Відомо, що довжина одного нуклеотиду становить 0, 34 нм

Типові молекулярні завдання з рішеннями

У ДНК існує 4 різновиду нуклеотидів: А (аденін), Т (тимін), Г (гуанін) і Ц (цитозин).
Молекула ДНК являє собою подвійну спіраль.
Ланцюги комплементарні один одному: навпаки аденіну в одного ланцюга завжди знаходиться тимін в інший і навпаки (А-Т і Т-А); навпаки цитозину - гуанін (Ц-Г і Г-Ц).
У ДНК кількість аденіну і гуаніну дорівнює числу цитозину і тиміну, а також А = Т і Ц = Г (правило Чаргаффа).
Співвідношення нуклеотидів в молекулі ДНК А + Г / Т + Ц = 1 (правило Чаргаффа).
Транскрипція - це процес синтезу і-РНК на матриці ДНК.
Молекула і-РНК синтезується на ДНК за правилом комплементарності.
До складу ДНК замість урацилу входить тимін.
Амінокислоти, необхідні для синтезу білка, доставляються в рибосоми за допомогою т-РНК. Кожна молекула т-РНК переносить тільки одну амінокислоту.
Інформація про первинну структуру молекули білка зашифрована в молекулі ДНК.
Кожна амінокислота зашифрована послідовністю з трьох нуклеотидів. Ця послідовність називається кодоном або кодоном.
Антикодон - це послідовність з трьох нуклеотидів в т-РНК, комплементарних нуклеотидів кодону і-РНК. До складу т-РНК і і-РНК входять одні ті ж нуклеотиди.

Довжина 1 нуклеотиду = 0,34 нм
Розмір 1 гена = довжина 1 нуклеотиду × n (к-ть нуклеотидів)
Кількість нуклеотидів = к-ть амінокислот × 3
Маса 1 гена = к-ть нуклеотидів × масу 1 нуклеотиду
Молекулярна маса 1 нуклеотиду = 345 (після округлення 300)
Молекулярна маса 1 амінокислоти = 110

У процесі трансляції брало участь 30 молекул т-РНК.

Визначте число амінокислот, що входять до складу синтезованого білка, а також число триплетів і нуклеотидів в гені, який кодує цей білок.

· Одна т-РНК транспортує одну амінокислоту, отже, 30 т-РНК відповідають 30 амінокислотам, і білок складається з 30 амінокислот;

· Одну амінокислоту кодує триплет нуклеотидів, значить, 30 амінокислот кодують 30 триплетів;

· Кількість нуклеотидів в гені, що кодує білок з 30 амінокислот, 30 х 3 = 90.

Білок складається з 30 амінокислот. Ген який кодує білок включає в себе 30 триплетів або 90 нуклеотидів.

Відома послідовність розташування нуклеотидів в молекулі і-РНК (ЦГГАУЦЦАУУГЦ).

Визначте структуру гена і кількість амінокислот у білку.

· І-РНК: Ц-Г-Г-А-У-Ц-Ц-А-У-У-Г-Ц
ДНК: Г-Ц-Ц-Т-А-Г-Г-Т-А-А-Ц-Г (1 цепь)
Ц-Г-Г-А-Т-Ц-Ц-А-Т-Т-Г-Ц (2 ланцюг)

· Кожна амінокислота кодується кодоном, розбиваємо ДНК на трійки (12: 3 = 4) і отримуємо 4 триплетів.

ДНК: Г-Ц-Ц-Т-А-Г-Г-Т-А-А-Ц-Г (1 цепь)
Ц-Г-Г-А-Т-Ц-Ц-А-Т-Т-Г-Ц (2 ланцюг)

Білок, який кодується даним геном, складається з 4 амінокислот.

· Згідно з правилом Чаргаффа А + Г = Т + Ц, все нуклеотиди в ДНК становлять 100%.

· Так як тимін комплементарен аденіну, то А = 22%.

