Начальный участок цепи в инсулина представлен следующими пятью аминокислотами

Решение задач на расшифровку генетического кода

Как установить последовательность нуклеотидов в гене

Задача № 1.
Одна из цепочек ДНК имеет последовательность нуклеотид: АГТ АЦЦ ГАТ АЦТ ЦГА ТТТ АЦГ. Какую последовательность нуклеотидов имеет вторая цепочка ДНК той же молекулы.
Решение:
Комплементарность нуклеотидов: А = Т; Г = Ц. Согласно этого принципа в цепи нуклеотидов молекулы ДНК напротив аденина всегда стоит тимин, а напротив гуанина — цитозин. Тогда вторая цепочка ДНК будет выглядеть следующим образом:

ТЦА ТГГ ЦТА ТГА ГЦТ ААА ТГЦ.

Установление последовательности аминокислот, зная последовательность нуклеотидов в гене

Задача № 2.
Последовательность нуклеотидов в начале гена, хранящего информацию о белке инсулине, начинается так: ААА ЦАЦ ЦТГ ЦТТ ГТА ГАЦ. Напишите последовательности аминокислот, которой начинается цепь инсулина.
Решение:
Задание выполняется с помощью таблицы генетического кода, в которой нуклеотиды в иРНК (в скобках – в исходной ДНК) соответствуют аминокислотным остаткам.
Первый триплет ДНК: ААА, смотрим в таблице первое основание (А), это первый горизонтатьный столбец. Далее ищем второе основание (А). на пересечении этих двух столбцов видим прямоугольник в котором расположены четыре аминокислоты, для того что бы выбрать нужную нам, необходимо в крайнем правом столбце выбрать третье основание (А), это первая строчка -аминовислота «Фен» (фенилаланин).
Второй триплет ДНК: ЦАЦ, смотрим в таблице первое основание (Ц), это первый горизонтатьный столбец. Далее ищем второе основание (А). на пересечении этих двух столбцов видим прямоугольник в котором расположены четыре аминокислоты, для того что бы выбрать нужную нам, необходимо в крайнем правом столбце выбрать третье основание (Ц), это первая строчка — аминовислота «Вал» (валанин).
Точно таким же образом определим аминокислоты, которые кодируются триплетами: ЦТГ ЦТТ ГТА ГАЦ, получим: «Асп» (аспарагиновая кислота) — «Глу» (глутаминовая кислота) — «Гис» (гистидиин) — «Лей» (лейцин).
Последовательность аминокислот, которой начинается цепь инсулина, будет иметь вид:

Фен-Вал-Асп-Глу-Гис-Лей
или
фенилаланин-валанин-аспарагиновая кислота-глутаминовая кислота-гистидиин-лейцин.

Как определить последовательность нуклеотидов в участке ДНК, зная аминокислотный набор белка

Задача № 3.
Большая из двух цепей белка инсулина имеет (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:
Так ка одну аминокислоту могут кодировать несколько триплетов, точную структуру и-РНК и участка ДНК определить невозможно, структура может варьировать. Используя принцип комплементарности и таблицу генетического кода получаем один из вариантов:

Цепь белка: Фен-Вал-Асн-Глу-Гис-Лей;
и-РНК: УУУ ГУУ ААУ ГАА ЦАЦ УУА;

ДНК:
1-я цепь — ААА ЦАА ТТА ЦТТ ГТГ ААТ
2-я цепь — ТТТ ГТТ ААТ ГАА ЦАЦ ТТА

Задача 4.
Начальный участок цепи А инсулина представлен следующими пятью аминокислотами:
глицин-изолейцин-валин-глутамин-глутамин. Определите участок ДНК, кодирующий эту часть инсулина.
Решение:
Участок ДНК кодирующий часть цепи А инсулина представленный аминокислотами: глицин-изолейцин-валин-глутамин-глутамин будет имеет вид:

ЦЦА ТАА ЦАА ЦТТ ЦТТ — 1-й вариант;
ЦЦГ ТАГ ЦАГ ЦТЦ ЦТЦ — 2-й вариант;
ЦЦТ ТАТ ЦАТ ЦТЦ ЦТЦ — 3-й вариант;
ЦЦЦ ТАТ ЦАЦ ЦТЦ ЦТЦ — 4-й вариант.

Представлены четыре возможных варианта участка цепи ДНК, кодирующих пептид: глицин-изолейцин-валин-глутамин-глутамин. Кодоны, соответствующие одной аминокислоте, могут различаться по третьей позиции, чаще всего две первые позиции у таких кодонов совпадают, а различается только последняя. Одну аминокислоту могут кодировать один или несколько кодонов. Например, аминокислоту триптофан кодирует только один кодон АЦЦ, глицин — четыре кодона: ЦЦА; ЦЦТ; ЦЦГ и ЦЦЦ. Поэтому и было предложено четыре варианта участка ДНК, кодирующую часть инсулина, указанную в условии задачи.

