Как найти длину кодирующего гена

Решение задач части С 5

Требования к решению задач ход решения должен соответствовать последовательности процессов, протекающих в клетке решать задачи осознано, обосновывать каждое действие теоретически запись решения оформлять аккуратно, цепи ДНК, и. РНК , т. РНК прямые, символы нуклеотидов четкие, расположены на одной линии по горизонтали цепи ДНК, и. РНК , т. РНК размещать на одной строке без переноса ответы на все вопросы выписывать в конце решения

ДНК РНК ( дезоксирибонуклеиновая кислота) (рибонуклеиновая кислота) две цепи в спирали одна цепь состоят из нуклеотидов Строение нуклеотида 1 дезоксирибоза 1 рибоза 2 остаток фосфорной кислоты 3 азотистое основание: А- аденин Г – гуанин Ц – цитозин Т – тимин У – урацил А-Т, Г-Ц Принцип комплементарности А-У, Г-Ц Между азотистыми основаниями водородные связи А = Т двойная , Г ≡ Ц тройная Правила Чаргаффа А=Т, Г=Ц А+Г = Т+Ц ( 100% в 2 -х цепях) ( 100 % в 1 -й цепи) *азотистые основания : 1. Пуриновые – А, Г 2. Пиримидиновые – Ц, Т, У Функция: хранение наследственной информации *Спираль ДНК: 1. Ширина 2 нм 2. Шаг спирали 10 пар нуклеотидов 3, 4 нм 3. Длина нуклеотида 0, 34 нм 4. Масса ДНК 6· 10 -12 Виды РНК и их функции: 1. и. РНК или м. РНК – 5%, считывает информацию с ДНК и переносит её к рибосоме 2. т. РНК – 10%, переносит аминокислоту 3. р. РНК – 85%, входит в состав рибосом

Запомнить! 1. Длина 1 нуклеотида = 0, 34 нм 2. Размер 1 гена = длина 1 нуклеотида × n (кол-во нуклеотидов) 3. Кол-во нуклеотидов = кол-во аминокислот × 3 4. Масса 1 гена = кол-во нуклеотидов × массу 1 нуклеотида 5. Молекулярная масса 1 нуклеотида =345 (после округления 300) 6. Молекулярная масса 1 аминокислоты = 110 7. Соотношение нуклеотидов в молекуле ДНК А+Г / Т+Ц=1

Первый тип задач – задачи на установление последовательности нуклеотидов в ДНК, и. РНК, антикодонов т. РНК Участок правой цепи молекулы ДНК имеет последовательность нуклеотидов: А-Г-Т-Ц-Т-А-А-Ц-Т-Г-А-Г-Ц-А-Т. Запишите последовательность нуклеотидов левой цепи ДНК. Дано: ДНК А-Г-Т-Ц-Т-А-А-Ц-Т-Г-А-Г-Ц-А-Т Решение: ( нуклеотиды левой цепи ДНК подбираем по принципу комплементарности А-Т, Г-Ц) ДНК А Г Т Ц Т А А Ц Т Г А Г Ц А Т ДНК Т Ц А Г А Т Т Г А Ц Т Ц Г Т А Ответ : левая цепь ДНК имеет последовательность нуклеотидов Т-Ц-А-Г-А-Т-Т-Г-А-Ц-Т-Ц-Г-Т-А

Первый тип задач – задачи на установление последовательности нуклеотидов в ДНК, и. РНК, антикодонов т. РНК Участок цепи молекулы ДНК имеет последовательность нуклеотидов: Ц-Т-А-А-Ц-Ц-А -Т-А-Г-Т-Т-Г-А-Г. Запишите последовательность нуклеотидов и. РНК. Дано: ДНК Ц-Т-А-А- Ц-Ц-А-Т-А-Г-Т-Т- Г- А- Г Решение: ( нуклеотиды и. РНК подбираем по принципу комплементарности к ДНК : А-У, Г-Ц) ДНК Ц Т А А Ц Ц А Т А Г Т Т Г А Г и. РНК Г А У У Г Г У А У Ц А А Ц У Ц Ответ : и. РНК имеет последовательность нуклеотидов Г-А-У-У-Г- Г-У-А-У-Ц-А-А-Ц-У-Ц

