Известно что молекулярная масса одной аминокислоты в среднем 100 молекулярная масса
Решение задач по биологии 30
Задача.1. Начало цепи одной из фракций гистона НЗ, выделенного из тимуса быка, имеет следующую аминокислотную последовательность : Ала-Арг-Тре-Лиз-. Какова возможная структура начальных фрагментов и-РНК и двухцепочечной ДНК?
Решение. По таблице 1 находим, что указанные аминокислоты гистона НЗ кодируется триплетами: ГЦЦ-ЦГЦ-АЦЦ-ААГ. По принципу комплементарности устанавливаем строение соответствующего участка молекулы ДНК.
Цепь и-РНК: ГЦЦ-ЦГЦ-АЦЦ-ААГ
Первая цепь ДНК: ЦГГ-ГЦГ-ТГГ-ТТЦ
Вторая цепь ДНК: ГЦЦ-ЦГЦ-АЦЦ-ААГ.
Задача.2. У больных серповидной анемией в молекуле гемоглобина глютаминовая кислота замещена на Валин. Чем отличается ДНК, больного серповидной анемией, от ДНК здорового человека?
Решение. Находим триплеты на и-РНК, кодирующие глютаминовую кислоту и валин, а по ним – нуклеотидный состав ДНК:
Здоровый человек Больной человек
Аминокислоты Глу Вал
Кодоны и-РНК ГАА ГУУ
Состав ДНК ГАА ГТТ
Задача.3.Какое изменение молекулы ДНК сильнее повлияет на строение белка: выпадение одного нуклеотида из триплета или целого триплета?
Решение. В качестве примера возьмем какой-либо участок цепи ДНК, несущий информацию о строении определенного пептида, и проанализируем его строение при возможных ситуациях.
а) при нормальном строении ДНК.
Цепь ДНК: …АГГ-ТГГ-ЦТЦ-ЦТГ-Г…
Цепь ДНК: …АГГ-ГГЦ-ТЦЦ-ТГГ…
Цепь ДНК: …АГГ…-…ЦТЦ-ЦТГ-Г…
Таким образом, при выпадении одного нуклеотида из цепи ДНК изменяется полностью аминокислотный состав белковой молекулы. Исключение целого триплета приводит к выпадению лишь одной аминокислоты. При этом последовательность всех остальных аминокислот в белковой цепи сохраняется.
Молекулярная масса одной аминокислоты в среднем – 100.
Молекулярная масса одного нуклеотида – 345.
Длина одного нуклеотида – 0,34нм.
Длина одной аминокислоты-0,3нм
Определите: а) первичную структуру белка, закодированного в этой цепи;
б) количество (в %) различных видов нуклеотидов в этом гене (в двух цепях); в) длину этого гена; г) первичную структуру белка, синтезируемого после выпадения девятого нуклеотида в этой цепи ДНК.
б) всего в двух цепях-26 нуклеотидов. Чтобы найти количество адениловых нуклеотидов (в%) составляем пропорциию: А=Т-(9+9)=18; Ц+Г-(4+4)=8.
В) В одной цепи ДНК всего-13 нуклеотидов. 13 х 0,34нм=4,42нм.
Г) после выпадения девятого нуклеотида
Асп – ала – мет – вал
Задача №5.Даны полипептидные цепи:
а) але – тре – лиз – аспи …
б) гли – илей – вал – глу – глун …
в) тре – сер – илей – сер – асп
Определите структуру соответствующих цепей ДНК.
Примечание: Из нескольких возможных кодонов и-РНК одной аминокислоты следует брать, для удобства проверки, первый кодон по порядку чтения таблицы генетического
Задача№21 Оперон фермента РНК-полимеразы кишечной палочки включает 9450пар нуклеотидов. РНК-полимераза состоит из 329 аминокислот. Сколько кодирующих и не кодирующих пар нуклеотидов входит в состав оперона РНК- полимеразы.
Решение: За 329 аминокислот в гене отвечает329х3=987 пар нуклеотидов. Не кодирующая часть 9450пар-987пар=8463пары нуклеотидов.Она включает регуляторную зону(промотор, ген оператор и т.д.)
Из скольких аминокислотных остатков состоит белок.
Решение: За белок отвечает только экзоны и на них приходится 900 пар нуклеотидов.
Ген включает 2 интрона по 5 тысяч: 5000х2=10 000пар нуклеотидов.
