Участок днк кодирующий аминокислоты

Важная и проверенная информация на тему: "участок днк кодирующий аминокислоты" от профессионалов для спортсменов и новичков.

Задачи на количество нуклеотидов

Участок одной из двух цепей молекулы ДНК содержит 300 нуклеотидов с аденином (А), 100 нуклеотидов с тимином (Т), 150 нуклеотидов с гуанином (Г) и 200 нуклеотидов с цитозином (Ц). Какое количество нуклеотидов с А, Т, Г и Ц содержится в двуцепочечной молекуле ДНК? Сколько аминокислот должен содержать белок, кодируемый этим участком молекулы ДНК? Ответ поясните.

Если в одной цепи ДНК 300 А, 100 Т, 150 Г и 200 Ц, то в комплементарной ей цепи, соответственно, 300 Т, 100 А, 150 Ц и 200 Г. Следовательно, в двуцепочечной ДНК 400 А, 400 Т, 350 Г и 350 Ц.

Если в одной цепи ДНК 300 + 100 +150 + 200 = 750 нуклеотидов, значит там 750 / 3 = 250 триплетов. Следовательно, этот участок ДНК кодирует 250 аминокислот.

В одной молекуле ДНК нуклеодиды с тимином (Т) составляют 24% от общего числа нуклеотидов. Определите количество (в %) нуклеотидов с гуанином (Г), аденином (А), цитозином (Ц) в молекуле ДНК и объясните полученные результаты.

Если 24% Т, значит, по принципу комплементарности 24% А. В сумме на А и Т приходится 48%, следовательно, на Г и Ц в сумме приходится 100%-48%=52%. Количество Г равно количеству Ц, 52% / 2 = 26%.

В процессе трансляции участвовало 30 молекул тРНК. Определите число аминокислот, входящих в состав синтезируемого белка, а также число триплетов и нуклеотидов в гене, который кодирует этот белок.

Если было 30 тРНК (каждая несла по одной аминокислоте) значит, белок содержит 30 аминокислот. Каждая аминокислота кодируется одним триплетом, следовательно, в гене 30 триплетов. Каждый триплет состоит из 3 нуклеотидов, следовательно, в гене 30х3=90 нуклеотидов.

Белок состоит из 100 аминокислот. Установите, во сколько раз молекулярная масса участка гена, кодирующего данный белок, превышает молекулярную массу белка, если средняя молекулярная масса аминокислоты – 110, а нуклеотида – 300. Ответ поясните.

Молекулярная масса белка из 100 аминокислот 100 х 110 = 11 000. Сто аминокислот кодируется трехстами нуклеотидами, молекулярная масса гена 300 х 300 = 90 000. Следовательно, молекулярная масса гена больше в 90/11= 8,18 раз.

Участок молекулы ДНК содержит 50 нуклеотидов с гуанином (Г). Определите, сколько нуклеотидов с цитозином (Ц) содержится на этом участке, а также их число в каждой из дочерних молекул ДНК, образующихся в процессе репликации. Поясните каждый полученный результат.

Напротив гуанина в двойной цепи ДНК стоит цитозин, следовательно, в исходной молекуле 50 нуклеотидов с цитозином. В результате репликации получаются молекулы ДНК, полностью идентичные материнской, следовательно, в каждой из них тоже будет по 50 молекул цитозина и 50 молекул гуанина.

Задачи по молекулярной биологии
методическая разработка по биологии по теме

Это задачи по молекулярной биологии для 10 класса.

Вложение Размер
zadacha_po_molekulyarnoy_biologii.doc 34 КБ

Предварительный просмотр:

В процессе трансляции участвовало 30 молекул тРНК. Определите число аминокислот, входящих в состав синтезируемого белка, а также число триплетов и нуклеотидов в гене, который кодирует этот белок.

одна тРНК транспортирует одну аминокислоту, следовательно, 30 тРНК соответствуют 30 аминокислотам, и белок состоит из 30 аминокислот;

одну аминокислоту кодирует триплет нуклеотидов, значит, 30 аминокислот кодируют 30 триплетов;

количество нуклеотидов в гене, кодирующем белок из 30 аминокислот, 30 х 3 = 90.

Молекулярная масса полипептида составляет 40000. Определите длину кодирующего его гена, если молекулярная масса одной аминокислоты в среднем равна 100, а расстояние между соседними нуклеотидами в цепи ДНК составляет 0,34 нм.

количество аминокислот в полипептиде – 40000: 100= 400

количество нуклеотидов кодирующего участка ДНК (гена) – 400х3=1200

длина кодирующего участка ДНК(гена) – 1200х 0,34=408 нм.

Последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК: — Ц-А-А-Г-Ц-А-Т-Т-Ц-Г-Т-А-Ц-Ц-Ц-Г-. В результате генной мутации выпадает десятый нуклеотид в цепи ДНК. Определите по ней последовательность нуклеотидов в и-РНК и последовательность аминокислот в белке. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода.

последовательность нуклеотидов в ДНК в результате мутации:- ЦАА- ГЦА- ТТЦ- ТАЦ- ЦЦГ-;

последовательность нуклеотидов в и-РНК: — ГУУ- ЦГУ-ААГ- АУГ- ГГЦ-;

последовательность аминокислот в белке:- вал- арг- лиз- мет- гли-.

Какую длину имеет участок молекулы ДНК, в котором закодирована первичная структура белка, если молекула этого белка состоит из 68 аминокислот ( один нуклеотид имеет длину 0,34 нм)? Сколько т-РНК будет участвовать в процессе синтеза этого белка? Ответ поясните.

одну аминокислоту кодируют три нуклеотида ( триплет), следовательно, 68 аминокислот кодируются – 68х 3 = 204 нуклеотидами.

участок молекулы ДНК, состоящий из 204 нуклеотидов, имеет длину- 204х 0,34= 69,36 нм.