* Определите последовательность нуклеотидов и. РНК, антикодоны молекул т. РНК , если фрагмент ДНК имеет последовательность нуклеотидов Г-Ц-Ц-Т-А-А-Г-Т-Ц Дано: ДНК Г-Ц-Ц-Т-А-А-Г-Т-Ц Решение: (нуклеотиды подбираем по принципу комплементарности А-У, Г-Ц под ДНК сначала строим и. РНК, затем т. РНК) ДНК Г Ц Ц Т А А Г Т Ц и. РНК Ц Г Г А У У Ц А Г т. РНК Г Ц Ц У А А Г У Ц Ответ : и. РНК имеет последовательность нуклеотидов Ц Г Г А У У Ц А Г антикодоны т. РНК Г Ц Ц У А А Г У Ц

Второй тип задач – на вычисление количества нуклеотидов, их процентное соотношение в цепи ДНК, и. РНК. В одной молекуле ДНК содержится нуклеотидов с тимином 22%. Определите процентное содержание нуклеотидов с А, Г, Ц по отдельности в данной молекуле ДНК. Дано: Т -22% Найти: % А, Г, Ц Решение 1: согласно правилу Чаргаффа А+Г = Т+Ц, все нуклеотиды в ДНК составляют 100%. Так как тимин комплементарен аденину, то А=22%. 22+22=44% ( А+Т) 100 – 44 =56% (Г+Ц) Так как гуанин комплементарен цитозину, то их количество тоже равно, поэтому 56 : 2 =28% (Г, Ц) Решение 2: согласно правилу Чаргаффа А+Г = Т+Ц, все нуклеотиды в ДНК составляют 100% или А+Г и Т+Ц по 50 % Так как тимин комплементарен аденину, то А=22%. следовательно 50 – 22=28% (Г, Ц, т. к. они комплементарны) Ответ : А=22%, Г=28%, Ц=28%

Сколько содержится нуклеотидов А, Т, Г, во фрагменте молекулы ДНК, если в нем обнаружено 1500 нуклеотидов Ц, что составляет 30% от общего количества нуклеотидов в этом фрагменте ДНК? Дано: Ц- 30% =1500 нуклеотидов Найти: количество нуклеотидов А, Т, Г Решение: Так как Ц комплементарен Г и их количество равно, то Г =30%, что составляет 1500 нуклеотидов. согласно правилу Чаргаффа А+Г = Т+Ц, все нуклеотиды в ДНК составляют 100% А+Г и Т+Ц по 50 % следовательно 50 -30=20% (А, Т). Составим пропорцию 30% – 1500 20% – ? 20 х1500 : 30 =1000 нуклеотидов (А, Т) Ответ: во фрагменте молекулы ДНК содержится: Г=1500 нуклеотидов, А=1000 нуклеотидов, Т=1000 нуклеотидов.

* Участок молекулы ДНК ( одна цепочка) содержит: 150 нуклеотидов – А, 50 нуклеотидов – Т, 300 нуклеотидов – Ц, 100 нуклеотидов – Г. Определите : количество нуклеотидов во второй цепи с А, Т, Г, Ц и общее количество нуклеотидов с А, Т, Ц, Г в двух цепях ДНК. Дано: нуклеотидов в 1 -й цепи ДНК: А-150, Т-50, Ц-300, Г-100. Найти: А, Т, Ц, Г в двух цепях ДНК. Решение: А=Т, Г=Ц, так как они комплементарны, поэтому во второй цепи Т-150, А-50, Г-300, Ц-100 Всего нуклеотидов: А(150+50)+Т(50+150)+Г(300+100)+Ц(100+300)=1200 Ответ: нуклеотидов во второй цепи Т-150, А-50, Г-300, Ц-100; 1200 нуклеотидов в двух цепях.