10 900-10 000=900пар нуклеотидов. 900:3=300 аминокислотных остатков.
Задача №23. Б елок – полимер. Ген, кодирующий его, включает 5 интронов по 10 тысяч.пар нуклеотидов и 4 экзона по 270пар нуклеотидов.
Сколько нуклеотидов входит в состав кодирующей зоны и-РНК этого белка и сколько он включает аминокислотных остатков?
Решение: Ген включает 5 интронов по 10 000пар нуклеотидов 10 000х5=50 000пар нуклеотидов, кроме этого включает 4 экзона по 270пар нуклеотидов:270х4=1080 пар нуклеотидов.
В состав кодирующий зоны входит 1080пар нуклеотидов. Каждая аминокислота кодируется триплетом (тремя нуклеотидами). 1080:3=360аминокислотных остатков.
Задача№24. Ген состоит из 21 200 пар нуклеотидов и включает 2интрона по 10 000пар нуклеотидов, каждый. Сколько аминокислотных остатков включает белок, синтез
которого контролируется этим геном.
Решение: 10 000х2=20 000пар нуклеотидов интрона. 21 200-20 000= 1 200пар нуклеотидов. 1200:3=400 аминокислотных остатков.
Задача№25. Чему равна длина гена, кодирующего белок из 420 аминокислотных остатков, если он включает 2 интрона по 3000 пар нуклеотидов каждый? Решение: За 420 аминокислот в гене отвечает 420х3=1260пар нуклеотидов. Не кодирующая часть 3000х 2=6000 нуклеотидов. Всего: 1260+6000=7260 пар нуклеотидов.
Чтобы определить длину гена 7260х0,34нм.=2468,4.
Задача №26. Общая масса всех молекул ДНК в 46 хромосомах одной соматической клетки человека
Составляет около 6х10-9мг. Определите, чему равна масса всех молекул ДНК в сперматозоиде и в соматической клетке перед началом деления и после его окончания.
2.После окончания деления в соматической клетке количество ДНК остается таким же,
Как в исходной клетке:
3. В половых клетках 23 хромосомы, то есть в два раза меньше, чем в соматических,
Задача №27. Две цепи ДНК удерживаются друг против друга водородными связями. Определите: число двойных и тройных водородных связей в этой цепи ДНК, а также её
Длину, если известно, что нуклеотидов с аденином (А)-12, с гуанином (Г)-20, в обеих цепях.(расстояние между нуклеотидами в ДНК составляет – 0,34нм).
1. Аденин(А) комплементарен тимину (Т), и между ними образуются две водородные связи, следовательно, двойных водородных связей-12;
3. Всего нуклеотидов в цепи 12(А) +12(Т)+20(Г)+20(Ц)=64;
Длина участка молекулы ДНК: 64:2Х0,34=10,88нм.
Задача№28. Участок молекулы ДНК имеет структуру:
Определите:структуру второй цепи ДНК, нуклеотидный состав и-РНК и число тройных водородных связей в этом участке молекулы ДНК
1.) Вторая цепь ДНК имеет структуру:
2). И-РНК имеет нуклеотидный состав:
3). Число тройных водородных связей: тройные водородные связи образуются между гуанином (Г) и цитозином (Ц), их число=10
Задача №29. Дана цепь ДНК: ЦТА-АТГ-ТАА-ЦЦА
Определите: 1) Первичную структуру закодированного белка
2) Процентное содержание различных видов нуклеотидов в этом гене (в двух цепях)
3). Длину этого гена
Послед-сть аминокислот: асп-тир-иле-гли.
Первая цепь ДНК: ЦТА-АТГ-ТАА-ЦЦА
Вторая цепь ДНК: ГАТ-ТАЦ-АТТ-ГГТ
Кол-во:А=8, Т=8,Г=4,Ц=4. Все кол-во:24,ээто 100%.
А=Т,=8, это (8х100%):24=33,3%
Длина гена: 12х0,34нм=4,08нм
Длина белка: 4аминок. х 0,3=1,2нм.
Информационная часть м-РНК содержит 144 нуклеотида.Определите число аминокислот, которые входят в состав кодируемого ею белка, число молекул т-РНК, участвующих в процессе трансляции этого белка, и число нуклеотидов в участке гена,кодирующих первичную структуру этого белка. Обьясните полученные результаты:
Решение: 1. аминокислоту кодирует триплет нуклеотидов, следовательно белок состоит из 144:3= 48 аминокислот
2. одна т-РНК транспортирует одну аминокислоту, следовательно, в процессе трансляции участвовало 48 т-РНК.