т-РНК переносит только одну аминокислоту, значит, в синтезе этого белка участвует 68 т-РНК.

Две цепи ДНК удерживаются друг против друга водородными связями. Определите число нуклеотидов с аденином, тимином, гуанином, и цитозином в молеуле ДНК , в которой 42 нуклеотида соединяются между собой двумя водородными связами и 48 нуклеотидов – тремя водородными связами. Полученные результаты поясните.

цепи молекулы ДНК соединяются по принипу комплементарности: А-Т, Г-Ц;

между Аи Т образуются две водородные связи А=Т = 42: 2 =21;

между Ги Ц образуются три водородные связи Г=Ц= 48_3= 16;

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Данный материал поможет учителю и учащимся повторить материал по молекулярной биологии и генетике, и хорошо пдготовиться к экзамену.

Решение задач по молекулярной биологии позволяет углубить и закрепить знания по общей биологии.

В работе представлены задачи по молекулярной биологии (9 класс).

Решение задач повышенной сложности в рамках подготовки к ЕГЭ.

Учебное пособие предназначено для учеников старших классов и призвано оказывать помощь при подготовке к ЕГЭ по биологии. Также может использоваться учителями средних об­щеобразовательных школ в процес.

Нуклеотидный состав нуклеиновых кислот (общая биология — подготовка к ЕГЭ, задание №39).

Нуклеотидный состав нуклеиновых кислот (общая биология — подготовка к ЕГЭ, задание №39).

Задача № Участок молекулы днк, кодирующий часть полипептида, имеет следующее строение

Дата 17.06.2016
өлшемі 47.5 Kb.
түрі Задача
ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД И БИОСИНТЕЗ БЕЛКА

Участок молекулы ДНК, кодирующий часть полипептида, имеет следующее строение:

Читайте так же:  Протеин польза и вред для женщин

– А – Ц – Ц – А – Т – А – Г – Т – Ц – Ц – А – А – Г – Г – А –

Определите последовательность аминокислот в полипептиде.

у часток молекулы ДНК, кодирующий часть полипептида:

Р е ш е н и е:

1. Зная кодирующую цепь ДНК, по принципу комплементарности построим участок и-РНК:

Н а й т и: последовательность аминокислот в полипептиде.

2. Используя таблицу генетического кода, определяем последовательность аминокислот в полипептиде.

О т в е т: триптофан – тирозин – глутамин – валин – пролин.

Сколько нуклеотидов содержит ген (обе цепи ДНК), в котором запрограммирован белок инсулин из 51 аминокислоты?

белок инсулин – 51 аминокислота

[2]

Р е ш е н и е:

Одним из свойств генетического кода является то, что каждая аминокислота кодируется триплетом ДНК.

1. Подсчитаем количество нуклеотидов в одной цепи ДНК:

51 · 3 = 153 нуклеотида

2. Подсчитаем, сколько нуклеотидов содержит ген (обе цепи ДНК):

153 · 2 = 306 нуклеотидов.

Н а й т и: количество нуклеотидов, содержащихся в гене, в котором запрограммирован белок инсулин – ?

О т в е т: 306 нуклеотидов.

Одна из цепей ДНК имеет молекулярную массу 34155. Определите количество мономеров белка, запрограммированного в этой ДНК.

Р е ш е н и е:

Молекулярная масса одного нуклеотида 345.

1. Подсчитаем количество нуклеотидов в ДНК:

34155 : 345 = 99 нуклеотидов

Найти: количество мономеров белка – ?

2. Подсчитаем количество мономеров белка:

99 : 3 = 33 триплета в ДНК кодируют 33 аминокислоты белка.

О т в е т: 33 мономера.

Известны молекулярные массы четырех белков:

а) 3000; б) 4600; в) 78 000; г) 3500.

Определите длины соответствующих генов.

m4 – 3500

Р е ш е н и е:

Молекулярная масса одной аминокислоты в среднем 100. Расстояние между нуклеотидами 0,34 нм.

а) 3000 : 100 = 30 аминокислот

90 · 0,34 нм = 30,6 нм

Н а й т и: длину генов – ?

б) 4600 : 100 = 46 аминокислот

138 · 0,34 = 46,92 нм

в) 78000 : 100 = 780 аминокислот

780 · 3 = 2340 нуклеотидов

2340 · 0,34 = 795,6 нм

г) 3500 : 100 = 35 аминокислот

35 · 3 = 105 нуклеотидов

105 · 0,34 = 35,7 нм

О т в е т: длины соответствующих генов равны: а) 30,6 нм; б) 46,92 нм; в) 795,6 нм; г) 35,7 нм.

Какова молекулярная масса гена (двух цепей ДНК), если в одной его цепи запрограммирован белок с молекулярной массой 1500?

Р е ш е н и е:

1. Подсчитаем количество аминокислот в белке:

1500 : 100 = 15 аминокислот

Найти: mгена – ?

2. Подсчитаем количество нуклеотидов в одной цепи гена:

15 · 3 = 45 нуклеотидов

3. Найдем молекулярную массу одной цепи гена:

4. Найдем молекулярную массу двух цепей:

15525 · 2 = 31050

О т в е т: 31050.

Полипептид состоит из следующих аминокислот: валин – аланин – глицин – лизин – триптофан – валин – серин. Определите структуру участка ДНК, кодирующего эту полипептидную цепь, его массу и длину.

валин – аланин – глицин – лизин – триптофан – валин – серин.

Н а й т и: структуру ДНК – ? mДНК – ? ℓДНК – ?

1) Используя генетический код, найдем структуру и-РНК:

2) По принципу комплементарности построим кодирующую цепь ДНК и достроим некодирующую цепь ДНК:

3) Подсчитаем массу участка ДНК:

345 · 21 · 2 = 14490

4) Подсчитаем длину участка ДНК:

0,34 нм · 21 = 7,14 нм

О т в е т: участок ДНК, кодирующий пептид:

Фрагмент молекулы ДНК содержит 2348 нуклеотидов. На долю адениновых приходится 420. Сколько содержится других нуклеотидов? Найдите массу и длину фрагмента ДНК.