*В состав и-РНК входят нуклеотиды: аденина 28%, гуанина 16%, урацила 24%. Определите процентный состав нуклеотидов в двуцепочечной молекуле ДНК, информация с которой «переписана» на и-РНК Дано: нуклеотидов в и-РНК: А-28%, У-24%, Г-16%. Найти: % А, Т, Ц, Г в ДНК. Решение: Определяем процентное содержание цитозина в и-РНК, учитывая, что сумма всех нуклеотидов и-РНК составляет 100%: 100 – ( 24+28+16) = 32% (Ц) Учитывая принцип комплементарности ( А=Т, У=А, Г=Ц, Ц=Г), вычисляем процентный состав нуклеотидов цепи ДНК, с которой была списана информация на и-РНК. Сумма всех нуклеотидов в двух цепях ДНК составляет 100%: Т=28: 2=14%, Г= 32: 2=16%, А=24: 2=12%, Ц=16: 2=8% Вторая цепочка ДНК является комплементарной первой, следовательно, в ней процентный состав нуклеотидов следующий: А=14%, Ц=16%, Т=12%, Г=8% В двуцепочечной молекуле ДНК процентное содержание нуклеотидов будет следующим: А = 12+14=26%, Т= 14+12=26%, Г=16+8=24%, Ц= 8+16=24% Ответ: в двух цепях ДНК % состав нуклеотидов: Т -26%, А-26%, Г-24%, Ц-24%

*Третий тип задач на вычисление количества водородных связей. Две цепи ДНК удерживаются водородными связями. Определите число водородных связей молекуле ДНК, если известно, что нуклеотидов с аденином 12, с гуанином 20. Дано: А-12, Г-20 Найти: водородных связей в ДНК Решение: А=Т, Г=Ц, так как они комплементарны Между А и Т двойная водородная связь, поэтому 12 х2=24 связи Между Г и Ц тройная водородная связь, поэтому 20 х3=60 связей 24+60=84 водородных связей всего Ответ: 84 водородных связей.

*Четвертый тип задач определение длины ДНК, и. РНК Участок молекулы ДНК состоит из 60 пар нуклеотидов. Определите длину этого участка (расстояние между нуклеотидами в ДНК составляет 0, 34 нм) Дано: 60 пар нуклеотидов в молекуле ДНК Найти: длину участка Решение: длина нуклеотида 0, 34 нм 60 х0, 34= 20, 4 нм Ответ: 20, 4 нм Длина участка молекулы ДНК составляет 510 нм. Определите число пар нуклеотидов в этом участке. Дано: длина участка ДНК 510 нм Найти: Определите число пар нуклеотидов Решение: длина нуклеотида 0, 34 нм 510: 0, 34= 1500 пар нуклеотидов Ответ: 1500 пар нуклеотидов

Число нуклеотидов в цепи ДНК равно 100. Определите длину этого участка Дано: 100 нуклеотидов Найти: длину участка Решение: длина нуклеотида 0, 34 нм , ДНК состоит из 2 -х цепей, это соответствует 50 парам нуклеотидов. 50 х0, 34=17 нм Ответ: длина участка ДНК – 17 нм Число нуклеотидов в цепи и-РНК равно 100. Определите длину этого участка Дано: 100 нуклеотидов Найти: длину участка Решение: длина нуклеотида 0, 34 нм , и-РНК состоит из одной цепи 100 х0, 34=34 нм Ответ: длина участка РНК – 34 нм

« Биосинтез белка, генетический код» на участке ДНК строится и. РНК переходит в цитоплазму и. РНК соединяется с рибосомой ( 2 триплета) т. РНК несет аминокислоту в рибосому кодон и. РНК комплементарен антикодону т. РНК в рибосоме из аминокислот образуется белок ДНК- РНК- белок 20 аминокислот – 64 триплета ДНК – и. РНК – т. РНк 3 нуклеотида =1 триплет =1 аминокислота = 1 т. РНК

