Задача 1. Комплементарность ДНК Условие: Дана последовательность одной цепи ДНК: 5'-А-Т-Г-Ц-А-Т-Т-3'. Напишите последовательность второй цепи с указанием концов.
Реши задание на изображении
Сверь числа и знаки с фото.
Задача 1. Комплементарность ДНК Условие: Дана последовательность одной цепи ДНК: 5'-А-Т-Г-Ц-А-Т-Т-3'. Напишите последовательность второй цепи с указанием концов.
Задача 2. Длина гена Условие: Фрагмент ДНК содержит 120 пар нуклеотидов. Какова длина этого фрагмента, если один нуклеотид занимает 0,34 нм?
Задача 3. Количество нуклеотидов Условие: В молекуле ДНК 200 адениновых нуклеотидов, что составляет 20% от общего числа. Сколько всего нуклеотидов в молекуле?
Задача 4. Правило Чаргаффа Условие: В ДНК содержится 30% тимина. Сколько процентов приходится на гуанин?
Задача 5. Транскрипция (иРНК) Условие: Дан участок матричной цепи ДНК: 3'-Т-А-Ц-Г-Г-А-Т-5'. Синтезируйте по нему молекулу иРНК с указанием концов.
Задача 6. Трансляция (белок) Условие: Дана последовательность иРНК: 5'-АУГ-ГЦУ-УУУ-УАА-3'. Определите последовательность аминокислот (АУГ — метионин, ГЦУ — аланин, УУУ — фенилаланин, УАА — стоп-кодон).
Задача 7. Количество аминокислот Условие: Белок состоит из 150 аминокислот. Сколько нуклеотидов в иРНК кодирует этот белок (без учёта стоп-кодона)?
Задача 8. Замена нуклеотида Условие: Дан кодон иРНК 5'-ГЦУ-3' (аланин). Произошла замена второго нуклеотида Ц на А. Запишите новый кодон с указанием концов и определите какую аминокислоту будет кодировать триплет.
Задача 9. Соотношение нуклеотидов в РНК Условие: В молекуле иРНК 300 нуклеотидов. Сколько триплетов (кодонов) она содержит?
Задача 10. Сдвиг рамки считывания Условие: Дан участок иРНК: 5'-АУГ-ГЦУ-УУУ-ААА-3'. Выпал второй нуклеотид (У) в первом кодоне. Запишите новую последовательность с указанием концов и объясните, определите аминокислотный состав по таблице генетического кода.
Ниже — ответы ко всем десяти задачам, затем короткие пояснения.
Краткие ответы
- Вторая цепь ДНК: 3′-Т-А-Ц-Г-Т-А-А-5′.
- 40,8 нм.
- 1000 нуклеотидов.
- 20%.
- иРНК: 5′-А-У-Г-Ц-Ц-У-А-3′.
- Метионин — аланин — фенилаланин; УАА — стоп-кодон, синтез завершается.
- 450 нуклеотидов.
- Новый кодон: 5′-ГАУ-3′, он кодирует аспарагиновую кислоту.
- 100 триплетов.
- Новая последовательность: 5′-АГГ-ЦУУ-УУА-АА-3′. Кодоны: АГГ — аргинин, ЦУУ — лейцин, УУА — лейцин. Последние АА — неполный кодон, в данном фрагменте он не транслируется.
Как это получается
В ДНК работают пары А–Т и Г–Ц. Вторая цепь должна быть антипараллельна первой, поэтому концы меняются: было \(5'\to3'\), стало \(3'\to5'\).
Длина считается по числу пар нуклеотидов: \[ 120 \cdot 0{,}34 = 40{,}8\ \text{нм}. \] Умножать на 2 не нужно: 0,34 нм — это длина одной пары нуклеотидов.
Если 200 нуклеотидов — это 20%, то всего: \[ 200 : 0{,}2 = 1000. \]
По правилу Чаргаффа А = Т, Г = Ц. Если Т = 30%, то А = 30%. На Г и Ц остаётся: \[ 100\% - 30\% - 30\% = 40\%. \] Пополам: Г = 20%, Ц = 20%.
Матричная цепь ДНК читается в направлении \(3'\to5'\), а иРНК строится \(5'\to3'\). В РНК вместо Т стоит У: \[ 3'\text{-Т-А-Ц-Г-Г-А-Т-}5' \;\longrightarrow\; 5'\text{-А-У-Г-Ц-Ц-У-А-}3'. \]
Каждый триплет иРНК — один кодон:
- АУГ → метионин;
- ГЦУ → аланин;
- УУУ → фенилаланин;
- УАА → стоп-кодон.
Поэтому белок: метионин–аланин–фенилаланин, затем трансляция останавливается.
На одну аминокислоту нужен один триплет, то есть 3 нуклеотида: \[ 150 \cdot 3 = 450. \] Стоп-кодон в условии не учитываем.
В кодоне 5′-ГЦУ-3′ второй нуклеотид — Ц. Заменяем его на А: \[ 5'\text{-ГЦУ-}3' \to 5'\text{-ГАУ-}3'. \] Кодон ГАУ соответствует аспарагиновой кислоте.
Один кодон — это 3 нуклеотида: \[ 300 : 3 = 100. \]
Исходная запись: 5′-АУГ-ГЦУ-УУУ-ААА-3′.
Убираем второй нуклеотид У из первого кодона АУГ. Получаем 11 нуклеотидов и заново делим их на тройки с 5′-конца: \[ 5'\text{-АГГ-ЦУУ-УУА-АА-}3'. \] Это и есть сдвиг рамки считывания: все последующие кодоны сместились на один нуклеотид, поэтому изменился и аминокислотный состав.