Решение: а) ТАГ- ТГА-ТТТ-ТТА …
Задача№6.Сколько нуклеотидов содержит ген (обе цепи ДНК), в котором запрограммирован белок инсулин из 51 аминокислоты?
Решение: Каждая аминокислота кодируется триплетом (тремя нуклеотидами) ДНК. Следовательно, для кодирования 51 аминокислоты белка потребуется
51х3=153 нуклеотида в одной цепи ДНК, а в гене – в два раза больше:
Задача№7. Молекулярная масса белка Х-50 000. Определите длину соответствующего гена.
Решение: Белок Х состоит из 50 000:100=500 аминокислот. Для кодирования
500 аминокислоты потребуется 500 триплетов. 500х3=1500 нуклеотидов.
Длина этой цепи ДНК=1500 х 0,34нм = 510нм.
Задача№8.Сколько нуклеотидов содержат гены (обе цепи ДНК),в которых запрограммированы следующие белки а) из 500 аминокислот, б) из 25 аминокислот,
в) из 48 аминокислот.
Решение: каждая аминокислота кодируется триплетом. Следовательно, а) 500 х 3=1500 нуклеотидов в одной цепи ДНК, а в гене –в два разабольше:1500х2=3000. б) 25 х 3 = 75 нуклеотидов, в одной цепи ДНК, а в гене 75х2=150 нуклеотидов.в) 48 х 3 = 144 нуклеотидов, в одной цепи ДНК, а в гене 144х2=288 нуклеотидов.
Примечание: Молекулярная масса одной аминокислоты в среднем 100.
Молекулярная масса одного нуклеотида 345.
Длина одного нуклеотида 0,34 нм.
Задача№9. Известна, молекулярная масса четырех видов белков:
а) 3000; б) 4600; в) 7800; г) 3500. Определите длину соответствующих генов.
Решение: а) 3000: 100=30 аминокислот.30х3=90 нуклеотидов.90х0,34=30,6 нм.
б) 4600:100=46 аминокислот.46х3=138 нуклеотидов.138 х 0,34=46,92нм.
в) 7800:100=78 аминокислот.78х3=234 нуклеотидов.234 х 0,34=795,6нм.
г) 3500: 100=35 аминокислот.35х3=105 нуклеотидов.105 х 0,34=35,7 нм.
Задача№10.. Одна из цепей ДНК имеет молекулярную массу 34 155.Определите
количество мономеров белка, запрограммированного в этой ДНК.
Решение: 34 155:345=99 нуклеотидов содержится в ДНК. 99:3=33 триплета в ДНК кодируют 33 аминокислоты белка.
Задача№11. В молекуле ДНК обнаружено 880 гуаниловых нуклеотидов, которые составляют 22% от общего количества нуклеотидов этой ДНК.
Определите: а) сколько содержится других нуклеотидов в этой молекуле ДНК.
б) какова длина ДНК
Решение: а) На основе принципа комплементарности Ц-Г= 22%+22%=44% или
Ц-Г=880+880=1760. На долю других видов нуклеотидов Т+А=приходится
100%-44%=56%.Для вычисления количества этих нуклеотидов составляем пропорцию:
Х——100 Х= 4000 всего нуклеотидов в двух цепях.(А+Т)=(Ц+Г).
4000-1760=2240 нуклеотидов это 56%.
б) Для определения длины ДНК узнаем, сколько нуклеотидов содержится в одной цепи:
4000:2= 2000 нуклеотидов.
в) Вычисляем длину ДНК: 2000нук. х 0,34нм.=680нм.
Задача№12. Какова молекулярная масса гена (двух цепей ДНК), если в одной цепи его запрограммирован белок с молекулярной массой 1500?
Решение: а) 1500:100=15 аминокислот в белке;
б) 15х3=45 нуклеотидов в одной цепи гена
. в) 45х345=15 525 (молекулярная масса одной цепи гена).
г) молекулярная масса двух цепей 15 525х2=31050.
Задача №13. Определите длину молекулы ДНК, если в белке 51 аминокислота (инсулин), а длина одного нуклеотида 0,34 нм.