Источник

Образец входного тестового контроль по теме:

«Организация наследственного материала у про- и эукариот и ее реализация в признак».

1. Кто из ученых впервые обнаружил ДНК в клетке:

2. Укажите характерные отличия транскрипции от трансляции

1. транскрипция А) проходит в ядре;

2. трансляция Б) проходит в цитоплазме;

В) для процесса необходимо наличие фермента

Г) для процесса необходимо наличие фермента

Д) приводит к образованию полипептида;

Е) приводит к образованию и РНК.

3. Какая нуклеиновая кислота имеет наименьшую молекулярную массу.

4.В чем проявляется свойство вырожденности ( избыточности) генетического кода?

А) один и тот же триплет кодирует не одну, а несколько аминокислот;

Б) одни и те же триплеты всегда кодируют одни и те же аминокислоты;

В) большинство аминокислот кодируются несколькими различными триплетами;

Г) несколько триплетов не кодируют ни одной аминокислоты.

5. Назовите ферментативный процесс, во время которого образуется цепь из аминокислот, связанных друг с другом в определенной последовательности:

ОТВЕТ: 1)-Г; 2 ) 1- А, В, Е. 2- Б, Г, Д. 3) –Г, 4)-В, 5)- Б

Приложение.

1. Участок инициации синтеза инсулина человека в молекуле и-РНК имеет нуклеотидную последовательность: УАГ УАУ ААА УГУ УУЦ ААЦ. Какие первые аминокислоты закодированы триплетами данной и- РНК? Почему первый ( инициирующий кодон) иРНК УАГ?

Данная задача по молекулярной биологии. Тип задачи – кодирование белка. Для решения задачи необходимо знание основных этапов биосинтеза белка, особенностей строения молекул РНК, принципа комплементарности азотистых оснований, свойств генетического кода.

1. Объектом исследования является участок молекулы и-РНК, характеризующийся определенной последовательностью нуклеотидов.

2. Разбиваем цепочку и- РНК на триплеты.

3. С помощью таблицы генетического кода последовательно находим для каждого триплета и-РНК соответствующую аминокислоту и строим участок искомого полипептида.

структура и-РНК: УАГ УАУ ААА УГУ УУЦ ААЦ.

структура полипептида: мет- тир- лиз- цис- фен- асн

Ответ: данными триплетами и-РНК закодированы следующие аминокислоты: метионин-тирозин- лизин- цистеин- фенилаланин- аспарагин.

Первый кодон АУГ является инициирующим, он кодирует аминокислоту метионон с которой начинается синтез полипептида.

2. При серповидно-клеточной анемии в эритроцитах человека присутствует аномальный гемоглобин S(HbS), имеющий последовательность аминокислот: валин-лейцин-лейцин-треонин-пролин-валин-глутамин-лизин…

Нормальный гемоглобин человека имеет следующую структуру: валин-лейцин-лейцин-треонин-пролин-глутамин-глутамин-лизин… Определите структуру ДНК, кодирующего нормальный и аномальный типы гемоглобина. Объясните чем вызвано данное заболевание?

Данная задача по молекулярной биологии. Тип задачи – кодирование белка. Для решения задачи необходимо знание основных этапов биосинтеза белка, особенностей строения молекул РНК, принципа комплементарности азотистых оснований, свойств генетического кода.

1. Объектом исследования является участок молекулы белка, характеризующийся определенной последовательностью аминокислот.

2. аномальный (HbS): вал- лей- лей- тре- про- вал- глн- лиз.

и-РНК: ГУУ УУА УУА АЦУ ЦЦЦ ГУУ ЦАА ААА

ДНК: ЦАА ААТ ААТ ТГА ГГГ ЦАА ГТТ ТТТ

ГТТ ТТА ТТА АЦТ ЦЦЦ ГТТ ЦАА ААА

Нормальный гемоглобин: вал- лей- лей- тре- про- глн- глн- лиз…

и-РНК: ГУУ УУА УУА АЦУ ЦЦЦ ЦАА ЦАА ААА

ДНК: ЦАА ААТ ААТ ТГА ГГГ ГТТ ГТТ ТТТ

ГТТ ТТА ТТА АЦТ ЦЦЦ ГТТ ЦАА ААА

Ответ: структура ДНК, контролирующего аномальный гемоглобин :

ЦАА ААТ ААТ ТГА ГГГ ЦАА ГТТ ТТТ

ГТТ ТТА ТТА АЦТ ЦЦЦ ГТТ ЦАА ААА.