ДНК – 2348 нуклеотидов

Р е ш е н и е:

1. Исходя из принципа комплементарности можно определить количество Т:

А = Т А – 420  Т – 420.

2. Подсчитаем общее количество Г и Ц:

2348 – 840 = 1508 (Г + Ц)

Т – ? Г – ? Ц – ?

ДНК – ?

3. Определим количество Г и Ц:

1508 : 2 = 754 (Г, Ц)

4. Подсчитаем массу и длину ДНК.

mДНК – 2348 · 345 = 810060

ДНК – 1174 · 0,34 нм = 399,16 нм

О т в е т: А – 420, Т – 420, Г – 754, Ц – 754;

Полипептид состоит из следующих аминокислот: аланин – глицин – лейцин – пролин – серин – цистеин. Какие т-РНК (c какими антикодонами) участвуют в синтезе белка? н айдите массу и длину РНК.

ала – гли – лей – про – сер – цис

Н а й т и: 1) какие т-РНК (с какими антикодонами) участвуют в синтезе белка – ?

1) Используя генетический код, находим структуру и-РНК:

аланин – глицин – лейцин – пролин – серин – цистеин

2) Зная цепочку и-РНК, находим антикодоны т-РНК:

3) Найдем массу РНК:

345 · 6 · 3 = 6210

4) Найдем длину РНК:

0,34 нм · 18 = 6,12 нм

О т в е т: –Ц–Г–А–Ц–Ц–А–Г–А–А–Г–Г–А–А–Г–А–А–Ц–А–;

Образцы решения задач

Задача: Полипептид состоит из следующих аминокислот: валин-аланин-глицин-лизин-триптофан-валин-серин-глутаминовая кислота. Определить структуру участка ДНК, кодирующего указанный полипептид.

По последовательности аминокислот устанавливается порядок нуклеотидов иРНК (по таблице генетического кода, см. прил. 1):

иРНК: 5’ ГУУГЦУГГУАААУГГГУУУЦУГАА 3’

По цепочке иРНК можно восстановить участок матричной нити ДНК, по которой она собиралась.

иРНК: 5’ ГУУГЦУГГУАААУГГГУУУЦУГАА 3’

Матричная цепь ДНК: 3’ЦААЦГАЦЦАТТТАЦЦЦАААГАЦТТ 5’

Но днк состоит из 2-х цепей, значит, последовательность кодогенной цепи днк будет следующей: 5’ гттгцтггтааатгггтттцтгаа 3’

Таким образом, полная структура молекулы ДНК:

5’ ГТТГЦТГГТАААТГГГТТТЦТГАА 3’ – кодогенная цепь.

3’ ЦААЦГАЦЦАТТТАЦЦЦАААГАЦТТ 5’ – матричная цепь

Участок матричной цепи молекулы ДНК, кодирующий часть полипептида, имеет следующее строение: 3’ ЦЦАТАГТЦЦААГГАЦ 5’. Определите последовательность аминокислот в полипептиде.

Участок гена, кодирующего белок, состоит из последовательно расположенных нуклеотидов 5’ ААЦГАЦТАТЦАЦТАТАЦЦГАА 3’. Определите состав и последовательность аминокислот в полипептидной цепи, закодированной в этом участке гена.

Определите аминокислотный состав полипептида, который кодируется следующей последовательностью иРНК: 5’ ЦЦАЦЦУГГУУУУГГЦ 3’.

Полипептид состоит из следующих аминокислот: вал-ала-гли-лиз-три-вал-сер-глу. Определите один из вариантов структуры участка ДНК, кодирующего указанный полипептид.

Читайте так же:  Креатин малат или моногидрат

Полипептид состоит из следующих аминокислот: ала-цис-лей-мет-тир. Определите один из вариантов структуры участка ДНК, кодирующего эту полипептидную цепь.

Видео (кликните для воспроизведения).

Первые 10 аминокислот в цепи В инсулина: фен-вал-асп-глн-гис-лей-цис-гли-сер-гис. Определите один из вариантов структуры участка ДНК, кодирующего эту часть цепи инсулина.

Начальный участок цепи А инсулина представлен следующими аминокислотами: гли-иле-вал-глн-глн. Определите один из вариантов структуры участка ДНК, кодирующего эту часть цепи инсулина.

Одна из цепей глюкагона имеет следующий порядок аминокислот: треонин-серин-аспарагин-тирозин-серин-лизин-тирозин. Определите один из вариантов строения участка ДНК, кодирующего эту часть цепи глюкагона.

Антикодоны тРНК поступают к рибосомам в следующей последователь­ности нуклеотидов УЦГ, ЦГА, ААУ, ЦЦЦ. Определите последовательность нуклеотидов на иРНК, последовательность нуклеотидов на ДНК, кодирующих определенный белок и последовательность аминокислот во фрагменте молеку­лы синтезируемого белка, переносимые данной тРНК.

Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на котором синтезируется участок тРНК, имеет следующую по­следовательность нуклеотидов ТТГГАААААЦГГАЦТ. Установите нуклеотид­ную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте. Какой кодон иРНК будет соответствовать третьему антикодону этой тРНК? Какая аминокислота будет транспортироваться этой тРНК?

В процессе трансляции участвовало 30 молекул т-РНК. Определите число аминокислот, входящих в состав синтезируемого белка, а также число трипле­тов и нуклеотидов в гене, который кодирует белок, образовавшийся в результате трансляции.

