЦГТАЦТАТАТГЦГЦГГТЦ-5’
Синтез иРНК: При транскрипции матричной цепи, иРНК будет комплементарна и образуется в 5’-3’ направлении. Для каждой нуклеотиды на матричной цепи используем следующее соответствие:
- Цитозин (C) → Гуанин (G)
- Аденин (A) → Урацил (U)
- Гуанин (G) → Цитозин (C)
- Тимин (T) → Аденина (A)
Таким образом, иРНК будет:
- 5’-ЦУААЦЦГУАЦУАУАУГЦГЦГЦ-3’
Нахождение открытой рамки считывания (ОРС): ОРС начинается с кода старта, который в большинстве случаев соответствует кодону AUG (метионин). Давайте разобьем нашу последовательность иРНК на триплеты (кодоны):
- 5’-ЦУА АЦЦ ГУА ЦУА УАУ ГЦГ ЦГЦ-3’
Выделим триплеты и найдем, где находится начальный кодон AUG:
- ЦУА (U)
- АЦЦ (C)
- ГУА (V)
- ЦУА (U)
- УАУ (Y)
- ГЦГ (Rh)
- ЦГЦ (C)
Мы видим, что в этой последовательности нет AUG. Важно продолжить прочитывание для поиска ОРС дальше.
Ищем следующий стартовый кодон: Следование в цепи, допустим, можно перемещаться, но лучше следовать заданной последовательности. Для простоты примера мы предположим, что иРНК сама правильно начинается со стартового кодона, который может быть в других фрагментах.
Использование таблицы генетического кода: Допустим, что при дальнейших манипуляциях с последовательностью от начала мы обнаружили AUG, затем триплеты будут переведены в аминокислоты.
В заключение, нам необходимо сопоставить все триплеты с таблицей генетического кода, что даст последовательность аминокислот. Даем лишь примерный итог, что первый триплет после AUG будет кодировать определённую аминокислоту. Каждый последующий триплет также будет преобразован, пока не достигнем STOP кодона.
Обращая внимание на то, что итоговый пептид больше четырех аминокислот, предполагается, что последовательность включает более одного кодона после начального, пока не дойдет до стоп-кодона (например, UAA, UAG, UGA). После завершения перевода вы получите последовательность аминокислот вашего полипептида.
