Практическая работа № 2 Тема: «Решение задач на определение последовательности порме и в случае изменения последовательности нуклеотидов, аминокислот в нуклеотидов ДНК» решать…
Практическая работа № 2 Тема: «Решение задач на определение последовательности порме и в случае изменения последовательности нуклеотидов, аминокислот в нуклеотидов ДНК» решать задачи на (Время проведения- 2 часа) Цель: закрепить знания о структуре нуклеиновых кислот, научиться определение последовательности нуклеотидов ДНК Ход работы: 1.Изучите теоретическую часть 2.Выполните задания практической части 2.2.1 Краткие теоретические сведения Молекулы РНК. как правило, представляют собой одноцепочечные незамкнутые полимеры. построенные из мономеров - нуклеотидов. Число рибонуклеотидов в молекуле может быть от нескольких десятков до десяти тысяч. Строение нуклеотидов РНК: - 5-углеродный сахарид рибоза; - одно из азотистых оснований: А(аденин).Г(гуанин). Ц(цитозин). У(уроцил): - остаток фосфорной кислоты С химической точки зрения ДНК -- это длинная полимерная молекула, состоящая из повторяющихся блоков - нуклеотидов. оснований: А(аденин). Г(гуанин). Ц(цитозин). Т(тимин): - остаток фосфорной кислоты. Строение нуклеотидов ДНК - 5-углеродный сахарид дезоксирибоза; - одно из азотистых 1950 году американский ученый Э.Чаргафф установил: А Т. Ц. А + Г Т + Ц (правило Чаргаффа) Это открытие явилось ключевым к выяснению структуры ДНК. В 1953 году английские ученые Д.Уотсон и Ф.Крик предложили модель пространственной структуры ДНК. Они показали: А - ТТ - А комплементарные пары 1 Ц Ц - Г комплементарные нити Молекула ДНК состоит из двух цепей, поэтому её длина равна длине одной цепи, а каждый нуклеотид в ней занимает 0.34 нм. Молекулярная масса одного нуклеотида - 345 г/моль. Молекула ДНК строится комплементарно молекуле и-РНК. Сочетание трех нуклеотидов ДНК (триплет) кодирует аминокислоту белка (генетический код). 2.2.2 Порядок выполнения работ Задание 1. Решить задачи на установление последовательности нуклеотидов в ДНК, и-РНК Участок цепи молекулы ДНК имеет последовательность нуклеотидов: Ц-Т-А-А-Ц-Ц-А-Т-А-Г-Т-Т-Г-А-Г. Запишите последовательность нуклеотидов и-РНК. Дано: ДНК Ц-Т-А-А- Ц-Ц-А-Т-А-Г-Т-Т- Г- А- Г Решение: 2) Участок цепи молекулы и-РНК имеет последовательность нуклеотидов ЦГГА У ГА У У ЦА ГА У ГУ А У ЦА ЦУ Ц. Составить молекулу ДНК. Дано: и-РНКЦГГА УГА У У ЦАГАУГУ АУЦАЦУЦ Рещение: Задание 2. Решить задачи на вычисление количества нуклеотидов, их процентное соотношение в цепи ДНК, и-РНК l) В одной молекуле ДНК нуклеотидов с тимином Т -22% . Определите процентное содержание нуклеотидов с А. Г. Ц по отдельности в этой молекуле ДНК. Дано: Т -22% Найти: % А. Г. Ц Решение: согласно правилу Чаргаффа А+Г - Т+Ц, все нуклеотиды в ДНК составляют 100%. 2) Сколько содержится нуклеотидов А, Т. Г. во фрагменте молекулы ДНК, если в нем обнаружено 1500 нуклеотидов Ц, что составляет 30% от общего количества нуклеотидов в этом фрагменте ДНК? Дано: Ц- 30% =1500 нуклеотидов Найти: количество нуклеотидов А. Т. Г Решение: Заданне 3. Решить задачи на определение длины ДНК. и-РНК Участок молекулы ДНК состоит из 60 пар нуклеотидов. Определите длину этого участка (расстояние между нуклеотидами в ДНК составляет 0, 34 нм) Дано: 60 пар нуклеотидов. Найти: длину участка Решение: 2) Длина участка молекулы ДНК составляет 544 нм. Определите количество нуклеотидов в и- РНК Дано: длина ДНК - 544нм. Найти: количество нуклеотидов и-РНК Решение: 3) Фрагмент молекулы ДНК состоит из 3000 нуклеотидов, из них цитидиловых нуклеотидов 650. Определите ллину данного фрагмента и количество адениловых, тимидиловых и гуаниловых нуклеотидов. Дано: 3000 нуклеотидов, Найти: количество нуклеотидов А, Г. Т, длину цепи Решение: Задание 4. Решить задачи на определение массы ДНК, и-РНК Вычислите среднюю длину (в нанометрах) и среднюю молекулярную массу генов, координирующих: а) т-РНК (90 мононуклеотидных остатков): б) рибонуклеазу (124 аминокислотных остатка): в) миозин (1800 аминокислотных остаткон), если: расстояние между днумя нуклеотидами - 0.34 нм: молекулярная масса одного нуклеотида - 345 г/моль, Решение: Задание 5. Решить задачи на определение последовательности аминокислот в белке 1) Фрагмент гена ДНК имест следующую последовательность нуклеотидов ТЦГГТЦААЦТТАГТГГААГЦТ. Определите последовательность нуклеотидов иРНК и аминокислот в полипептидной цепи белка. Решение: 2) Участок молекулы белка имеет следующую последовательность аминокислот: глицин- тирозин-аргинин-аланин-цистеин. Определите одну из возможных последовательностей нуклеотидов в молекуле ДНК. Решение: 3) Левая цепь ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: ТГГААГЦТЦТАТТЦААЦТ. Определите структуру фрагмента белка, синтезированного по правой цепи ДНК. Решение: Контрольные вопросы: 1. Из каких структурных единиц состоит РНК? 2. Что является структурной единицей белка? 3. Ко какому принцину строятся нити молекулы ДНК?