У человека, больного цистинурией (содержание в моче большего, чем в норме, числа аминокислот), с мочой выделяются аминокислоты, которым соответствуют следующие кодоны иРНК: 5’УЦУУГУГЦУГГУЦАГЦГУААА3’. У здорового человека в моче обнаруживаются аланин, серин, глутаминовая кислота и глицин. Какие аминокислоты выделяются с мочой у больных цистинурией? Напишите триплеты, соответствующие аминокислотам, имеющимся в моче здорового человека.

[1]

Исследования показали, что 34% общего числа нуклеотидов данной иРНК приходится на гуанин, 18%-на урацил, 28%-на цитозин и 20%-на аденин. Определите процентный состав азотистых оснований двухцепочечной ДНК, слепком с которой является указанная иРНК.

Известно, что расстояние между двумя соседними нуклеотидами в спирализованной молекуле ДНК, измеренной вдоль оси спирали, составляет 0,34 нм. Какую длину имеет кодирующий участок гена, определяющего молекулу нормального гемоглобина, включающего 287 аминокислот?

Какую длину имеет часть молекулы ДНК, кодирующая инсулин быка, если известно, что молекула инсулина быка имеет 51 аминокислоту, а расстояние между двумя соседними нуклеотидами в ДНК равно 0,34 нм?

Белок состоит из 200 аминокислот. Какую длину имеет определяющий его ген, если расстояние между двумя соседними нуклеотидами в спирализованной молекуле ДНК (измеренное вдоль оси спирали) составляет 0,34 нм?

В молекуле ДНК на долю цитозиновых нуклеотидов приходится 18%. Определите процентное соотношение других нуклеотидов, входящих в молекулу ДНК.

Сколько содержится адениловых, тимидиловых, гуаниловых и цитидиловых нуклеотидов во фрагменте молекулы ДНК, если в нем обнаружено 950 цитидиловых нуклеотидов, составляющих 20% от общего количества нуклеотидов в этом фрагменте ДНК?

Примем условно массу одного нуклеотида за 1. Определите в условных единицах массу оперона бактерии, в котором промотор с инициатором состоит из 10 нуклеотидов, оператор с терминатором – из 10 нуклеотидов каждый, а каждый из трех структурных генов содержит информацию о структуре белка, состоящего из 50 аминокислот. Можно ли, располагая такой информацией, определить массу транскриптона в эукариотической клетке?

В пробирку поместили рибосомы из разных клеток, весь набор аминокис­лот и одинаковые молекулы и-РНК и т-РНК, создали все условия для синтеза белка. Почему в пробирке будет синтезироваться один вид белка на разных ри­босомах?

Белок состоит из 100 аминокислот. Установите, во сколько раз молекуляр­ная масса участка гена, кодирующего данный белок, превышает молекулярную массу белка, если средняя молекулярная масса аминокислоты – 110, а нуклеоти­да — 300. Ответ поясните.

Участок молекулы ДНК имеет следующий состав: ГАТГААТАГТГЦТТЦ. Перечислите не менее 3 последствий, к которым может привести случайная за­мена седьмого нуклеотида тимина на цитозин.

В результате мутации во фрагменте молекулы белка аминокислота фе­нилаланин заменилась на лизин. Определите аминокислотный состав фрагмен­та молекулы нормального и мутированного белка и фрагмент мутированной иРНК, если в норме иРНК имеет последовательность: ЦУЦГЦААЦГУУЦААУ.

Биосинтез белка. Генетический код

Наследственная информация – это информация о строении белка (информация о том, какие аминокислоты в каком порядке соединять при синтезе первичной структуры белка).

Информация о строении белков закодирована в ДНК, которая у эукариот входит в состав хромосом и находится в ядре. Участок ДНК (хромосомы), в котором закодирована информация об одном белке, называется ген.

Транскрипция – это переписывание информации с ДНК на иРНК (информационную РНК). иРНК переносит информацию из ядра в цитоплазму, к месту синтеза белка (к рибосоме).

Трансляция – это процесс биосинтеза белка. Внутри рибосомы к кодонам иРНК по принципу комплементарности присоединяются антикодоны тРНК. Рибосома пептидной связью соединяет между собой аминокислоты, принесенные тРНК, получается белок.

Реакции транскрипции, трансляции, а так же репликации (удвоения ДНК) являются реакциями матричного синтеза. ДНК служит матрицей для синтеза иРНК, иРНК служит матрицей для синтеза белка.

Генетический код – это способ, с помощью которого информация о строении белка записана в ДНК.

Свойства генкода

1) Триплетность: одна аминокислота кодируется тремя нуклеотидами. Эти 3 нуклеотида в ДНК называются триплет, в иРНК – кодон, в тРНК – антикодон (но в ЕГЭ может быть и «кодовый триплет» и т.п.)

2) Избыточность (вырожденность): аминокислот всего 20, а триплетов, кодирующих аминокислоты – 61, поэтому каждая аминокислота кодируется несколькими триплетами.

3) Однозначность: каждый триплет (кодон) кодирует только одну аминокислоту.

4) Универсальность: генетический код одинаков для всех живых организмов на Земле.

Задачи на количество нуклеотидов/аминокислот
3 нуклеотида = 1 триплет = 1 аминокислота = 1 тРНК

Задачи на АТГЦ
ДНК иРНК тРНК
А У А
Т А У
Г Ц Г
Ц Г Ц

Участок днк кодирующий аминокислоты

1. Одна из цепочек ДНК имеет последовательность нуклеотидов: АГТ АНД ГАТ АЦТ ЦГА ТТТ АЦГ . Какую последовательность нуклеотидов имеет вторая цепочка той же молекулы?

Решение. По принципу комплементарности достраиваем вторую цепочку (А-Т, Г-Ц). Она будет выглядеть так: ТЦА ТГГ ЦТА ТГА ГЦТ AAA ТГЦ .

