Известно, что комплементарные цели кукленновых кислот антипараллельны (5' концу одной цепи соответствует 3' конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5' конца.…
Известно, что комплементарные цели кукленновых кислот антипараллельны (5' концу одной цепи соответствует 3' конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5' конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5' к 3' концу. Ген имеет кодирующую и некодирующую области. Колирующая область гена называется открытая рамка считывания. Фрагмент конца гена имеет следующую последовательность нуклеотидов (нижняя цепь матричная (транскрибируемая)): 5' - ГАГАГЦТГАГЦТАГГТГАГТГЦ - 3' 3' - ЦТЦТЦГАЦТЦЦАТЦЦАЦТЦАЦГ -5 Определите иРНК и верную открытую рамку считывания. Найдите последовательность аминокислот во фрагменте конца полипептидной цепи. Известно, что итоговый полипептид, кодируемый этим геном, имеет длину более четырёх аминокислот. Объясните последовательность решения. Для решения задания используйте таблицу генетического кода. При написании нуклеиновых кислот указывайте направление цели.
Кратко: дан фрагмент конца гена. Нижняя цепь задана как матричная (шаблонная) и транскрибируемая, поэтому мРНК получается как комплементарная ей последовательность, записанная 5'→3'. Далее определяем верную открытую рамку считывания и переводим соответствующую часть мРНК.
- мРНК (5'→3')
- Опорная матричная (нижняя) цепь: 3' - ЦТЦТЦГА ЦТЦЦАТЦЦАЦТЦАЦГ -5
- Комплемента к ней в направлении 5'→3' даёт мРНК: 5'- GAGAGCUGAGGUAGGUGAGUGC -3' (Установлено: все T в ДНК замещаются на U в РНК)
- Верная открытая рамка считывания
- Пробуем три рамки на мРНК GAGAGCUGAGGUAGGUGAGUGC (25–22 нуклеотидов, оканчивается доведенным костром):
- Рамка 1 (начало с 1-го нуклеотида): кодоны — GAG, AGC, UGA, ...; здесь уже в третьем кодоне встречается стоп-кодон UGA.
- Рамка 2 (начало с 2-го нуклеотида): кодоны — AGA, GCU, GAG, GUA, GGU, GAG, UGC; стоп-кодона внутри фрагмента нет.
- Рамка 3 (начало с 3-го нуклеотида): кодоны — GAG, CUG, AGG, UAG, ...; здесь уже на четвертом кодоне стоп-кодон UAG.
- Следовательно, верная рамка считывания — рамка 2 (сдвиг на один нуклеотид относительно начала мРНК). Это та рамка, в которой внутри данного фрагмента отсутствуют стоп-кодоны; старт AUG упоминать нужно как сигнал в РНК до данного фрагмента (он расположен ранее).
- Последовательность аминокислот во фрагменте конца полипептидной цепи
- В рамке 2 фрагмента мРНК кодоны и соответствующие аминокислоты:
- AGA → Arg (R)
- GCU → Ala (A)
- GAG → Glu (E)
- GUA → Val (V)
- GGU → Gly (G)
- GAG → Glu (E)
- UGC → Cys (C)
- Итого последовательность аминокислот во фрагменте конца цепи (однобуквенная номенклатура): R A E V G E C
- Или по трёхбуквенному коду: Arg - Ala - Glu - Val - Gly - Glu - Cys
- Пояснения по решению
- Направления записи: ДНК-цепи указаны в problemе как 5'→3' (верхняя) и 3'→5' (нижняя, шаблонная). РНК синтезируется 5'→3' и является комплементарной к шаблонной цепи; в результате мРНК имеет направление 5'→3'.
- Открытая рамка считывания определяется как последовательность без остановок на кодонах между стартом AUG и стоп-кодонами UAA/UAG/UGA. В этом фрагменте AUG внутри самой фрагмента не обнаруживается в рамке 2, а рамки 1 и 3 содержат внутри фрагмента стоп-кодоны, значит именно рамка 2 и есть та, что соответствует настоящей рамке гена.
- Итоговый полипептид длиннее 4 аминокислот, что согласуется с данными: фрагмент, содержащий как минимум 7 аминокислот в цепочке до стопа, уже удовлетворяет условию >4 аминокислот.
Если нужен, могу привести таблицу генетического кода с соответствием кодонов и аминокислот или привести аналогичный разбор на другом примере.
