Қолдану: 1. Кодон, триплет, антикодон үғымдарын салыстырыңдар және оларды жасушадағы нуклеин қышқылдарының әртүрлі типтерімен сәйкестен- діріңдер. 2. Егер 300 аминқышқылынан тұратын нәруыз синтезделсе ДНҚ-да неше нуклеотид бар екенін есептеңдер. Кідіртпе-кодонды ескердіңдер ме? Осыған байланысты жауаптарың қалай өзгерді? Талдау: 1. 1-кестеде берілген генетикалық кодты шифрлау мәліметтерін талқы- лаңдар. Солардың негізінде анықтаңдар: 1) ДНҚ-дағы нуклеотидтер ретін, егер нәруыз мынадай кодондардан түрса: а) Гли + Асп + Цис; ә) Иле + Фен + Лей; б) Гли + Тре + Сер; b) Вал + Глу + Тре; г) Про + Фен + Арг. 29

Ниже – пошагово, толық жауап, тиісті түсініктемелерімен. Құжатта берілген тапсырманы үш бөлікке бөлдік: түсінік/сәйкестік, аминқышқылдарға сәйкес ДНҚ нуклеотидтері туралы есеп, және 1-кесте бойынша талдау нәтижесі. 1) Кодон, триплет, антикодон және жасушадағы нуклеин қышқылдарының типтері бойынша сәйкестендіру - Кодон (codon) — мРНК-да орналасқан үш нуклеотидтен тұратын триплет; әр кодон белгілі бір аминқышқылын немесе стоп кодонды кодтайды. Мысалы: AUG – Met (метионин), UUU – Phe (Фенилаланин) т.б. - Триплет (triplet) – ұғым кең мағынада үш нуклеотидтен тұратын кез келген үштік ретті білдіреді. Бұл ұғым кейде ДНҚ-дағы үштік кодонды (coding triplet) немесе (кейбір оқулықтарда) мРНК-тағы кодонға синоним ретінде қолданылады. Практикалық мағынасы: триплет- кодонның ДНҚ-дағы эквиваленті – Coding/triplet on DNA. - Антикодон (anticodon) — tRNA-дағы үш нуклеотидтен тұратын ұяшық; ол мРНК-дағы кодонмен комплементарлы байланысты құрайды (сөзі: кодонмен «көпір» ретінде жұмыс істейді). Мысалы: мРНК кодоны AUG болса, сәйкес антикодон UAC болады. - Жасушадағы нуклеин қышқылдарының түрлерімен сәйкестендіру: - Кодон – мРНК-ның үштік кодоны (RNA). - Триплет – ДНҚ-дағы үштік кодондық үлгі (coding/triplet) немесе оның комплементарлы қатысушысы; тексте кейде “DNA triplet” деп аталады. - Антикодон – tRNA-дағы комплементарлы үшлік; кодонды оқып тұратын рөл атқарады. - ДНҚ түрлері: жасушада екі комплементарлы тізбекпен тұратын ДНҚ бар; coding (sense) strand мРНК-ға ұқсас нуклеотидтермен, ал template (antisense) strand комплементарлы болып синтезге қызмет етеді. Қысқаша: мРНК кодондарына сай DNA coding triplet жазылса, антикодон тRNA-дағы үштік кодонмен жұптасады. 2) Егер 300 аминқышқылынан тұратын нәруыз синтезделсе ДНҚ-да неше нуклеотид бар екенін есептеңдер. Кідіртпе-кодонды ескердіңдер ме? Осыған байланысты жауаптарың қалай өзгерді? - Негізгі ереже: Әр аминқышқылын кодтайтын кодонның ұзындығы 3 нуклеотид. Демек 300 аминқышқылы үшін қажет кодондар саны – 300. - Егер стоп кодоны бар болса (адам тізбегін аяқтау үшін қосымша кодон қажет): соңғы стоп кодоны үшін тағы бір кодон қосылады. - Сондықтан екі жағдай: - Стоп кодоны ескерілмегенде: 300 кодон × 3 нуклеотид = 900 нуклеотид. - Стоп кодоны ескерілгенде: 300 аминқышқыл кодондары + 1 стоп кодоны = 301 кодон × 3 нуклеотид = 903 нуклеотид. - ДНҚ-да есептеу қалай көрінеді? -Coding strand (құрастыруға қызмет ететін тізбек) үшін: - Стопсыз жағдайда: 900 нуклеотид. - Стоппен жағдайда: 903 нуклеотид. - Double-stranded ДНҚ-де толық ұзындық: - Coding strand ұзындығы: 900 немесе 903 нуклеотид. - Template strand толық ұзындығы: сәйкесінше 900 немесе 903 нуклеотид (екі тізбек те бір-бірімен комплементарлы). - Жалпы двойной ДНҚ-ның нуклеотидтер саны: 1800 (900+900) немесе 1806 (903+903) нуклеотид. - Қысқаша нәтижелер: - Stop кодонсыз: 900 нТ (coding strand) → Double-stranded ДНҚ = 1800 нТ. - Stop кодонмен: 903 нТ (coding strand) → Double-stranded ДНҚ = 1806 нТ. 3) Талдау: 1-кестеде берілген генетикалық кодты талқылап, төмендегілерді анықтаңдар. Солардың негізінде ДНҚ-дағы нуклеотидтердің ретін құрастыр: - а) Гли + Асп + Цис; - ә) Иле + Фен + Лей; - б) Гли + Тре + Сер; - в) Вал + Глу + Тре; - г) Про + Фен + Арг. Ескерту: Мына есептеу үшін мРНК кодондарының сәйкес_amino_acid кодтарын қолданамыз; кодондардың бірнеше баламалы триплеттері бар екенін есте сақтаңыз (генетикалық код иірмелі-синонимдік деп аталады). Салауатты шешімнің бір мысалы ретінде төмендегі кодондарды қабылдап, ДНҚ coding strand-ды құрайық. Ескерту: әр аминқышқылына бірнеше кодон бар, сондықтан нәтижелер бір ғана мысал болып табылады (әлеуетті альтернативалар бар). - Гли (Gly) – кодондардың мысалы: GGU, GGC, GGA, GGG (мРНК-дегі); олардың ДНҚ coding strand-дағы баламасы: GGT, GGC, GGA, GGG. - Асп (Asp) – GAU, GAC (мРНК); ДНҚ coding: GAT, GAC. - Цис (Cys) – UGU, UGC (мРНК); ДНҚ coding: TGT, TGC. - Иле (Ile) – AUU, AUC, AUA (мРНК); ДНК coding: ATT, ATC, ATA. - Фен (Phe) – UUU, UUC; ДНК coding: TTT, TTC. - Лей (Leu) – UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG (мРНК); ДНК coding: TTA, TTG, CTT, CTC, CTA, CTG. - Тре (Thr) – ACU, ACC, ACA, ACG; ДНК coding: ACT, ACC, ACA, ACG. - Сер (Ser) – UCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC; ДНК coding: TCT, TCC, TCA, TCG, AGU->AGT, AGC->AGC (мөлшерлі де-анализ бойынша AGU → AGT). - Вал (Val) – GUU, GUC, GUA, GUG; ДНК coding: GTT, GTC, GTA, GTG. - Глу (Glu) – GAA, GAG; ДНК coding: GAA, GAG. - Арг (Arg) – CGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG; ДНК coding: CGT, CGC, CGA, CGG, AGA->AGT, AGG->AGG. - Про (Pro) – CCU, CCC, CCA, CCG; ДНК coding: CCT, CCC, CCA, CCG. Ескерту туралы нақты ұсыныс: - Кодондардың баламалары көп болғандықтан, әрбір аминқышқылына белгілі бір “бір мысалдық” кодонды таңдап, берілгенге сай кодондық тізбек құрастырылады. Төменде бір мысал ретінде нақты үш аминқышқыл тізбегі бойынша ДНҚ coding strand-ның бірі көрсетіледі (үш аминқышқылдың әрқайсысына бір мүмкін кодон таңдалған): 1) а) Гли + Асп + Цис - мРНК кодондары: GGU GAU UGU - ДНҚ coding strand: GGT GAT TGT - Ескерту: Gly үшін басқа баламалар да бар (GGC, GGA, GGG), Asp үшін (GAT, GAC), Cys үшін (TGT, TGC). 2) ә) Иле + Фен + Лей - мРНК кодондары: AUU UUU CUA - ДНҚ coding strand: ATT TTT CTA - Ескерту: Ile үшін (ATT, ATC, ATA), Phe үшін (TTT, TTC), Leu үшін (CTT, CTC, CTA, CTG, TTA, TTG). 3) б) Гли + Тре + Сер - мРНК кодондары: GGU ACU UCU - ДНҚ coding strand: GGT ACT TCT - Ескерту: Thr үшін (ACT, ACC, ACA, ACG); Ser үшін (TCT, TCC, TCA, TCG, AGU, AGC) баламалары бар. 4) в) Вал + Глу + Тре - мРНК кодондары: GUU GAA ACU - ДНҚ coding strand: GTT GAA ACT - Ескерту: Val (GTT, GTC, GTA, GTG); Glu (GAA, GAG); Thr (ACT, ACC, ACA, ACG). 5) г) Про + Фен + Арг - мРНК кодондары: CCU UUU CGU - ДНҚ coding strand: CCT TTT CGT - Ескерту: Pro (CCT, CCC, CCA, CCG); Phe (TTT, TTC); Arg баламаларына сәйкес (CGU -> CGT, және т.б.). Қысқаша қорытынды по талдауға: - Генетикалық кодтағы әр аминқышқылына бірнеше кодон possible. Сондықтан 1-кесте бойынша талдау кезінде әр аминқышқылына қандай кодон таңдалатынына байланысты ДНҚ-ның нақты coding strand үштігі әртүрлі болуы мүмкін. - Stop кодондар: UAA, UAG, UGA; егер өшірілмесең, соңында STOP кодоны пайда болады және бұл кодондар аминқышқылдар тізбегін аяқтайды. Бұл сіздің 900 нуклеотидтік “аминқышқылдар тізбегі” нәтижеге қосымша 3 нуклеотид қосады (жалпы 301 кодон, 903 нуклеотид). Егер STOP кодоны ескерілмесе, нәтиже 900 нуклеотид болады. - ДНҚ-дағы нақты нуклеотидтер ретін анықтау үшін таңдаған кодондардың баламаларына байланысты әрбір үштік үшін нақты coding-strand жазылады. Бұл тапсырманың мақсаты – кодондық-байланыс пен ДНҚ мəліметтерінің өзара сәйкестігін түсіну. Егер сізге қажет болса, мен басқа да баламалы кодондардың бірнеше вариантын көрсетіп, әрбір аминқышқыл тізбегі үшін бірнеше ықтимал ДНҚ coding-strand нұсқасын салыстырып бере аламын. Сондай-ақ 1-кесте бойынша нақты сіз таңдаған баламаларға сәйкес DNA нуклеотид тізбектерін дәл есептеп шығарамын.