2. Большая из двух цепей белка инсулина (так называемая цепь В) начинается со следующих аминокислот: фенилаланин-валин-аспарагин-глутаминовая кислота-гистидин-лейцин. Напишите последовательность нуклеотидов в начале участка молекулы ДНК, хранящего информацию об этом белке.

Решение. Поскольку одну аминокислоту могут кодировать несколько триплетов, точную структуру иРНК и участка ДНК определить невозможно, структура может варьировать. Используя принцип комплементарности нуклеотидов и таблицу генетического кода получаем один из вариантов:

Читайте так же:  Белки содержащие весь необходимый набор аминокислот

3. Участок гена имеет следующее строение, состоящее из последовательности нуклеотидов: ЦГГ ЦГЦ ТЦА AAA ТЦГ . . Укажите строение соответствующего участка белка, информация о котором содержится в данном гене. Как отразится на строении белка удаление из гена четвертого нуклеотида?

Решение. Используя принцип комплементарности соединения оснований водородными связями и таблицу генетического кода, делаем все как в предыдущей задаче:

Цепь ДНК

Аминокислоты цепи белка

Ала — Ала — Сер — Фен — Сер

При удалении из гена четвертого нуклеотида — Ц произойдут заметные изменения — уменьшится количество и состав аминокислот в белке:

Цепь ДНК

Аминокислоты цепи белка

Ала — Apr — Вал — Лей —

[3]

4. При синдроме Фанкони (нарушение образования костной ткани) у больного с мочой выделяются аминокислоты, которым соответствуют кодоны в иРНК: АУА, ГУЦ, АУГ, УЦА, УУГ, ГУУ, АУУ. Определите, выделение каких аминокислот с мочой характерно для синдрома Фанкони, если у здорового человека в моче содержатся аминокислоты аланин, серии, глутаминовая кислота и глицин.

Решение. Используя таблицу генетического кода, определим аминокислоты, которые кодируются указанными триплетами. Это изолейцин, валин, метионин, серии, лейцин, тирозин, валин, изолейцин. Таким образом, в моче больного только одна аминокислота (серии) такая же как у здорового человека, остальные шесть — новые, а три, характерные для здорового человека, отсутствуют.

5. Исследования показали, что в иРНК содержится 84% гуанина, 18% урацила, 28% цитозина, 20% аденина. Определите процентный состав азотистых оснований в участке ДНК, являющегося матрицей для данной иРНК.

Решение. Очевидно, что 34% гуанина в иРНК в смысловой (считываемой) цепи ДНК будут составлять 34% цитозина, соответственно, 18% урацила — 18% аденина, 28% цитозина — 28% гуанина, 20% аденина — 20% тимина (по принципу комплементарности оснований нуклеотидов). Суммарно А + Т и Г + Ц в смысловой цепи будет составлять: А + Т = 18% + 20% = 38%, Г + Ц = 28% + 34% = 62%. В антисмысловой (некодируемой) цепи (ДНК — двухцепочечная молекула) суммарные показатели будут такими же, только процент отдельных оснований будет обратный: А + Т = 20% + 18% — 38%, Г + Ц — 34 % + 28% = 62%. В обеих же цепях в парах комплиментарных оснований будет поровну, т. е. аденина и тимина — по 19%, гуанина и цитозина по 31%.

6. Цепь А инсулина быка в 8-м звене содержит аланин, а лошади — треонин, и 9-м анонс; соответственно серии и глицин. Что можно сказать о происхождении инсулинов?

Решение. Посмотрим, какими триплетами в иРНК кодируются упомянутые в условии задачи аминокислоты, и для удобства сравнения составим небольшую таблицу:

Лошадь

8- е звено белка

9- е звено белка

Поскольку аминокислоты кодируются разными триплетами, взяты триплеты, минимально отличающиеся друг от друга. В данном случае у лошади и быка в 8-м и 9-м звеньях изменены аминокислоты в результате замены первых нуклеотидов в триплетах иРНК: гуанин заменен на аденин (или наоборот). В двухцепочечной ДНК это будет равноценно замене пары Ц-Г на Т-А (или наоборот). Следовательно, отличия цепей А инсулина быка и лошади обусловлены транзициями в участке молекулы ДНК, кодирующей 8-е и 9-е звенья цепи А инсулинов быка и лошади.

Оренбургская область Шарлыкский район село Дубровка улица Школьная, 8

Электронный адрес автора: [email protected]

Муниципальное общеобразовательное учреждение «Дубровская средняя общеобразовательная школа»

МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ (задачи).

1. Гормон соматостатин представляет собой белок, начальный участок которого состоит из 8 аминокислот: аланин — глицин — цистеин – лизин — аспарагин — фенилаланин — фенилаланин — тирозин. Определите структуру участка ДНК, кодирующего эту часть полипептида.

2. Энкефалины — опиоидные пептиды. Met-энкефалин — это цепочка из 5 аминокислот: тирозин — глицин — глицин – фенилаланин — метионин. Определите структуру участка ДНК, кодирующего этот пептид.

3. Вазопрессин — гормон задней доли гипофиза, представляет собой пептид из 9 аминокислот: цистеин — тирозин — фенилаланин — глутамин — аспарагин — цистеин — пролин — аргинин — глицин.

а) структуру участка ДНК, кодирующего этот гормон;

б) длину этого участка молекулы ДНК.

4. Участок молекулы ДНК, кодирующий первичную структуру молекулы β-неоэндорфина имеет следующую последовательность нуклеотидов: АТАЦТТЦТТГААГЦТТТЦАТАГГТ. Определите последовательность аминокислот в пептиде.

5. Гормон поджелудочной железы — глюкагон, состоит из 29 аминокислот. Первые 8 аминокислот имеют следующую последовательность: гистидин – серин — глутамин – глицин — треонин — фенилаланин — треонин — серин. Определите последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК.

