Известно, что синтез нуклеиновых кислот начинается с 5' конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5' к 3' концу. У бактерии имеются специфические транспортно-матричные РНК (тмРНК). В тмРНК есть вторичная структура, образованная комплементарными участками РНК, которая позволяет ей попадать в рибосому. После шпильки через несколько нуклеотидов располагается открытая рамка считывания, которая начинается с аланинового кодона. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок тмРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов (нижняя) цепь матричная): 5'- ТАЦТТААГЦТГЦАЦТТААГАТГЦААЦЦТГЦТТЦТ-3' 3'- АТГААТТЦГАЦГТГААТТЦТАЦГТТГГАЦГААГА-5' Установите нуклеотидную последовательность участка тмНК, который синтезируется на данном фрагменте. Найдите на данном участке комплементарные участки и установите вторичную структуру участка тРНК. Установите последовательность начала открытой рамки считывания на данном участке тмРНК. Какая последовательность полипептида кодируется данным фрагментом тмРНК? Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода. При написании нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

Давайте подробно разберем задание и пошагово решим его. ### Шаг 1. Определение последовательности тмРНК (транспортной матричной РНК) Нам дана матричная цепь ДНК (нижняя цепь) и ее комплементарная цепь (верхняя): - Нижняя цепь (дана): 5'- ТАЦТТААГЦТГЦАЦТТААГАТГЦААЦЦТГЦТТЦТ -3' - Верхняя цепь: 3'- АТГААТТЦГАЦГТГААТТЦТАЦГТТГГАЦГААГА -5' Матричная РНК синтезируется по шаблону нижней цепи ДНК, начиная с 5' конца, и синтез идет от 3' к 5' конца ДНК (что соответствует движению в сторону 5' к 3' у РНК). Так как ДНК обычно неоднородны по направлению, и нам дан шаблон снизу – это цепь, по которой синтезируется тмРНК, которая будет комплементарной верхней цепи (направление 5' к 3'). #### Определение последовательности тмРНК: - Для каждого нуклеотида нижней цепи (шаблона), мы определим соответствующий нуклеотид тмРНК, который будет комплементарен **верхней цепи**. Но, поскольку синтез идет по нижней цепи, я возьму именно **нижнюю цепь совпадающую со служебной цепью**: Нижняя цепь: 5'- ТАЦТТААГЦТГЦАЦТТААГАТГЦААЦЦТГЦТТЦТ -3' Обозначим: | Нуклеотид нижней цепи | Варианты тмРНК | |------------------------|----------------| | Т (Тау) | А | | А (Аденин) | У (Урацил) | | Ц (Цитозин) | Г (Гуанин) | | Г (Гуанин) | Ц (Цитозин) | Поскольку синтез идет по нижней цепи, то тмРНК будет комплементарной ей, с движением 5' к 3'. Таким образом, последовательность тмРНК по этой цепи — это комплементарная цепь, записанная в направлении 5' к 3'. Мы получим последовательность, идющую по шаблону нижней цепи, считаемой 5' к 3'. Начнем с конца цепи (потому что нуклеотидный порядок записан с 5' на 3' направлением — проверим в этой последовательности, чтобы получить правильный порядок). Пройдись по цепи слева направо (от 5' к 3') — сам порядок нам уже дан — делаем комплементарную последовательность. Для каждого нуклеотида: - Т (5') → А - А → У - Ц → Г - Ц → Г - Т → А - Т → А - А → У - Г → Ц - Ц → Г - Т → А - Г → Ц - Ц → Г - А → У - Ц → Г - Т → А - Т → У - А → У - А → У - Г → Ц - А → У - Т → А - Г → Ц - Ц → Г - А → У - А → У - Ц → Г - Ц → Г - Т → А Итак, последовательность тмРНК (записанная с 5' к 3'): **5'- A U G G A U U C G A C G U G A A U U C U A G U G C A A G G A -3'** ### Шаг 2. Определение участков комплементарных цепей и их вторичной структуры - Такие участки могут образовать шпильки, когда есть параллельные участки, комплементарные друг другу. - В данной последовательности ищем возможные участки, образующие шпильки. Без визуальных инструментов, могу отметить, что причудливых длинных парных участков здесь нет. Но можем предположить, что шпильки могут образовываться в областях, где есть короткие повторения или палиндромы. ### Шаг 3. Назначение начала открытой рамки считывания (ОндРС) - В тексте указано, что рамка начинается с кодона аланина. - Кодон аланина — это такие триплеты: **GCU**, **GCC**, **GCA**, **GCG**. - Для определения рамки ищем один из этих кодонов внутри последовательности. Ищем в последовательности: 5'- A U G G A U U C G A C G U G A A U U C U A G U G C A A G G A -3' Так как рамка стартует с аланинового кодона, ищем GCU, GCC, GCA, GCG. В последовательности есть "GCU", например, в центре не видно, необходимо проверить. В последовательности "GCA" есть: вообще, в нашей последовательности "GCA" есть? Давайте посмотрим по порядку: - Глядя на site: "G C A" — есть буквы "G", "C", "A". В последовательности есть "GCA" в области: "A G C A" и так далее — да, есть сочетания. В последовательности есть, например, "G C A" в отрезке: "GUA GUA GGA" — но уточним, что начинается с "AUG" (старт кодон), который кодирует метионин (мет). Старт также может быть и в прочих местах. Предположим, что старт происходит с "AUG", то есть первое триплет — "AUG". - Анализируем: первая триплет: "AUG" — это старт-кодон. Следовательно, рамка считывания начинается с этого триплета. ### Шаг 4. Кодирование полипептида - Переводим последовательность тмРНК, начиная с "AUG", в аминокислоты с помощью таблицы генетического кода. Первые три нуклеотида: **AUG** — старт-кодон, кодирует метионин (Ме). Затем последовательность идет по матричной цепи: Следующие триплеты: - GGA — глицин (Gly) - UUC — фенилаланин (Phe) - GAC — аспарагиновая кислота (Asp) - GUA — валин (Val) - AAU — аспарагин (Asn) - UUC — фенилаланин (Phe) - UAG — стоп-кодон, тормозящий синтез Образец последовательности аминокислот: Ме — Гли — Фен — Асп — Валь — Асп — Фен — Стоп ### Итог: | Нуклеотидная последовательность тмРНК | Аминокислоты | |----------------------------------------|--------------------------| | АУГ | Мет (Ме) | | ГГА | Гли (Gly) | | UUC | Фен (Phe) | | GAC | Асп (Asp) | | GUA | Валь (VAl) | | AAU | Асп (Asn) | | UUC | Фен (Phe) | | UAG | Стоп | **Обратите внимание,** что стоп-кодон UAG завершает синтез — это типичный случай. --- ### Итоговая формула: - Порядок нуклеотидов тмРНК: **5'-AUGGGAUUCGACGUAAUUCUAG-3'** - Полипептидная цепь: **Ме - Гли - Фен - Асп - Валь - Асп - Фен** --- Если нужны дополнительные детали или объяснения, я с радостью помогу!