Как вы узнали из лекции, можно оптимизировать оба этапа синтеза белка. Можно оптимизировать транскрипцию цепи ДНК, кодирующей белок (то есть процесс превращения этой цепи в РНК). В результате с того же количества ДНК получится больше РНК. Можно оптимизировать трансляцию (то есть синтез белка на основе цепочки РНК). В результате с того же количества РНК получится больше белка. Вопросы-ответы по тексту На основе эмпирических наблюдений был получен набор правил о том, какие транскрипционные факторы (белки, которые регулируют процесс транскрипции) взаимодействуют с конкретными участками ДНК. Такие правила обычно имеют следующий вид: если в последовательности ДНК на определённых позициях встречаются необходимые нуклеотиды, то с большой вероятностью соответствующий транскрипционный фактор сможет участвовать в процессе транскрипции. Если собрать промотор (фрагмент ДНК, с которым взаимодействуют транскрипционные факторы) таким образом, чтобы с ним могло провзаимодействовать как можно больше нужных транскрипционных факторов, то можно повысить количество РНК, получаемой с данной ДНК. Допустим, что следующие шаблоны ДНК отвечают за взаимодействие с тремя разными транскрипционными факторами: A G _ _ _ A. G C A _ _ T. A _ _ A. В каждом шаблоне на пропущенных позициях (обозначаются через _) могут стоять произвольные нуклеотиды ДНК. Составьте промотор наименьшей длины, который содержит в себе фрагменты, удовлетворяющие каждому из трёх шаблонов. Обратите внимание, что эти фрагменты могут пересекаться. Если промоторов наименьшей возможной длины несколько, укажите в ответе любой из них. AGCAA Ответить Вопросы-ответы по задаче В разных организмах РНК-кодоны, кодирующие аминокислоты, встречаются с разной частотой. Поэтому при дизайне последовательности нуклеотидов, на основе которой будет синтезироваться белок, стараются использовать кодоны, которые чаще всего встречаются в целевом организме. Последовательности, составленные из таких кодонов, с большей вероятностью будут успешно транслироваться в белок. Чтобы составить подходящую последовательность РНК, нельзя просто подставить вместо каждой аминокислоты из белковой последовательности соответствующий ей наиболее часто встречающийся кодон. Как правило, на последовательность РНК накладывается ряд дополнительных ограничений. Например, существуют так называемые запрещённые последовательности — последовательности нуклеотидов, появление которых в цепочке РНК нежелательно. Итак, нужно найти такой набор кодонов, который удовлетворял бы следующим требованиям: кодирует нужную аминокислотную последовательность, удовлетворяет необходимым ограничениям, максимизирует вероятность того, что с РНК будет успешно синтезирован белок. Эта задача называется кодон-оптимизацией. Наиболее эффективно она решается вычислительными методами. В следующих заданиях нужно самостоятельно произвести кодон-оптимизацию маленькой аминокислотной последовательности QEV. При решении задания вам будет полезна диаграмма, сопоставляющая РНК-кодоны аминокислотам. Считывание кодона начинается из центра. Так, аминокислоте тирозин Y соответствует два кодона: UAC, UAU. Выпишите в произвольном порядке кодоны, которые кодируют аминокислоту Q (глутамин). Ответ Ответить Вопросы-ответы по задаче Выпишите в произвольном порядке кодоны, которые кодируют аминокислоту E (глутаминовая кислота). Ответ Ответить Вопросы-ответы по задаче Выпишите в произвольном порядке кодоны, которые кодируют аминокислоту V (валин). Ответ Ответить Вопросы-ответы по задаче Используя кодоны, которые вы ввели в предыдущих трёх упражнениях, соберите последовательность из 9 нуклеотидов, которая кодирует аминокислотную последовательность QEV. Таких последовательностей несколько, введите любую из них. Ответ Ответить Вопросы-ответы по задаче Допустим, что дан следующий набор запрещённых последовательностей РНК: AGAG. AGGA. AGUC. В жизни запрещённые последовательности существенно сложнее. Представленные выше последовательности считаются запрещёнными исключительно в рамках этого задания. Проверьте, встречаются ли в собранной вами в предыдущем упражнении последовательности какие-либо из перечисленных запрещённых последовательностей. Если собранная последовательность не содержит запрещённых фрагментов, введите её в ответ. Если последовательность содержит запрещённые фрагменты, то соберите новую последовательность из 9 нуклеотидов, кодирующую QEV таким образом, чтобы запрещённых фрагментов в ней не встречалось. Каждую аминокислоту кодирует несколько кодонов, поэтому, меняя кодоны, можно добиться того, чтобы представленных в задании запрещённых фрагментов не осталось. Если считать, что все РНК-кодоны в целевом организме встречаются с одинаковой вероятностью, то получившаяся последовательность РНК будет результатом кодон-оптимизации аминокислотной последовательности QEV при заданных запрещённых фрагментах.