Задача 2.
В цепи рибонуклеазы поджелудочной железы один из полипептидов имеет следующие аминокислоты: лизин – аспарагиновая кислота – глицин – треонин – аспарагиновая кислота – глутаминовая кислота – цистеин. Определите информационную РНК, управляющую синтезом указанного полипептида.
Алгоритм решения.
-
лизин – аспарагиновая кислота – глицин – треонин – аспарагиновая кислота – глутаминовая кислота – цистеин.
-
и-РНК: АУА – ГУА – ГУГ – УЦА – ГУА – АУГ – ГУУ.
Задача 3.
Участок молекулы ДНК, кодирующий часть полипептида, имеет следующее строение: АЦЦ АТТ ГАЦ ЦАТ ГАА. Определите последовательность аминокислот в полипептиде.
Алгоритм решения.
-
м-ДНК: АЦЦ АТТ ГАЦ ЦАТ ГАА
-
и-РНК: УГГ УАА ЦУГ ГУА ЦУУ
-
триптофан – аспарагин – аланин – аспарагиновая кислота – серин.
Задача 4.
При синдроме Фанкони (нарушение образования костной ткани) у больного с мочой выделяются аминокислоты, которым соответствуют следующие триплеты и-РНК: АУА, ГУЦ, АУГ, УЦА, УУГ, УАУ, ГУУ, АУУ. Определите, выделение каких аминокислот с мочой характерно для синдрома Фанкони.
Алгоритм решения.
-
По таблице кода находим соответствующие аминокислоты представленным триплетам и-РНК: АУА – лизин; ГУЦ – аргинин; АУГ – глутаминовая кислота; УЦА – треонин; УУГ – валин; УАУ – лейцин; ГУУ – цистеин; АУУ – тирозин.
-
Следовательно, с мочой при синдроме Фанкони выделяются выше указанные аминокислоты.
Задача 5.
Как изменится структура белка, если из кодирующего его участка ДНК – ГАТ АЦТ ТАТ ААА ГАЦ удалить пятый и тринадцатый (слева) нуклеотиды?
Алгоритм решения.
-
Используя таблицу кода, строим и-РНК:
ГАТ АЦТ ТАТ ААА ГАЦ – м-ДНК
ЦУА УГА АУА УУУ ЦУГ – и-РНК
-
Строим участок искомого белка в норме: ЦУА – аспарагин; УГА – метионин; АУА – лизин; УУУ – фенилаланин; ЦУГ – аланин. Асп-мет-лиз-фен-ала.
-
По условию задачи из нити ДНК удаляются пятый и тринадцатый (слева) нуклеотиды. Остается: ГАТ АТТ АТА ААА Ц – м-ДНК.
-
По полученному участку строим нить и-РНК:
ЦУА УАА УАУ УУУ Г – и-РНК
-
Находим строение участка белка после изменений в ДНК: аспарагин – аспарагин – лейцин – фенилаланин.
Ответ: сравнивая строение участка белка до и после изменений в ДНК, видим, что, произошла замена 2-ой и 3-ей аминокислоты, а длина цепи сократилась на одну аминокислоту.
Биохимическое обоснование. Врожденные молекулярные болезни связаны с нарушением биосинтеза белков, аминокислотного обмена и обмена азотистых оснований. В данной задаче нарушена последовательность нуклеотидов в ДНК, следовательно изменена генетическая информация, возникла мутация, которая может вызывать различные функциональные нарушения, перерождение клеток, развитие опухолей.
Задача 6.
Начальный участок цепи В инсулина представлен следующими 10 аминокислотами: фенилаланин – валин – аспарагиновая кислота – глутамин – гистидин → лейцин – цистеин – глицин – серин – гистидин. Определите количественные соотношения аденин + тимин и гуанин + цитозин в цепи ДНК, кодирующей этот участок инсулина.
Алгоритм решения.
-
По известному аминокислотному составу строим и-РНК:
УУУ – УУГ – ГУА – УЦГ – АУЦ – УАУ – ГУУ – ГУГ – ЦУУ – АУЦ
-
Находим строение одной нити, а потом двухцепочечной ДНК:
ААА
ААЦ ЦАТ АГЦ ТАГ АТА ЦАА ЦАЦ ГАА ТАГ
ДНК
ТТТ ТТГ ГТА ТЦГ АТЦ ТАТ ГТТ ГТГ ЦТТ АТЦ
-
Подсчитываем все количество адениловых оснований (20), тимидиловых (20), гуаниловых (10), цитозиновых (10).
-
Высчитываем количественное соотношение (А + Т) и (Г + Ц) в цепи ДНК:
Примечание: если в кодовой таблице для аминокислоты дано несколько триплетов, можно выбрать любой триплет.
Задача 7.
В молекуле ДНК на долю тимидиловых нуклеотидов приходится 30%. Определите процентное содержание цитидиловых нуклеотидов, входящих в молекулу ДНК.
Алгоритм решения.
-
По правилу Чаргаффа Т = А = 30% + 30% = 60%.
-
На долю остальных нуклеотидов: 100% − 60% = 40%, т.е. Ц = Г = 40 : 2 = 20%.
Ответ: цитидиловых нуклеотидов 20%.
Приложение № 4.
Закрепление знаний, умений учащихся.