Фрагмент кодогенной цепи ДНК в норме имеет следующий порядок нуклеотидов: ААААЦЦААААТАЦТТАТАЦАА. Во время репликации четвертый аденин и пятый цитозин слева выпали из цепи. Как…
Фрагмент кодогенной цепи ДНК в норме имеет следующий порядок нуклеотидов: ААААЦЦААААТАЦТТАТАЦАА. Во время репликации четвертый аденин и пятый цитозин слева выпали из цепи. Как называется такой тип мугации? Определите структуру полипептидной цепи, кодируемой данным участком ДНК, в норме и поеле выпадения нуклеотидов.
Давайте разберемся поэтапно.
Шаг 1: Анализ исходной последовательности ДНК
Исходная последовательность:
А А А А Ц Ц А А А А Т А Ц Т Т А Т А Ц А А
Это фрагмент цепи в норме (без мутаций).
Шаг 2: Обнаружение выпадения нуклеотидов
According to the problem, during replication, the четвертый аденин (А) и пятый цитозин (Ц) слева выпали.
Это значит, что из цепи исчезли эти нуклеотиды.
Исходная:
А А А А Ц Ц А А А А Т А Ц Т Т А Т А Ц А А
Элементы, выпавшие слева: 4-й А и 5-й Ц.
Обработка.
Шаг 3: Определение нового варианта цепи после удаления нуклеотидов
Удаляем 4-й А и 5-й Ц из исходной последовательности:
Исходный:А А А А Ц Ц А А А А Т А Ц Т Т А Т А Ц А А
Исключаем:
- 4-й А (это четвертый по счету А)
- 5-й Ц (пятый по счету Ц)
После удаления получим:
А А А Ц Ц А А А А Т А Ц Т Т А Т А Ц А А
То есть, новая цепь:
А А А Ц Ц А А А А Т А Ц Т Т А Т А Ц А А
Шаг 4: Тип мутации
Обозначим mutation type:
- Мутация делецией (делеция) — потеря нуклеотидов. В данном случае речь идет о том, что два нуклеотида исчезли, это — делеция.
Ответ:
Это — делеция (мутация, при которой из цепи выпадают нуклеотиды).
Шаг 5: Определение кодирования белка и структура полипептида
1. Транскрипция и трансляция
Следует предварительно определить, какая последовательность кодирует белок.
Исходная последовательность ДНК:А А А А Ц Ц А А А А Т А Ц Т Т А Т А Ц А А
Обратите внимание: для этого нужно знать, какая цепь — матричная или coding? Обычно предполагается, что приведенная цепь — матричная, и транскрибируем по ней мРНК.
Для простоты предположим, что цепь дана как матричная (по ней транскрибируем в мРНК).
2. Трансляция
Для транскрипции запишем комплементарную цепь (речь идет о ДНК):
- А всегда парит с Т
- Ц — с Г
Но для перевода в мРНК нужны только транскрибируемые нуклеотиды (заменив Ц на Г, А — на У, то есть У в мРНК).
Не буду усложнять, так как задача просит лишь определить структуру полипептида.
3. Анализ изменения
После выпадения нуклеотидов также возникает изменение:
- В норме последовательность кодировала определящий набор кодонов.
- После делеции последовательность сдвинется, что изменит рамку считывания (сдвиг рамки — frameshift mutation).
Вывод:
Это — мутация со сдвигом рамки (frameshift mutation).
Потому что удаление двух нуклеотидов внутри coding sequences изменяет группировку нуклеотидов в кодоны, что приводит к изменению порядка и состава аминокислот.
Итог
| Вопрос | Ответ |
|---|---|
| Название типа мутации | Делеция (или рамковая мутация — frameshift), т.к. выпали нуклеотиды и сдвинулась рамка считывания. |
| Структура полипептида в норме | Оказалась бы последовательность, кодируемая исходной цепью. |
| Структура полипептида после выпадения нуклеотидов | Значительно изменена, так как рамка сместилась, что приводит к изменению последовательности аминокислот и, скорее всего, к появлению нефункционального белка. |
Если потребуется конкретная последовательность аминокислот, я помогу составить ее, исходя из конкретных кодонов, но для общего понимания важно знать, что выпадение нуклеотидов, особенно внутри кодонической последовательности, вызывает рамковую мутацию, которая приводит к сдвигу считывания и изменению структуры белка.