Структура ДНК, контролирующего синтез нормального гемоглобина

ДНК: ЦАА ААТ ААТ ТГА ГГГ ГТТ ГТТ ТТТ

ГТТ ТТА ТТА АЦТ ЦЦЦ ГТТ ЦАА ААА.

Серповидно-клеточная анемия возникает в результате генной мутации в ДНК ( нуклеотидов в третьем триплете) в результате чего происходит замена одной аминокислоты на другую ( глутамин заменяется на валин).

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

Данная задача по молекулярной биологии. Тип задачи определение процентного состава азотистых оснований нуклеиновых кислот. Для решения задачи необходимо знание особенностей строения молекул ДНК, РНК, принципа комплементарности азотистых оснований.

1. Объект исследования и- РНК, в состав которой входят

2. и-РНК является точной копией молекулы ДНК, используя правила комплементарности определяем процентный состав азотистых оснований в двуцепочечной молекуле ДНК, учитывая, что в состав ДНК входит вместо урацила тимин.

3. Определяем процентный состав азотистых оснований в двух цепочках ДНК: Ц = 17% + 14% = 31%; Г = 14% + 17% = 31%; А = 9% + 10% = 19%; Т = 10% + 9% = 19%.

Ответ: Процентный состав азотистых оснований двухцепочной ДНК следующий: Ц – 31%, Г – 31%, А – 19%, Т – 19%

4.При одной из форм сидрома Фанкони ( нарушение образования костной ткани) у больного с мочей выделяются аминокислоты, которым соответствуют следующие триплеты иРНК: ААА, ЦГУ, ГАА, АЦУ, ГУУ, УУГ, УГУ, АУУ. Определите структуру ДНК и антикодоны т-РНК, участвующие в транспорте соответствующих аминокислот.

5. Участок ДНК, кодирующий полипептид в норме имеет следующий порядок азотистых оснований: ААА ГГГ ТТА ГГЦ ЦЦА. Во время репликации произошла замена третьего аденина в цепи ДНК на гуанин. Определите структуру полипептидной цепи в норме и после замены нуклеотида.

6. В препаратах ДНК, выделенной из клеток туберкулезных бактерий, содержание аденина составило 15,1% от общего количества оснований. Определите примерное количество аланина, тимина, цитозина в этой ДНК.

7. Как изменится структура белка, если из кодирующего его участка ДНК ААЦАГАТТЦГГГ ЦЦЦ удалить 3, 6 и 9 нуклеотиды слева. К каким последствиям для организма могут привести эти изменения.

8. Подсчитайте длину гена, кодирующего следующий олигопептид: валин-лейцин-лейцин-глутамин-фенилаланин-триптофан-цистеин-триптофан-валин-глицин-лизин-аргинин-гистидин-метионин-аргинин-тирозин, если расстояние между нуклеотидами в ДНК равняется 34х10 -11 м. Известно также, что при процессинге данного белка был вырезан интрон, состоящий из 12 нуклеотидов.

9. Известно, что тироксин –основной гормон щитовидной железы, синтез которого зависит от содержания йода в организме. Недостаток этого элемента может привести к развитию йоддефицитных состояний. Такая патология относится к числу наиболее широко распространенных неинфекционных заболеваний и часто встречается у жителей Самарского региона. Определите каким числом кодонов в норме записана информация о синтезе молекулы тироксина, состоящего из 1200 аминокислот? Какое число нуклеотидов входит в состав участка мРНК, кодирующего этот полипептид?

10. Смысловая нить ДНК, соответствующая гену вазопрессина (гормона гипофиза, повышающего кровяное давление), содержит следующую последовательность нуклеотидов: АЦААТААААЦТТЦТААЦАГГАГЦАЦЦА. Определите последовательность нуклеотидов во второй нити ДНК; последовательность нуклеотидов в и-РНК; число и последовательность аминокислот, входящих в состав вазопрессина.

11.Начальный участок цепи А инсулина представлен следующими пятью аминокислотами: глицин – изолейцин – валин – глутамин – глутамин. Определите структуру участка ДНК, кодирующего эту часть цепи инсулина.

12. Определите антикодоны т-РНК, участвующие в синтезе начального участка нормального гемоглобина человека, который имеет следующее строение: валин-лейцин-лейцин-треонин-пролин-глутамин-глутамин-лизин…

13. При биосинтезе белка миоглобина к рибосоме последовательно доставлены аминокислоты транспортными РНК, имеющими антикодоны: УУУ; ГЦА; УУУ; УЦУ; УГА; ЦАА. Определите структуру полипептида.

Источник