Решение: В молекуле белка 51 аминокислота. Каждая аминокислота кодируется триплетом, поэтому в одной цепи ДНК – 51 триплетов. 51х3=153 нуклеотида.
Вычисляем длину ДНК 153 х о,34нм. =52,02нм.
Решение: На основе принципа комплементарности А=Т и Г=Ц.
В двух цепях ДНК: (Г+Ц)=800+800=1600 нуклеотидов; ( А+Т)=430+430=860 нуклеотидов.
В двух цепях всего 2460 нуклеотидов. В одной цепи 2460:2=1230 нуклеотидов.
Каждый триплет кодирует одну аминокислоту: 1230:3=410 аминокислотных остатков.
Задача№15. В состав гена входит 30% тимина. Сколько в нем гуанина, если белок, кодируемый этим геном включает 350 аминокислот.
350х3=1050 нуклеотидов, в одной цепи ДНК. В двух цепях ДНК1050х2=2100 нуклеотидов.
Чтобы определить сколько % нуклеотидов приходится на А+Т- составляем пропорцию:
Х———60% Х= 1260 нуклеотидов.
Чтобы определить сколько нуклеотидов приходится на Ц+Г- составляем пропорцию:
Х————40%. Х=840% нуклеотидов. 840: 2= 420 нуклеотидов гуанина.
Задача№16. Сколько аминокислотных остатков включает белок, если в кодирующем
его гене аденина – 300, гуанина – 720, цитозина – 720.
Решение: На основе комплементарности А=Т-(300+300)=600 нуклеотидов.
Г=Ц – (720+720)=1440 нуклеотидов.В двух цепях ДНК: 1440+600=2040 нуклеотидов.
В одной цепи ДНК: 2040:2=1020 нуклеотидов. Каждая аминокислота кодируется триплетом. 1020 нуклеотидов : 3=340 аминокислотных остатков.
Задача № 17. В состав и-РНК входит: А-16%, У-28%, Г-24%, Ц-32%.
Определите процентный состав азотистых оснований молекулы ДНК, слепком с которой является указанная РНК.
Решение: На основе принципа комплементарности а) количество А=У, найдем среднее арифметич.% содержания этих нуклеотидов 16%+28%=44%.А=У-44:2=22%.
Г=Ц, найдем среднее арифмет. 100-44=56%(Г+Ц). 56:2=28%.
Задача№18.В гене аденина 20%, гуанина-900 оснований. Сколько аминокислотных остатков в белке, кодируемом этим геном?
Решение: На основе комплементарности Г=Ц-900+900=1800оснований. Чтобы найти количество аденина составляем пропорцию: 1800—-100
Х——40% Х=720 нуклеотидов (А+Т).
Количество нуклеотидов в двух цепях ДНК-1800+720=2520, а в одной цепи ДНК 2520:2=1260 нуклеотидов. Чтобы найти аминокислотных остатков в белке 1260:2=630.
Задача№19. В состав т-РНК входит Г-34%, У-24%, А-22%, Ц-20%. Определите процентный состав азотистых оснований молекулы ДНК, слепком с которой является указанная РНК.
Решение: На основе принципа комплементарности а) А+У, найдем среднее арифмет.
% содержание этих нуклеотидов 22%+24%=46%. А-У=46:2=23%.
б) Г=Ц, найдем средне арифметич.100-46=54% на (Г+Ц). 54:2=27%.
Задача№20. В состав и-РНК входит Г-34%, У- 18%, Ц-28%, А-20%.Определите процентный состав азотистых оснований молекулы ДНК, с которой транскрибировалось и-РНК.
Решение: На основе принципа комплементарности а) А+У=20%+18%=38%. 38%:2=19%
Количественные параметры
5. Определите, каким числом триплетов мРНК записана информация о полипептиде, состоящем из 900 аминокислотных остатков, и каково число нуклеотидов в соответствующем участке кодирующей нити ДНК.
Ответ: 900 триплетов мРНК, 2700 нуклеотидов ДНК.
6. Считая, что средняя молекулярная масса аминокислоты около 110, а нуклеотида – около 300, определите, что тяжелее: белок или ген?
Решение: Допустим, что белок состоит из n мономеров – аминокислот. Тогда его молекулярная масса составит примерно 110 n. Каждая аминокислота кодируется тремя нуклеотидами; следовательно, цепочка ДНК содержит 3 n мономеров, а её молекулярная масса 300 х 3 n = 900 n.