6. Начальный участок А-цепи инсулина человека состоит из следующей последовательности аминокислот: глицин — изолейцин – валин – глутаминовая кислота – глутамин — цистеин — цистеин — треонин — серин – изолейцин. Определите структуру иРНК данного отрезка полипептида.

7. Антисмысловая цепь ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов ТАТГТГГААЦТТЦГАААГТАТЦЦА. Определите структуру белковой молекулы, закодированную в данном участке молекулы ДНК.

8. Участок молекулы ДНК кодирует последовательность аминокислот в В-цепи инсулина человека: валин — цистеин — глицин — глутаминовая кислота — аргинин – глицин — фенилаланин. Как изменяется аминокислотный состав отрезка В-цепи, если в молекуле ДНК произойдет выпадение 7 нуклеотида и вставка гуанилового между 18 и 19 нуклеотидами?

9. Гемоглобин человека состоит из 2-х α- и 2-х β-полипептидных цепей. В β-цепи первые 8 аминокислот расположены в следующей последовательности: валин — гистидин — лейцин – треонин — пролин – глутаминовая кислота — глютаминовая кислота — лизин. В гемоглобине S в шестом положении глутаминовая кислота замещена на валин. Определите структуру отрезков молекул ДНК, кодирующих β-цепи гемоглобинов А и S и причины замены глутаминовой кислоты на валин.

ТАБЛИЦА НЕКОТОРЫХ ТРИПЛЕТОВ — КОДОНОВ иРНК

Аминокислота Кодирующий триплет иРНК Аминокислота Кодирующий триплет и РНК
Аланин ГЦА Лейцин ЦУУ
Аргинин ЦГА Лизин ААГ
Аспарагин ААЦ Метионин АУГ
Аспарагиновая кислота ГАЦ Пролин ЦЦА
Валин ГУГ Серин УЦА
Гистидин ЦАУ Тирозин УАУ
Глицин ГГА Треонин АЦА
Глутамин ЦАГ Триптофан УГГ
Глутаминовая кислота ГАА (ГАГ) Цистеин УГУ
Изолейцин АУЦ Фенилаланин УУУ

10. В молекуле β-цепи гемоглобина А человека содержится 142 аминокислоты. Какую длину имеет участок молекулы ДНК, кодирующий этот полипептид в парах нуклеотидов и нанометрах?

11. Цепь иРНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: ACACGACAAGAUAACUGGCCA. Определите структуру смысловой цепи ДНК.

Что такое генетический код

Генетический, или биологический, код является одним из универсальных свойств живой природы, доказывающим единство ее происхождения. Генетический кодэто способ кодирования последовательности аминокислот полипептида с помощью последовательности нуклеотидов нуклеиновой кислоты ( информационной РНК или комплиментарного ей участка ДНК, на котором синтезируется иРНК).

Читайте так же:  Креатин в продуктах питания

Встречаются другие определения. Генетический код — это соответствие каждой аминокислоте (входящей в состав белков живого) определенной последовательности трех нуклеотидов. Генетический код — это зависимость между основаниями нуклеиновых кислот и аминокислотами белка.

В научной литературе под генетическим кодом не понимают последовательность нуклеотидов в ДНК у какого-либо организма, определяющую его индивидуальность. Неверно считать, что у одного организма или вида код один, а у другого — другой. Генетический код — это то, как кодируются аминокислоты нуклеотидами (т. е. принцип, механизм); он универсален для всего живого, одинаков для всех организмов. Поэтому некорректно говорить, например, «Генетический код человека» или «Генетический код организма», что нередко используется в околонаучной литературе и фильмах. В данных случаях обычно имеется в виду геном человека, организма и др.

Разнообразие живых организмов и особенностей их жизнедеятельности обусловлено в первую очередь разнообразием белков. Специфическое строение белка определяется порядком и количеством различных аминокислот, входящих в его состав. Последовательность аминокислот пептида зашифрована в ДНК с помощью биологического кода. С точки зрения разнообразия набора мономеров, ДНК более примитивная молекула, чем пептид. ДНК представляет собой различные варианты чередования всего четырех нуклеотидов. Это долгое время мешало исследователям рассматривать ДНК как материал наследственности.

Как кодируются аминокислоты нуклеотидами

1) Нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) — это полимеры, состоящие из нуклеотидов. В каждый нуклеотид может входить одно из четырех азотистых оснований: аденин (А, еn: A), гуанин (Г, G), цитозин (Ц, en: C), тимин (T, en: Т). В случае РНК тимин заменяется на урацил (У, U).

При рассмотрении генетического кода принимают во внимание только азотистые основания. Тогда цепочку ДНК можно представить в виде их линейной последовательности. Например:

Комплиментарный данному коду участок иРНК будет таким:

2) Белки (полипептиды) — это полимеры, состоящие из аминокислот. В живых организмах для построения полипептидов используется 20 аминокислот (еще несколько очень редко). Для их обозначения тоже можно использовать одну букву (хотя чаще используют три — сокращение от названия аминокислоты).

Аминокислоты в полипептиде соединены между собой пептидной связью также линейно. Например, пусть имеется участок белка со следующей последовательностью аминокислот (каждая аминокислота обозначается одной буквой):

3) Если стоит задача закодировать каждую аминокислоту с помощью нуклеотидов, то она сводится к тому, как с помощью 4 букв закодировать 20 букв. Это можно сделать, сопоставляя буквам 20-ти буквенного алфавита слова, составленные из нескольких букв 4-х буквенного алфавита.

Если одну аминокислоту кодировать одним нуклеотидом, то можно закодировать только четыре аминокислоты.

Если каждой аминокислоте сопоставлять два подряд идущих в цепи РНК нуклеотида, то можно закодировать шестнадцать аминокислот. Действительно, если имеется четыре буквы (A, U, G, C), то количество их разных парных комбинаций будет 16: (AU, UA), (AG, GA), (AC, CA), (UG, GU), (UC, CU), (GC, CG), (AA, UU, GG, CC). [Скобки используются для удобства восприятия.] Это значит, что таким кодом (двухбуквенным словом) можно закодировать только 16 разных аминокислот: каждой будет соответствовать свое слово (два подряд идущих нуклеотида).