· Так як гуанін комплементарен цитозин, то їх кількість теж одно, тому

· Згідно з правилом Чаргаффа А + Г = Т + Ц, все нуклеотиди в ДНК становлять 100% або А + Г і Т + Ц по 50%

· Так як тимін комплементарен аденіну, то А = 22%.

Отже 50 - 22 = 28% (Г, Ц, тому що вони комплементарні)

ВІДПОВІДЬ: А = 22%, Г = 28%, Ц = 28%

Скільки міститься нуклеотидів А, Т, Г, у фрагменті молекули ДНК, якщо в ньому виявлено 1500 нуклеотидів Ц, що становить 30% від загальної кількості нуклеотидів в цьому фрагменті ДНК?

Ц 30% = 1500 нуклеотидів.

кількість нуклеотидів А, Т, Г

# 151; Так як Ц комплементарен Г і їх кількість одно, то Г = 30%, що становить 1500 нуклеотидів.

# 151; Згідно з правилом Чаргаффа А + Г = Т + Ц, все нуклеотиди в ДНК становлять 100% А + Г і Т + Ц по 50% отже 50-30 = 20% (А, Т).

# 151; складемо пропорцію

# 151; 20х1500. 30 = 1000 нуклеотидів (А, Т)

У фрагменті молекули ДНК міститься:

Г = 1500 нуклеотидів, А = 1000 нуклеотидів, Т = 1000 нуклеотидів.

Ділянка молекули ДНК (один ланцюжок) містить:

150 нуклеотидів - А, 50 нуклеотидів - Т, 300 нуклеотидів - Ц, 100 нуклеотидів - Г.

Кількість нуклеотидів у другій ланцюга з А, Т, Г, Ц і загальна кількість нуклеотидів з А, Т, Ц, Г в двох ланцюгах ДНК.

· Нуклеотидів в 1-й ланцюга ДНК: А-150, Т-50, Ц-300, Г-100.

· А, Т, Ц, Г в двох ланцюгах ДНК.

· А = Т, Г = Ц, так як вони комплементарні, тому в другій ланцюга Т-150, А-50, Г-300, Ц-100

· Всього нуклеотидів: А (150 + 50) + Т (50 + 150) + Г (300 + 100) + Ц (100 + 300) = 1200

нуклеотидів у другій ланцюга Т-150, А-50, Г-300, Ц-100; 1200 нуклеотидів в двох ланцюгах.

Фрагмент молекули білка містить амінокислоти:

а) яка структура ділянки молекули ДНК, що кодує цю послідовність амінокислот;
б) кількість (у%) різних видів нуклеотидів в цій ділянці гена (в двох ланцюгах);
в) довжину цієї ділянки гена.

Відомо, що довжина одного нуклеотиду становить 0,34 нм

· ДНК: ТТГ-ЦГГ-ТГЦ-ЦАА (1 цепь)
ВАЦ-ГЦЦ-АЦГ-ГТТ (2 ланцюг)

· На 24 нуклеотиду в ланцюзі ДНК доводиться 5 нуклеотидів А,

Обчислимо кількість А, Ц, Т, Г%

Складаємо пропорцію для кількості аденілових нуклеотидів:

Складаємо пропорцію для кількості гуаніділових нуклеотидів:

· Обчислимо% Т і Ц за правилом Чаргаффа А = Т, Г = Ц

· Обчислимо довжину гена в даній ділянці - 12 пар нуклеотидів помножимо на довжину одного нуклеотиду 0,34 нм 12 х 0,34 = 4,08

а) ДНК: ТТГ-ЦГГ-ТГЦ-ЦАА (1 цепь)
ВАЦ-ГЦЦ-АЦГ-ГТТ (2 ланцюг)

б) А-20,8%, Т-20,8%, Г -29,2%. Ц-29,2%

в) довжина цієї ділянки гена 4,08.

Молекулярна маса поліпептиду становить 40000. Визначте довжину кодує його гена, якщо молекулярна маса однієї амінокислоти в середньому дорівнює 100, а відстань між сусідніми нуклеотидами в ланцюжку ДНК становить 0,34 нм.

· Обчислимо кількість амінокислот в поліпептиди - 40000. 100 = 400 амінокислот

· Обчислимо кількість нуклеотидів кодує ділянки ДНК (гена) - 400 х3 = 1200 нуклеотидів

· Визначимо довжину кодує ділянки ДНК (гена) -1200 х 0,34 = 408 нм.

1. кількість амінокислот в поліпептиди - 400

2.Кількість нуклеотидів кодує ділянки ДНК (гена) -1200

3.дліна кодує ділянки ДНК (гена) -408 нм.

Послідовність нуклеотидів в молекулі

В результаті генної мутації випадає десятий нуклеотид в ланцюзі ДНК.

Визначте послідовність нуклеотидів в і-РНК і послідовність амінокислот у білку.

Для виконання завдання використовуйте таблицю генетичного коду.

· Послідовність нуклеотидів в ДНК в результаті мутації:

ЦАА- ГЦА- ТТЦ- ТАЦ- ЦЦГ-;

· Послідовність нуклеотидів в і-РНК:

ГУУ- ЦГУ-ААГ- АУГ- ГГЦ-;

· Послідовність амінокислот у білку:

вал- арг- ліз- мет- гли-

Дві ланцюга ДНК утримуються один проти одного водневими зв'язками. Визначте число нуклеотидів з аденін, тиміном, гуаніном і цитозином в молекулі ДНК, в якій 42 нуклеотиду з'єднуються між собою двома водневими зв'язками і 48 нуклеотидів - трьома водневими зв'язками. Отримані результати поясніть.

· Ланцюги молекули ДНК з'єднуються за принципом комплементарності: А-Т, Г-Ц;

· Між А і Т - дві водневі зв'язку А = Т, тому 42: 2 = 21 нуклеотидів з А і Т;

· Між Г і Ц - три водневі зв'язки Г = Ц, тому 48: 3 = 16 нуклеотидів з Г і Ц

Число нуклеотидів з аденін - 21, з тіміном- 21, з гуаніном- 16, з цитозином - 16.

Яку довжину має ділянку молекули ДНК, в якому закодована первинна структура білка, якщо молекула цього білка складається з 68 амінокислот (один нуклеотид має довжину 0,34 нм)? Скільки т-РНК братиме участь в процесі синтезу цього білка? Відповідь поясніть.

· Одну амінокислоту кодують три нуклеотиду (триплет), отже, 68 амінокислот кодуються - 68 х 3 = 204 нуклеотидами.

· Обчислимо довжину ділянки молекули ДНК, що складається з 204 нуклеотидів - 204х 0,34 = 69,36 нм.

· Відомо, що т-РНК переносить тільки одну амінокислоту, значить, в синтезі цього білка бере участь 68 т-РНК.

1. 68 амінокислот кодіруются204 нуклеотидами

2. довжина ділянки молекули ДНК, що складається з 204 нуклеотидів - 69,36 нм

3. в синтезі даного білка бере участь 68 т-РНК

У молекулі ДНК міститься 17% аденіну. Визначте, скільки (в%) в цій молекулі міститься інших нуклеотидів.

· За правилом Чаргаффа кількість аденіну дорівнює кількості тиміну А = Т, отже, тиміну в цій молекулі міститься 17%.

· На весь ланцюг ДНК доводиться 100%, значить на гуанін і цитозин доводиться: 100% - 17% - 17% = 66%.

· З огляду на, що їх кількості рівні, то 66: 2 = 33%. тобто Ц = Г = 33%.

У даній молекулі ДНК міститься крім 17% аденіну, 17% - тиміну, 33% - гуаніну і 17% - цитозину.

Фрагмент і-РНК має наступну будову: ГАУГАГУАЦУУЦААА. Визначте Антикодон т-РНК і послідовність амінокислот, закодовану в цьому фрагменті. Напишіть фрагмент молекули ДНК, на якому була синтезована ця і-РНК.