Ответ: Молекулярная масса гена (900 n) примерно в 8,2 раза выше молекулярной массы (110 n) кодируемого им белка.
От матрицы к полипептиду
Ответ: Фенилаланин кодируют триплеты: УУУ и УУЦ
Метионин кодирует только триплет АУГ
Цистеин кодируют триплеты УГУ и УГЦ
Варианты кодирования:1) УУУ-АУГ-УГУ;2) УУЦ-АУГ-УГЦ;
3) УУУ-АУГ-УГЦ; 4) УУЦ-АУГ-УГУ.
8. Фрагмент молекулы ДНК имеет следующую нуклеотидную последовательность:
Определите ориентацию и нуклеотидную последовательность мРНК, синтезируемой на указанном фрагменте ДНК, и аминокислотную последовательность кодируемого ею полипептида.
Ответ: Ориентация и нуклеотидная последовательность мРНК:
5 / ГАУУЦУГАЦУЦАУУГЦАГ 3 /
2) Аминокислотная последовательность полипептида:
Аспарагиновая кислота – серин – аспарагиновая кислота – серин – лейцин – глутамин.
Определение нуклеотидов в ДНК и РНК. Примеры решения задач
Определение массы и длины белка закодированного на ДНК
Задача 5.
Масса гена, который кодирует белок, равна 207000. Определите массу и длину белка закодированного на ДНК.
Решение:
Линейная длина одного аминокислотного остатка в полипептидной цепи – 0,35 нм, или 3,5 А 0 (Ангстрем);
Средняя молекулярная масса одного аминокислотного остатка – 110 г/ моль;
Средняя молекулярная масса одного нуклеотидного остатка – 345 г/ моль.
Определим сколько нуклеотидов содержится в гене имеющем массу 207000, зная, что молекулярная масса одного нуклеотида равна 345 г/ моль. Тогда получим число нуклеотидов в гене:
207000/345 = 600 нуклеотидов.
Известно, что одну аминокислоту кодирует триплет, состоящий из трех нуклеотида. Определим сколько аминокислот содержит белок, если ген содержит 600 нуклеотидов, получим:
600/3 =200 аминокислот.
Так как масса одной аминокислоты рана 120 г/моль, то массу всего белка рассчитаем, получим:
200 . 110 = 22000 г/ моль.
Длина одной аминокислоты равна 0,3 нм. Тогда весь белок имеет длину:
200 . 0,35 = 70 нм.
Определение длины фрагмента молекулы ДНК
Задача 6.
Дана молекула ДНК с относительной молекулярной массой 75 900, из них 10350 приходится на долю адениловых нуклеотидов.
Найдите количество всех нуклеотидов в этой ДНК. Определите длину этого фрагмента.
Решение:
Расстояние между двумя нуклеотидами – 0,34 нм;
молекулярная масса одного нуклеотида – 345 г/моль.
1) Находим количество нуклеотидов:
а) 75 900 : 345 = 220 (нуклеотидов в ДНК),
б) 10350 : 345 = 30 (адениловых нуклеотидов в этой ДНК),
в) ∑(Г + Ц) = 220 – (30 + 30) = 160, т.е. Г = Ц = 80, их по 80;
2) Определяем длину фрагмента ДНК, получим:
220 нуклеотидов в двух цепях, значит в одной – 110.
L(ДНК) = 110 . 0,34 = 37,4 (нм).
Ответ: 37,4 (нм).
Определение аминокислотных остатков в молекуле белка
Задача 7.
Белок содержит 0,5% глицина. Чему равна минимальная молекулярная масса этого белка, если Мглицина = 75,1 г/моль? Сколько аминокислотных остатков в этом белке?
Решение:
Молекулярная масса одной аминокислоты = 110 г/моль;
М(глицина) = а = 75,1 г/моль;
в = 0,5%.
1) Находим минимальну массу белка
Вычисление минимальной молекулярной массы белка определяем по формуле:
Мmin = (а/в) . 100%,
Мmin – минимальная молекулярная масса белка, а – атомная или молекулярная масса компонента,
в – процентное содержание компонента.
Мmin = (75,1 г/моль /0,5%) . 100% = 15 020 г/моль.