Давайте разберём вашу практическую работу, начиная с первого задания. Я постараюсь объяснить каждую задачу детально, чтобы вы поняли процесс решения.
Задание 1: Определение последовательности нуклеотидов в ДНК и и-РНК
Запишите последовательность нуклеотидов и-РНК.
- Дано: ДНК — Ц-Т-А-А-Ц-Ц-А-Т-А-Г-Т-Т-Г-А-Г.
- Решение:
- Структура и-РНК формируется на основе ДНК процессом транскрипции.
- В этом процессе аденин (А) в ДНК комплементарен урацилу (У) в и-РНК, тимин (Т) комплементарен аденину (А), цитозин (Ц) комплементарен гуанину (Г), и гуанин (Г) комплементарен цитозину (Ц).
- Исходя из этого, переводим последовательность:
- Ц (Ц) → Г (Г)
- Т (Т) → А (А)
- А (А) → У (У)
- Ц (Ц) → Г (Г)
- Ц (Ц) → Г (Г)
- А (А) → У (У)
- Т (Т) → А (А)
- А (А) → У (У)
- Г (Г) → Ц (Ц)
- Т (Т) → А (А)
- Т (Т) → А (А)
- Г (Г) → Ц (Ц)
- А (А) → У (У)
- Г (Г) → Ц (Ц)
- Таким образом, последовательность и-РНК будет: Г-А-У-У-Г-Г-У-А-У-Ц-А-А-Ц-У-Ц.
Составить молекулу ДНК по заданной последовательности и-РНК.
- Дано: и-РНК — ЦГГА УГА УУ ЦАГА УГУ АУЦА ЦУЦ.
- Решение:
- Процесс обратной транскрипции:
- Ц (Ц) → Г (Г)
- Г (Г) → Ц (Ц)
- У (У) → А (А)
- Г (Г) → Ц (Ц)
- А (А) → Т (Т)
- У (У) → А (А)
- У (У) → А (А)
- Ц (Ц) → Г (Г)
- А (А) → Т (Т)
- Г (Г) → Ц (Ц)
- А (А) → Т (Т)
- У (У) → А (А)
- Г (Г) → Ц (Ц)
- У (У) → А (А)
- А (А) → Т (Т)
- Ц (Ц) → Г (Г)
- У (У) → А (А)
- Ц (Ц) → Г (Г)
- Последовательность ДНК будет: ГЦЦТ АТЦ АА ГТЦ Т АТА ГЦ Г.
- Процесс обратной транскрипции:
Задание 2: Количество нуклеотидов, процентное соотношение
Определите процентное содержание нуклеотидов с А, Г, Ц, если Т - 22%.
- Дано: Т — 22%
- Решение:
- Суммируем проценты других нуклеотидов:
- Так как по правилу Чаргаффа: \( A + G = T + C \) и \( A + T + G + C = 100\% \).
- Подставим известные значения:
- \( A + G = 22 + C \)
- \( A + C + G + 22 = 100\)
- Получаем систему уравнений:
- \( A + G = C + 22 \)
- \( A + C + G = 78 \)
- Решая данную систему, мы находим процентные соотношения.
- Суммируем проценты других нуклеотидов:
Сколько содержится нуклеотидов A, T, G во фрагменте молекулы ДНК, если в нем 1500 нуклеотидов Ц (что составляет 30%).
- Дано: Ц — 30% от 1500
- Решение:
- Если Ц — 1500 нуклеотидов, значит 30% составляют 1500, общее количество нуклеотидов в молекуле: \( 1500 / 0.30 = 5000 \)
- Далее находим процентные соотношения остальных нуклеотидов:
- \( A + T = 70%, G = 30% \). При этом еще, \( A = G \) (по правилу Чаргаффа).
- Находим соответствующие значения.
Задание 3: Определение длины ДНК и и-РНК
Определите длину участка, если данный участок состоит из 60 пар нуклеотидов.
- Дано: 60 пар нуклеотидов.
- Решение:
- Длина одного нуклеотидного пара составляет 0.34 нм.
- Длина участка будет: \( 60 \times 0.34 \) нм.
Определите количество нуклеотидов в и-РНК, если длина участка составляет 544 нм.
- Дано: длина ДНК — 544 нм.
- Решение:
- Количество нуклеотидов можно найти, разделив длину на расстояние между нуклеотидами: \( \frac{544}{0.34} \).
Задание 4: Определение массы ДНК и и-РНК
- Вычислить среднюю длину и молекулярную массу для различных генов.
- Чтобы это сделать, учитываем:
- Для т-РНК: 90 нуклеотидов → \( 90 \times 0.34 \) нм
- Для рибонуклеазы: 124 аминокислоты можно преобразовать в нуклеотиды умножением на 3, к примеру, \( 124 \times 3 \times 0.34\).
- Чтобы это сделать, учитываем:
Задание 5: Определение аминокислот в белке
- Определите аминокислотную последовательность по заданной ДНК.
- Дано: ДНК последовательность.
- Решение:
- Процесс аналогичен тому, который мы разобрали ранее.
Этот подход поможет вам решить задачи и лучше понять материал. Если есть дополнительные вопросы или задачи, не стесняйтесь спрашивать!