Из математики формула, позволяющая определить количество комбинаций, выглядит так: a b = n. Здесь n — количество разных комбинаций, a — количество букв алфавита (или основание системы счисления), b — количество букв в слове (или разрядов в числе). Если подставить в эту формулу 4-х буквенный алфавит и слова, состоящие из двух букв, то получим 4 2 = 16.

Если в качестве кодового слова каждой аминокислоты использовать три подряд идущих нуклеотида, то можно закодировать 4 3 = 64 разных аминокислот, так как 64 разных комбинации можно составить из четырех букв, взятых по три (например, AUG, GAA, CAU, GGU и т. д.). Это уже больше, чем достаточно для кодирования 20 аминокислот.

Именно трехбуквенный код используется в генетическом коде. Три подряд идущих нуклеотида, кодирующих одну аминокислоту, называются триплетом (или кодоном ).

Каждой аминокислоте сопоставляется определенный триплет нуклеотидов. Кроме того, поскольку комбинаций триплетов с избытком перекрывают количество аминокислот, то многие аминокислоты кодируются несколькими триплетами.

Три триплета не кодируют ни одну из аминокислот (UAA, UAG, UGA). Они обозначают конец трансляции и называются стоп-кодонами (или нонсенс-кодонами).

Триплет AUG кодирует не только аминокислоту метионин, но и инициирует трансляцию (играет роль старт-кодона).

Ниже приведены таблицы соответствия аминокислот триплетам нуклеоитидов. По первой таблице удобно определять по заданному триплету соответствующую ему аминокислоту. По второй — по заданной аминокислоте соответствующие ей триплеты.

Рассмотрим пример реализации генетического кода. Пусть имеется иРНК со следующим содержанием:

Разобьем последовательность нуклеотидов на триплеты:

Сопоставим каждому триплету кодируемую им аминокислоту полипептида:

Метионин — Аспаргиновая кислота — Серин — Треонин — Триптофан — Лейцин — Лейцин — Лизин — Аспарагин — Глутамин

Последний триплет является стоп-кодоном.

Свойства генетического кода

Свойства генетического кода во многом являются следствием способа кодирования аминокислот.

Первое и очевидное свойство — это триплетность. Под ним понимают тот факт, что единицей кода является последовательность из трех нуклеотидов.

Важным свойством генетического кода является его неперекрываемость. Нуклеотид, входящий в один триплет, не может входить в другой. То есть последовательность AGUGAA можно прочитать только как AGU-GAA, но нельзя, например, так: AGU-GUG-GAA. Т. е. если пара GU входит в один триплет, она не может уже быть составной частью другого.

Под однозначностью генетического кода понимают то, что каждому триплету соответствует только одна аминокислота. Например, триплет AGU кодирует аминокислоту серин и больше никакую другую. Данному триплету однозначно соответствует только одна аминокислота.

С другой стороны, одной аминокислоте может соответствовать несколько триплетов. Например, тому же серину, кроме AGU, соответствует кодон AGC. Данное свойство называется вырожденностью генетического кода. Вырожденность позволяет оставлять многие мутации безвредными, так как часто замена одного нуклеотида в ДНК не приводит к изменению значения триплета. Если внимательно посмотреть на таблицу соответствия аминокислот триплетам, то можно увидеть, что, если аминокислота кодируется несколькими триплетами, то они зачастую различаются последним нуклеотидом, т. е. он может быть любым.

Также отмечают некоторые другие свойства генетического кода (непрерывность, помехоустойчивость, универсальность и др.).

Читайте так же:  Протеин для набора веса худым

Участок днк кодирующий аминокислоты

1. В одной исследовательской лаборатории изучен участок одной из цепочек молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Оказалось, что он состоит из 24 мономеров-нуклеотидов: ГТГ ТАА ЦГА ЦЦГ АТА ЦТГ ТАЦ АЦЦ . . Каково строение соответствующего участка второй цепочки той же молекулы ДНК?

2. Молекула ДНК распалась на две цепочки. Одна из них имеет строение: ТАГ АЦТ ГГТ АЦА ЦГТ ГГТ ГАТ ТЦА . . Какое строение будет иметь вторая молекула ДНК, когда указанная цепочка достроится до полной двухцепочечной молекулы?

3. Полипептидная цепь одного белка животных имеет следующее начало: лизин — глутамин — треонин — аланин — аланин — аланин — лизин. С какой последовательности нуклеотидов начинается ген, соответствующий этому белку?

4. Одна из цепей рибонуклеазы (фермента поджелудочной железы) состоит из 16 аминокислот: Глу — Гли — Асп — Про — Тир — Вал — Про — Вал — Про — Вал — Гис — Фен—Асн — Ала — Сер — Вал. Определите структуру участка ДНК, кодирующего эту часть рибонуклеазы.

5. Какой последовательностью нуклеотидов ДНК кодируется участок белка, если он имеет следующее строение: пролин — валин — аргинин — пролин — лейцин — валин — аргинин?

6. Меньшая цепь мономеров в молекуле инсулина (так называемая цепь А) заканчивается такими аминокислотами: лейцин — тирозин — аспарагин — тирозин — цистеин — аспарагин. Какой последовательностью нуклеотидов ДНК кодируется данная цепь молекулы?

7. Какая последовательность аминокислот кодируется такой последовательностью нуклеотидов ДНК: ЦЦТ АГТ ГТГ ААЦ ЦАТ ТЦА?

8. С. какой последовательности аминокислот начинается белок, если он закодирован такой последовательностью нуклеотидов: АЦГ ЦЦЦ АТГ ЩЦ ГГТ АЦЦ? Каким станет начало полипептидной цепи синтезируемого белка, если под влиянием рентгеновских лучей пятый нуклеотид окажется выбитым из молекулы ДНК?

9. Определите порядок следования аминокислот в участке молекулы белка, если известно, что он кодируется такой последовательностью нуклеотидов ДНК: ТГА ТЩ ГТТ ТАТ ГЦГ ЦЦЦ. Как изменится белок, если химическим путем будут удалены девятый и тринадцатый нуклеотиды?

10. Назовите последовательные мономеры участка молекулы белка, который синтезируется на основе информации, «записанной» в молекуле ДНК таким порядком нуклеотидов: ТЦТ ЦЦЦ AAA ААГ АТА ИГ ЦАТ. Как отразится на строении белка выпадение из молекулы ДНК первого нуклеотида?

11. В иРНК последний кодон AAA изменен в УАА. Какой нуклеотид заменен в антисмысловой цепи ДНК? К чему это может привести?

12. У человека, больного цистинурией с мочой выделяются аминокислоты, которым соответствуют кодоны иРНК: ЦУУ, ГУУ, ЦУГ, ГУГ, УЦГ, ГУЦ, АУА. У здорового человека в моче обнаруживаются аланин, серин, глутаминовая кислота, глицин. Выделение каких аминокислот характерно для больных цистинурией?

13. Известно, что четвертый пептид гемоглобина А содержит 8 аминокислот в следующей последовательности: Вал — Гис — Лей — Тре — Про — Глу — Глу — Лиз. В гемоглобине S шестая аминокислота (глутаминовая) замещена валином, в гемоглобине С — лизином, а в гемоглобине G седьмая аминокислота (глутаминовая) замещена глицином. Как отразилась мутация в участке ДНК, контролирующем последовательность аминокислот в четвертом пептиде гемоглобинов, на процентный состав азотистых оснований?

14. Молекула гемоглобина А состоит из двух ά- и двух β-цепей полипептидов, соединенных с группой гема (железосодержащая часть гемоглобина). Каждая из цепей содержит около 140 аминокислот. Сколько примерно пар нуклеотидов содержит каждый из участков молекулы ДНК, контролирующий синтез этих цепей полипептидов?

15. Какую длину имеет участок ДНК, кодирующий синтез инсулина, который содержит 51 аминокислоту в двух цепях, если один нуклеотид занимает 3,4 А (ангстрема) цепи ДНК? 1 А = 0,1 нм (нанометра) = 0,0001 мкм (микрометра) = 0,0000001 мм = 0,00000000001 м.

16. Начальный участок цепи В инсулина представлен следующими аминокислотами: Фен — Вал — Асп — Глн — Гис — Лей — Цис — Лей — Цис — Гли — Сер — Лиз.

Определите количественные соотношения в цепи ДНК, кодирующей этот участок ДНК.

17. Содержание нуклеотидов в цепи иРНК следующее: аденилового — 27%, гуанилового — 35%, цитидилового — 18%, урацилового — 20%. Определите процентный состав нуклеотидов участка молекулы ДНК (гена), являющегося матрицей для этой иРНК.

18. Какую длину имеет участок молекулы ДНК, кодирующий миоглобин современных животных, если миоглобин (белок мышц) содержит одну цепь со 155 аминокислотами? Расстояние между двумя соседними нуклеотидами равно 3,4 А.

1. ЦАЦ АТТ ГЦТ ГГЦ ТАТ ГАЦ АТГ ТГГ.

2. АТЦ ТГА ЦЦА ТГТ ТЦЦ ЦЦА АГТ.

3. Возможный вариант:ААГ ГАА АЦУ ГЦУ ГЦУ ГЦУ ААГ — иРНКТТЦ ЦТТ ТГА ЦГА ЦГА ЦГА ТТЦ — ДНК.

4. ЦТТ ЦЦТ ЦТА ГГГ АТА ЦАА ГГА ЦАГ ГГТ ЦАТ ГТА AAA ТТА ЦЩ АГТ ЦАЦ.

5. Возможный вариант: ГТА ЦАА ГЦА ГГЦ AAA ЦАГ ТЦТ.

6. Возможный вариант: ГАТ ЦТГ ТТА АТА АЦА ТТГ.

Последовательность аминокислот: глицин — серии — гистидин— лейцин— валин— серии.

Последовательность аминокислот в белке: цистеин — глицин — тирозин — аргинин — пролин — триптофан.При «выбивании» пятого нуклеотида имеем следующие результаты:

Последовательность аминокислот в белке изменится: цистеин — глицин — треонин — глицин — гистидин.

9. Последовательность аминокислот: треонин — треонин — глутамин — изолейцин — аргинин — аргинин.

10. Последовательность аминокислот: аргинин — глицин — фенилаланин — фенилаланин — тирозин — пропин — валин. При выпадении первого нуклеотида (Т) изменится порядок считывания триплетов, образование иРНК, число и последовательность аминокислот в белке. Последовательность аминокислот в белке изменится: глутаминовая кислота — глицин — фенилаланин — серии — изолейцин — глицин.

Оренбургская область Шарлыкский район село Дубровка улица Школьная, 8

Электронный адрес автора: [email protected]

Видео (кликните для воспроизведения).

Муниципальное общеобразовательное учреждение «Дубровская средняя общеобразовательная школа»

Источники


  1. Лечебное питание / ред. И.К Латогуза. — М.: Ростов н/Д: Феникс, 2002. — 544 c.

  2. Бранд, Я. Б. Здоровое питание / Я.Б. Бранд. — М.: Октопус, 2006. — 240 c.

  3. Казьмин, В. Д. Раздельное питание и ваша фигура / В.Д. Казьмин. — Москва: СИНТЕГ, 1998. — 416 c.
Участок днк кодирующий аминокислоты
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here