2) Расчитаем количество аминокислотных остатков, получим:
15 020 : 110 ≈ 136 (аминокислот в этом белке).
Ответ: Аминокислотных остатков в белке 136.
Вычисление процентного содержания нуклеотидов в ДНК и длину ее молекулы
Ответ: (Г) = 30%, (Ц) = 30%, (А) = 20%, (Т) = 20%; длина ДНК 68 нм.
Алгоритм решения задач по молекулярной биологии
Онлайн-конференция
«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
АЛГОРИТМ ФОРМИРОВАНИЯ УМЕНИЙ
ИСПОЛЬЗОВАТЬ ЗНАНИЯ ПРИ РЕШЕНИЯ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ ПО МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ
Практическое применение полученных знаний при решении задач способствует развитию логического мышления, творческой, аналитическом подходе к решению поставленного вопроса или проблемы в целом, что особенно важно для будущих работников современных отраслей производства, сельского хозяйства, медицины.
Представленный материал предназначен для учителей биологии, старшеклассников, абитуриентов.
В биологии используются основные и производные единицы международной системы единиц : длины, массы, энергии, работы, теплоты и т.д..
1 Дж = эрг = 0,2388 кал; 1 кал = 4,1868 Дж.
В процессе решения любой задачи выделяют определенные этапы.
Анализ задачи. Внимательно прочитайте содержание задачи, осмыслите ее и определите:
к какому разделу или теме относится задача,
найдите, что дано и что необходимо найти.
1. Сокращенная запись условия.
С помощью условных обозначений коротко запищит, что дано и что нужно найти (как на уроках химии или физики).
Подумайте, какие из постоянных известных вам величин можно использовать при решении задачи, запишите их.
2. Оформление записи задачи.
Решайте задачу поэтапно.
На каждом этапе кратко сформулируйте вопрос.
Тщательно проверяйте результаты расчетов.
Проверьте всю ли информацию из условия задачи использовали.
При необходимости выберите другой способ решения.
4. Завершающий этап.
Проверьте правильность решения в целом, сформулируйте и запишите окончательный ответ.
Примеры решения задач на молекулярные основы НАСЛЕДСТВЕННОСТИ
При решении таких задач необходимо помнить, что:
• длина одного нуклеотида, или расстояние между двумя соседними вдоль оси ДНК, составляет 0,34 нм;
• средняя молекулярная масса одного нуклеотида 345 условных единиц;
• средняя молекулярная масса одной аминокислоты равна 100 условных единиц;
• молекула белка в среднем состоит из 200 аминокислот;
• каждую аминокислоту в белковой молекуле кодирует триплет нуклеотидов и-РНК (во время трансляции);
• для определения длины гена (l) учитывают количество нуклеотидов, которая содержится в одной цепи ДНК;
• для определения молекулярной массы гена (Mr) учитывают количество нуклеотидов, содержится в двух цепях ДНК;
• трансляция осуществляется согласно генетическим кодом;
• для всех ДНК выполняется правило Чаргаффа: А = Т; Г = Ц;
• сумма всех нуклеотидов в молекуле ДНК или РНК (А + Т + Г + Ц или А + В + Г + Ц) составляет 100%.
На фрагменте одной цепи ДНК нуклеотиды расположены в последовательности, показанной ниже.
1. Нарисуйте схему структуры двухцепочечной молекулы ДНК.
2. Какова длина в нанометрах этого фрагмента?
3. Какова масса двухцепной фрагмента?
1. Руководствуясь свойством ДНК, способностью к самовоспроизведению (репликации), в основе которого лежит комплиментарность, запишем схему двухцепочечной ДНК:
2. Длина одного нуклеотида, или расстояние между двумя соседними вдоль оси ДНК, составляет 0,34 нм. Длина двухцепочечной фрагмента равна длине одной цепи.
3. Средняя молекулярная масса одного нуклеотида 345 условных единиц, молекулярная масса фрагмента ДНК:
Фрагмент первой цепи ДНК имеет такую нуклеотидную последовательность: ТАЦАГАТГГАГТЦГЦ. Определите последовательность мономеров белка, закодированного фрагментом второй цепи ДНК.
Фрагмент цепи А белка нормального гемоглобина состоит из 7 аминокислот, расположенных в следующей последовательности:
1. Какое строение фрагмента иРНК, что является матрицей для синтеза этого фрагмента молекулы гемоглобина?
