Давайте разберёмся с задачей поэтапно, чтобы понять последовательность тмРНК, а также её структурные особенности и кодирующие участки.
Исходные данные:
Две цепи ДНК (нижняя цепь — матричная):
- Верхняя цепь (продевающая) — 5'-тацттаагцтгцацттаа гатгцааццтгцттцт-3'
- Нижняя цепь — 3'-атгааттцгацгтгааттцтацгттггацгаага-5'
Но в задаче сказано, что это нижняя цепь, которая матричная. Тогда, чтобы найти последовательность тмРНК, нужно взять комплементарную к этой цепи цепочку (с учётом транскрипции).
Шаг 1: Определить последовательность матричной цепи ДНК
Нам дана нижняя цепь:
3'-атгааттцгацгтгааттцтацгттггацгаага-5'
Эта цепь — матричная. Значит, тмРНК синтезируется на её основе и будет комплементарной ей по парам.
Шаг 2: Определить последовательность тмРНК
Для этого нужно найти комплементарную цепь к ДНК, следуя правилам:
- A (аденин) — соединяет с U (урацилом) в тмРНК
- T (тимин) — с А
- C (цитозин) — с G (гуанином)
- G (гуанин) — с C (цитозином)
Итак, последовательность из матричной цепи:
3'-атгааттцгацгтгааттцтацгттггацгаага-5'
переведём в последовательность читаемого направления (от 5'-конд 3'-), и найдём комплементарную.
Обратим цепь на правильный порядок (от 5' к 3'):
Читая в направлении от 5'-к 3', получим её последовательность, меняя только порядок.
Первая: 5' - гагнгаатацггчтггцataa-аас з -3'
Но лучше просто взять изначальную цепь и построить комплементарную.
Шаг 3: Построение цепи тмРНК
Матричная цепь:
3'-атгааттцгацгтгааттцтацгттггацгаага-5'
Комплементарная (тмРНК) будет:
Пара по правилам:
| ДНК (нижняя цепь) |
ТмРНК |
| 3'-а |
5'-u |
| т |
a |
| г |
c |
| а |
u |
| а |
u |
| т |
a |
| т |
a |
| ц |
g |
| г |
c |
| а |
u |
| ц |
g |
| г |
c |
| т |
a |
| г |
c |
| а |
u |
| а |
u |
| т |
a |
| т |
a |
| ц |
g |
| тава |
u |
| ц |
g |
| г |
c |
| т |
a |
| т |
a |
| г |
c |
| г |
c |
| а |
u |
Посколько цепь читается с 3'-конца (ведущего) в 5'-направление, то для последовательности мРНК, которая обычно синтезируется с 5'-на 3'-конец, мы возьмем комплементарную цепь в обратном порядке.
Итак, последовательность тмРНК, соответствующая исходной ДНК, будет:
5'-ucaguuaaugcauggaauuagcaaaug-3'
(следуя последовательности, взятой из исходной цепи и меняя T на U).
Шаг 4: Комплементарные участки и структура тмРНК
- Внутри тмРНК возможна образование вторичных структур — стебельков, шпилек, которые обусловлены парными участками внутри молекулы.
Если взять участок, например, последовательность:
ucaguuaaugcauggaauuagcaaaug
можем найти участки, которые могут образовать стебельки или шпильки, основываясь на комплементарных парах внутри одной цепи.
Например, последовательные участки:
ucagu и caug (по сути, парные участки, инициирующие вторичную структуру).
Шаг 5: Определение стартовой точки начала открытой рамки считывания
На данной тмРНК рамка считывания начинается с АТОМа (начальной кодон). Бывают три возможных стартовые кодона, но обычно это АUG.
Посмотрим последовательность:
5'-ucaguuaaugcauggaauuagcaaaug-3'
В первом возможном месте есть aug (метионин), что является началом, значит, открытая рамка начнется с первого aug — положения:
- начинаем с
a в последовательности, ищем aug.
В нашей последовательности:
....ucaguuaaugcaug...
- Первая
aug встречается после ucaguua, то есть в позициях 7-9, что и есть старт кодона.
Итог:
Последовательность тмРНК:
5'-ucaguuaaugcauggaauuagcaaaug-3'
Комплементарные участки / вторичная структура:
Возможные стебельки образуются между участками, содержащими ucagu и caug, например, или внутри самой цепи. Точные зоны можно определить по парным базам, например, ucagu — caug и т.д.
Стартовая кодирующая рамка:
Начинается с первого aug, расположенного через 6-7 нуклеотидов (позиция 7-9 по цепи), что соответствует началу формирования полипептида.
Последовательность полипептидов:
После aug идут последующие кодоны, которые кодируют аминокислоты, образующие белок. Каждые три нуклеотида — это один кодон.
Если нужно более подробное описание или есть дополнительные вопросы — сообщайте!
