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

Түсінікке арналған қысқаша анықтамалар - КCodон (codon): мРНҚ-дағы үш нуклеотидтен тұратын код (әр кодон бір аминокышқылына сәйкес келеді). ДНҚ-дағы сәйкес кодонның түп нұсқасы coding strand-ке сәйкес келеді: U-ны T-мен ауыстырады. - Triplet: көбінесе ДНҚ-дағы үш нуклеотидтік секвенцияны білдіреді (генетикалық кодтың ДНҚ-дағы үштік кодоны). Кейде бұл термин “кодон” түсінігімен бір мағынада қолданылады, бірақ дәстүрлі түрде кодон мРНҚ-тағы үштік кодон. - Антикодон (anticodon): тРНҚ-ның үш нуклеотиді; мРНҚ-дағы кодонмен комплементарлы сәйкестенеді (мысалы, мРНҚ-да GGU болса, тРНҚ-да CCA антикодоны болады). - Жасушадағы негізгі нуклеин қышқылдары: ДНҚ (геннің тұтас коды), мРНҚ (кодондар тасымалдаушы), тРНҚ (антикодондарды тасушылар). 1) Codon, triplet, anticodon үғымдарын салыстыру және жасушадағы әртүрлі нуклеин қышқылдарымен сәйкестендіру - Codon: - Түрі: мРНҚ-дағы үш нуклеотидтен тұратын аминокышқыл кодон. - Рольі: ақуыз синтезінде нақты аминокышқылын анықтайды. - Қайда қолданылады: рибосома ішінде трансляция кезінде мРНҚ-тан оқылады. - Triplet: - Түрі: ДНҚ-дағы үш нуклеотидтен тұратын бір «генетикалық Triplet» немесе кодонның әкiмшiндік баламасы. - Рольі: генетикалық кодтағы ақпараттың ДНҚ-ға жазылуындағы үштік бірлікті сипаттайды. - Қайда қолданылады: ДНҚ-да, генетикалық кодтың бір триплеті ретінде. - Антикодон: - Түрі: тРНҚ-ның үш нуклеотиді, мРНҚ-ның кодонына комплементарлы болып сәйкес келеді. - Рольі: рибосомада аминокышқылдың дұрыс қосылуын қамтамасыз етеді. - Қайда қолданылады: трансльция кезінде рибосомаға тРНҚ-ның мШақтасуы арқылы аминокышқыл тасымалдау. - Жасушадағы нуклеинқышқылдарының сәйкестігі: - ДНҚ → мРНҚ транскрипция арқылы пайда болады. - мРНҚ → аминокышқылдар тізбегін құрастыру үшін трансляция кезінде кодондар оқылады. - тРНҚ антикодондары арқылы кодондарға сәйкес аминокышқылдарын тасымалдап қосады. - Қысқаша: ДНҚ triplet (кодонның ДНҚ-дағы үлгісі) → транскрипциямен мРНҚ-ға өтеді → мРНҚ codon-дарынан аминокышқылдар құрылады; тРНҚ-ның anticodon-ы әр кодонға сәйкес келіп аминокышқылын жеткізеді. 2) Берілген кодондар қатарынан ДНҚ-дағы нуклеотидтер ретін анықтау Тәжірибе мақсатында әр аминокышқылдың мүмкін кодондарын мРНҚ-тан қарап, олардың ДНҚ кодтау (coding) жағынан баламаларын көрсетеміз. Ескерту: бір аминокышқылына бірнеше кодон сәйкес келеді, сондықтан сізге көптеген ықтимал ДНҚ реттіліктері беріледі. Төмендегі форматта әр суспубликке арналған мүмкін кодондар көрсетілген. А) Гли (Gly) + Асп (Asp) + Цис (Cys) - Gly мРНҚ кодондары: GGU, GGC, GGA, GGG ДНҚ кодтау баламдары: GGT, GGC, GGA, GGG - Asp мРНҚ кодондары: GAU, GAC ДНҚ кодтау баламдары: GAT, GAC - Cys мРНҚ кодондары: UGU, UGC ДНҚ кодтау баламдары: TGT, TGC Барлығы (4 × 2 × 2) = 16 мүмкін ДНҚ реттіліктері. Мысалдар: GGT-GAT-TGT, GGT-GAT-TGC, GGT-GAC-TGT, GGT-GAC-TGC, ... т.с.