2. Какое строение фрагмента ДНК, кодирующего данную иРНК?
ГТТ ТТА ТТА АЦТ ЦЦТ ЦАА ААА
Биохимический анализ показал, что иРНК имеет 30% аденина, 18% гуанина и 20% урацила. Определите долю (в%) каждого нуклеотида в соответствующем фрагменте двухцепочечной ДНК?
Определяем процент цитозинових нуклеотидов в данной иРНК:
Определяем процент адениновых и тиминових нуклеотидов (отдельно) во фрагменте ДНК:
Определяем процент гуанинових и цитозиновог нуклеотидов (отдельно) во фрагменте ДНК:
Ответ. Доля каждого нуклеотида в соответствующем фрагменте двухцепочечной ДНК составляет 25%.
Белок состоит из 124 аминолислот. Сравните относительные молекулярные массы белка и гена, который его кодирует.
Мr (аминокислоты) = 100;
Мr (нуклеотида) = 345.
1). Определяем относительную молекулярную массу белка:
2). Определяем количество нуклеотидов в составе гена, кодирующего данный белок: 124 х 3 х 2 = 744 (нуклеотиды).
3). Определяем относительную молекулярную массу гена:
4). Определяем, во сколько раз ген тяжелее белок:
256680: 12400 = 20,7 (раза).
Ответ. Относительная молекулярная масса гена в 20,7 раза больше, чем кодированного белка.
Одну аминокислоту кодирует триплет нуклеотидов, следовательно, в состав гена соматотропного входит 191 триплет.
У больного синдром Фанкони (нарушение образования костной ткани) с мочой выделяются аминокислоты, которым соответствуют следующие триплеты иРНК: АУА, ГУЦ, АУГ, УЦА, УУГ, УАУ, ГУУ, АУУ. Определите, какие аминокислоты выделяются с мочой у больных синдромом Фанкони (см. Таблица «Генетический код»).
Аминокислоты: илей, вал, мет, сер, лей, тир, вал, илей.
Ответ. У больных синдромом Фанкони выделяются с мочой такие аминокислоты: изолейцин, валин, метионин, серин, лейцин, тирозин.
Экзон-интронная ОРГАНИЗАЦИЯ ГЕНОМА
Большинство структурных генов эукариот (участки ДНК) внутренне неоднородно. Они состоят из экзонных (информативных) и интронных (без информационной) фрагментов.
Фрагмент цепи молекулы ДНК содержит 1100 нуклеотидов, из них 100, 120, и 130 нуклеотидов образуют интронная участка. Определите, сколько аминокислот кодирует этот фрагмент ДНК:
1). 100 + 120 + 130 = 350 (количество нуклеотидов, образующих интронная участка);
3). 750: 3 = 250 (аминокислотных остатков).
Ответ. Этот фрагмент ДНК кодирует 250 аминокислот.
Структурный ген (фрагмент молекулы ДНК) содержит 384 цитозинових нуклеотидов, составляет 20% от их общего количества. В экзонных участках этого гена закодировано белок, состоящий из 120 аминокислотных остатков.
1. Какой нуклеотидный состав гена?
2. Какая относительная молекулярная масса интронных участков гена?
3. Насколько зрелая иРНК короче про-иРНК?
1. Определяем общее количество нуклеотидов в фрагменте ДНК. Поскольку на цитозин нуклеотиды приходится 20% от их количества, то общее количество нуклеотидов составляет:
Х = 1920 (нуклеотидов);
По принципу комплиментарности:
Г = Ц = 384 нуклеотиды = 20%. Отсюда: А = Т = 30%.
А = Т 576 нуклеотидов.
2. Находим количество нуклеотидов в экзонных участках гена:
120 3 х 2 = 720 (нуклеотидов).
Находим количество нуклеотидов в интронных участках гена:
Находим относительную молекулярную массу интронных участков гена:
Mr (интро. Участков гена) = 1200 х 345 = 414000.
3. Длина молекулы про-иРНК равна длине структурного гена:
l (о-иРНК) = (384 + 576) х 0,34 = 326,4 (нм).
Зрелая иРНК состоит только из информативной части. Ее длина составляет:
l (зрелой РНК) = 120 х 3 х 0,34 = 122,4 (нм).
Разница в длине о-иРНК и зрелой иРНК составляет: