Биосинтез белка. Решение типовых задач

Задача 1

Одна из цепочек молекулы ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: ГЦТАЦГГЦТТГЦ. Какие т-РНК, т. е. с какими антикодонами, принимают участие в синтезе белка, закодированного комплементарной цепочкой ДНК?

Решение

Необходимо построить комплементарную цепочку ДНК, поскольку она является, по условию задачи. кодирующей. Комплементарная цепочка ДНК: ЦГА–ТГЦ–ЦГА–АЦГ. Далее построим цепочку и-РНК, комплементарную данной цепи ДНК:

ЦГА– ТГЦ– ЦГА–АЦГ (ДНК)

ГЦУ– АЦГ– ГЦУ–УГЦ (и-РНК).

Антикодоны т-РНК являются комплементарными кодонам и-РНК, следовательно они будут следующие: ЦГА–УГЦ–ЦГА–АЦГ.

Ответ: антикодоны т-РНК: ЦГА–УГЦ–ЦГА–АЦГ.

Задача 2

Молекула белка состоит из 200 аминокислотных остатков. Какую длину (в нм) имеет определяющий его ген, если виток спирали ДНК составляет 3,4 нм, а каждый виток содержит 10 пар нуклеотидов.

Решение

Поскольку белок состоит из 200 аминокислот, то участок ДНК включает 200 триплетов, или 200 х 3=600 нуклеотидов.

Определение длины одного нуклеотида:

Длина одного нуклеотида – Х нм

Длина 10 нуклеотидов – 3,4 нм

Х=0,34 нм

Длина участка ДНК составляет 600х0,34=204 нм.

Ответ: длина участка ДНК составляет 204 нм.

Задача 3.

В молекуле ДНК обнаружено 880 гуаниловых нуклеотидов, которые составляют 22 % от общего количества нуклеотидов этой ДНК. Определить: а) сколько содержится других нуклеотидов по отдельности в этой молекуле ДНК?; б) Какова длина ДНК?

Решение

Согласно принципу комплементарности (А+Т) + (Г+Ц)= 100%.

1) Определяем количество цитидилового нуклеотида: Г= Ц=880, или 22 %.

2) На долю двух других видов нуклеотидов (Т+А) приходится

100 % – 44 %= 56 %.

3) Определяем долю А + Т: Х=56 % х 880/22%= 2240; (А= Т=2240:2=1120).

4) Определяем общее количество нуклеотидов: 880+880+1120+1120=4000.

5) Для определения длины ДНК надо вычислить количество нуклеотидов в одной цепи ДНК: 4000: 2= 2000.

6) Вычисляем длину одной цепи ДНК: 2000 х 0.34 нм = 680 нм

Ответ: длина молекулы ДНК – 680 нм.

Задача 4. Одна из цепей молекулы ДНК имеет следующий порядок нуклеотидов: 5-ЦЦГЦТАТАЦГТЦ-3^,. Определите последовательность аминокислот в соответствующем полипептиде, если известно, что и-РНК синтезируется на цепи ДНК, комплементарной данной цепи ДНК.

Решение

В условии задачи сказано, что и-РНК синтезируется на комплементарной данной цепи ДНК. Поэтому необходимо построить комплементарную цепь ДНК: 3^,-ГГЦГАТАТГЦАГ-5^,. Далее нужно определить последовательность нуклеотидов и-РНК: 5^,- ЦЦГЦУАУАЦГУЦ-3^,. Триплет, или кодон (три рядом расположенных нуклеотида и-РНК) кодирует определенную аминокислоту. Соответствующие триплетам аминокислоты находим по таблице генетического кода. Триплет ЦЦГ соответствует пролину (про), ЦУА – лейцину (лей); УАЦ – тирозину (тир), ГУЦ – валину (вал).

Ответ: последовательность аминокислот в полипептиде будет следующей: про–лей–тир–вал.

Задачи с ответами

Задача 1

Определить последовательность антикодонов т-РНК, участвующих в биосинтезе белка, если транскирибиремая цепь молекулы ДНК имеет вид

ЦГА – ГТТ – АЦЦ

Ответ:

ЦГА – ГТТ – АЦЦ – ДНК

ГЦУ – ЦАА – УГГ – и-РНК

ЦГА – ГУУ – АЦЦ – т-РНК

Задача 2

Полипептидная цепочка имеет следующую последовательность аминокислот: Мет – Сер – Цис – Фен – Сер. Установите последовательность нуклеотидов в соответствующей и-РНК.

Ответ:

АУГ – УЦЦ – УГУ – УУЦ – УЦЦ – и-РНК

Задача 3

Постройте фрагмент двухцепочечной молекулы ДНК по предложенному фрагменту и-РНК: АГА – АУА – УГУ – УЦУ.

Ответ:

АГА – АУА – УГУ – УЦУ – цепь и-РНК

ТЦТ – ТАТ – АЦА – АГА – левая цепь ДНК

АГА – АТА – ТГТ – ТЦТ – правая цепь ДНК

Задача 4

С какими антикодонами т-РНК участвует в синтезе следующей полипептидной цепи: аланин – глицин – тирозин – аспарагин, если кодоны и-РНК комплементарны антикодонам т-РНК:

Ответ

ГЦУ – ЦУУ – УАУ – ААУ – кодоны и-РНК

ЦГА – ГАА – АУА – УУА – антикодоны т-РНК