с. Б) Иле (Ile) + Фен (Phe) + Лей (Leu) - Ile мРНҚ кодондары: AUU, AUA, AUC ДНҚ кодтау баламдары: ATT, ATA, ATC - Phe мРНҚ кодондары: UUU, UUC ДНҚ кодтау баламдары: TTT, TTC - Leu мРНҚ кодондары: UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG ДНҚ кодтау баламдары: TTA, TTG, CTT, CTC, CTA, CTG Барлығы: 3 × 2 × 6 = 36 мүмкін реттілік. В) Гли (Gly) + Тре (Thr) + Сер (Ser) - Gly: GGT, GGC, GGA, GGG - Thr: ACU, ACC, ACA, ACG → ДНК баламалары ACT, ACC, ACA, ACG - Ser: UCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC → ДНК баламалары TCT, TCC, TCA, TCG, AGT, AGC Барлығы: 4 × 4 × 6 = 96 мүмкін реттілік. Г) Вал (Val) + Глу (Glu) + Тре (Thr) - Val: GUU, GUC, GUA, GUG → ДНҚ баламалары: GTT, GTC, GTA, GTG - Glu: GAA, GAG → ДНҚ баламалары: GAA, GAG - Thr: ACT, ACC, ACA, ACG Барлығы: 4 × 2 × 4 = 32 мүмкін реттілік. Д) Про (Pro) + Фен (Phe) + Арг (Arg) - Pro: CCU, CCC, CCA, CCG → ДНҚ баламалары: CCT, CCC, CCA, CCG - Phe: UUU, UUC → ДНҚ баламалары: TTT, TTC - Arg: CGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG → ДНҚ баламалары: CGT, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG Барлығы: 4 × 2 × 6 = 48 мүмкін реттілік. Ескертпе - ДНҚ кодтау баламалары деп көрсетілген нуклеотидтер — ДНҚ-ның Coding (сайланған) стерженьдегі үштік кодонды білдіреді. Үштік кодондар әр аминокышқылына бірнеше кодон сәйкес келетін degeneracy қасиетіне ие. - Түсіндіру кезінде нақты бір реттілікті таңдап, қосымша факторлар (мысалы, синтездік орта, қолданылатын тіптен нақты организмге тән кодондық жиілік) ескерілуі мүмкін. Жоғарыда көрсетілгендер — барлық мүмкін вариациялар. 2) 300 аминқышқылдан тұратын нәруыз синтезделсе ДНҚ-да неше нуклеотид бар екенін есептеу Негізгі қағида: - Әр аминқышқылын кодтау үшін мРНҚ-да үш нуклеотидтен тұратын кодон керек. - Сондықтан 300 аминқышқыл үшін amino- kodon саны = 300. - Егер кодондардың соңында stop кодоны болмаса (яғни 300 кодон amino- кодон болып табылады), мРНҚ длинасы = 300 кодон × 3 нуклеотид/кодон = 900 нуклеотид. - Егер соңында stop кодоны да керек болса (мРНҚ-да 1 stop кодоны қосылса), жалпы кодон саны = 301; длина мРНҚ = 301 × 3 = 903 нуклеотид. - ДНК-тың кодтайтын стержені үшін ұзындық та дәл осылай 900 немесе 903 нуклеотид болады (стереотип бойынша ДНК-ның coding strand-і мРНҚ-ға сәйкес келеді; табиғи гендегі интрондар мен регуляторлық аймақтар бұл санға кірмейді). - Егер сіз ген ішінде инtronдар болса, ДНҚ-да жалпы ұзындық әлдеқайда үлкен болады; осы есепте инотр жоқ деп қарастырдық. Кішкене қорытынды: - 300 аминқышқыл codealan нәруыз үшін ДНҚ-дағы coding region-нің ұзындығы 900 нуклеотидке тең (мұнда stop кодоны есепке алынбайды). - Stop кодонын ескеріп есептесеңіз: 903 нуклеотид болады. - Сонымен бірге кодиффикациялық аймақта intronдар болса, нақты ДНҚ ұзындығы әлдеқайда көп болуы мүмкін. Қысқаша жауаптардың түйіні - Codon vs Triplet vs Anticodon ұғымдарын салыстырғанда: - Codon — мРНҚ-дағы үш нуклеотидтен тұратын код, аминокышқылын кодтайды. - Triplet — ДНҚ-дағы үш нуклеотидтік сегмент (кодонның генетикалық баламасы ретінде). - Anticodon — тРНҚ-ның үш нуклеотиді, мРНҚ-ның кодонына комплементарлы сәйкес келеді. - 300 аминқышқылдан тұратын нәруыз үшін ДНҚ-дағы Coding region ұзындығы 900 нуклеотид болып есептеледі (қосымша stop кодоны бар болса 903 нуклеотид). Кідіртпе-кодонды ескерсеңіз (яғни stop кодонын қосатын болсақ), жалпы ұзындық 903 болады; ескерілмесе 900 болады. Кодон Degeneracy бұл санды түбегейлі өзгертпейді, тек қандай кодондар таңдалатынын анықтайды. Егер қажет болса, нақты тапсырмадағы әрбір жағдай бойынша толық ықтимал ДНҚ реттіліктерінің тізімін нақты жазып бере аламын (мысалы, бірінші жағдайда 16 ықтимал реттілікті толық жазып шығару).