· Розбиваємо і-РНК на триплети ГАУ-гаг-УАЦ-УУЦ-ААА і визначаємо послідовність амінокислот, використовуючи таблицю генетичного коду: асп-глу-тир-фен-ліз.

· В даному фрагменті міститься 5 триплетів, тому в синтезі братиме участь 5 т-РНК.

· Антикодон т-РНК визначаємо за правилом комплементарності: ЦУА, ЦУЦ, АУГ, ААГ, УУУ.

· За правилом комплементарності визначаємо фрагмент ДНК 1 і 2 ланцюга: ЦТАЦТЦАТГААГТТТ (1 цепь)

ГАТГАГТАЦТТЦААА (2 ланцюг)

До складу і-РНК входять нуклеотиди: аденіну 28%, гуаніну 16%, урацила 24%. Визначте процентний склад нуклеотидів в двуцепочечной молекулі ДНК, інформація з якої «переписана» на і-РНК

ДАНО. нуклеотидів в і-РНК: А-28%, У-24%, Г-16%.

ШУКАТИ. % А, Т, Ц, Г в ДНК.

100 - (24 + 28 + 16) = 32% (Ц)

· З огляду на принцип комплементарності (А = Т, У = А, Г = Ц, Ц = Г), обчислюємо процентний склад нуклеотидів ланцюга ДНК, з якої була списана інформація на і-РНК. Сума всіх нуклеотидів в двох ланцюгах ДНК становить 100%:

Т = 28: 2 = 14%, Г = 32: 2 = 16%, А = 24: 2 = 12%, Ц = 16: 2 = 8%

· Друга ланцюжок ДНК є комплементарної першої, отже, в ній процентний склад нуклеотидів наступний:

А = 12 + 14 = 26%, Т = 14 + 12 = 26%, Г = 16 + 8 = 24%, Ц = 8 + 16 = 24%

в двох ланцюгах ДНК% складу нуклеотидів: Т -26%, А-26%, Г-24%, Ц-24%

Фрагмент ланцюга ДНК має послідовність нуклеотидів: ТГГАГТГАГТТА. Визначте послідовність нуклеотидів на іРНК, Антикодон тРНК і амінокислотну послідовність фрагмента молекули білка.

ШУКАТИ: іРНК, тРНК і амінокислотну послідовність білка

· На ділянці ДНК за принципом комплементарності (А-У, Г-Ц) побудуємо іРНК, потім по ланцюгу іРНК побудуємо тРНК за принципом комплементарності (А-У, Г-Ц)

ДНК Т-Г-Г- А- Г- Т Г А- Г- Т Т А

іРНК А-Ц-Ц-У-Ц А- Ц У-Ц А- А- У

тРНК У-Г Г А-г-У-Г-а- Г- У-У-А

· ІРНК розділимо на триплети і по таблиці генетичного коду визначимо амінокислотну послідовність білка:

іРНК А-Ц-Ц-У-Ц А-Ц-У-Ц-А-А-У

тРНК У-Г-г-А- Г-У-Г-А-Г-У-У-А

амінокислотна послідовність білка: тре, сер, лей, АСН

Білок складається з 100 амінокислот. Встановіть, у скільки разів молекулярна маса ділянки гена, що кодує даний білок, перевищує молекулярну масу білка, якщо середня молекулярна маса амінокислоти -110, а нуклеотиду - 300.

молекулярна маса амінокислоти -110,

молекулярна маса нуклеотиду - 300.

у скільки разів маса гена перевищує масу білка.

Так як ген - це ділянка ДНК, що складається з нуклеотидів, то визначимо їх кількість: одну амінокислоту кодують 3 нуклеотиду. то 100х3 = 300 нуклеотидів.

# 151; Молекулярна маса білка 100х110 = 11000,

# 151; Молекулярна маса гена 300х300 = 90000

# 151; Молекулярна маса ділянки гена, що кодує даний білок, перевищує молекулярну масу білка: 90000: 11000 = 8 разів