Пятый тип задач – определение последовательности аминокислот по таблице генетического кода. Фрагмент цепи ДНК имеет последовательность нуклеотидов: ТГГАГТТА. Определите последовательность нуклеотидов на и. РНК, антикодоны т. РНК и аминокислотную последовательность фрагмента молекулы белка. Дано: ДНК Т-Г-Г-А-Г-Т-Т-А Найти: и. РНК, т. РНК и аминокислотную последовательность белка Решение: на участке ДНК по принципу комплементарности (А-У, Г-Ц) построим и. РНК, затем по цепи и. РНК построим т. РНК по принципу комплементарности ( А-У, Г-Ц) ДНК Т- Г- Г- А- Г- Т- Т- А и. РНК А-Ц-Ц-У- Ц- А- Ц- У- Ц- А- А- У т. РНК У- Г- Г- А -Г- У- Г -А- Г- У- У-А и. РНК разделим на триплеты и по таблице генетического кода определим аминокислотную последовательность белка: А-Ц-Ц тре, У-Ц-А сер, Ц-У-Ц лей, А- А-У асн. Ответ : и. РНК А-Ц- Ц-У- Ц- А-Ц-У-Ц-А- А-У т. РНК У- Г -Г- А- Г-У- Г-А-Г- У- У-А аминокислотную последовательность белка : тре, сер, лей, асн

*Участок молекулы ДНК имеет следующее строение: ГГА -АЦЦ-АТА-ГТЦ-ЦАА Определите последовательность нуклеотидов соответствующего участка и. РНК. Определите последовательность аминокислот в полипептиде, синтезируемом по и. РНК. Как изменится последовательность аминокислот в полипептиде, если в результате мутации пятый нуклеотид в ДНК будет заменён на аденин? Ответ объясните. Дано: ДНК ГГА -АЦЦ-АТА-ГТЦ-ЦАА Найти: аминокислотную последовательность исходного белка, мутированного Решение: определим и. РНК по принципу комплементарности ДНК ГГА -АЦЦ-АТА-ГТЦ- ЦАА и. РНК ЦЦУ- УГГ-УАУ-ЦАГ-ГУУ По таблице генетического кода определим аминокислотную последовательность белка: про, три, тир, глн, вал В результате мутации ДНК изменится , т. к. пятый нуклеотид в ДНК будет заменён на аденин ДНК ГГА – ААЦ-АТА-ГТЦ- ЦАА и. РНК ЦЦУ- УУГ-УАУ-ЦАГ-ГУУ По таблице генетического кода определим аминокислотную последовательность измененного белка: про, лей, тир, глн, вал, Ответ: про, три, тир, глн, вал; про, лей, тир, глн, вал, так как изменился нуклеотид в ДНК, то изменился нуклеотид и. РНК, изменилась аминокислота и структура белка.

* Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК- матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на котором синтезируется участок центральной петли т. РНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов АТАГЦТГААЦГГАЦТ. Установите нуклеотидную последовательность участка т. РНК, который синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта т. РНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет соответствует антикодону т. РНК. Дано: ДНК АТАГЦТГААЦГГАЦТ Найти: нуклеотидную последовательность участка т. РНК аминокислоту, которую будет переносить т. РНК Решение : Так как т. РНК синтезируются на ДНК, то построим т. РНК по принципу комплементарности (А-У, Г-Ц) ДНК А Т А Г Ц Т Г А А Ц Г Г А Ц Т т. РНК У А У Ц Г А Ц У У Г Ц Ц У Г А Третий триплет ( антикодон т. РНК) ЦУУ , соответствует кодону на и. РНК ГАА (по принципу комплементарности), по таблице генетического кода этому кодону соответствует аминокислота ГЛУ, которую переносит данная т. РНК. Ответ: т. РНК УАУЦГАЦУУГЦЦУГА аминокислота ГЛУ

Шестой тип задач – определение массы белка, количества аминокислот, нуклеотидов. 1. Фрагмент смысловой цепи молекулы ДНК содержит 1230 нуклеотидных остатков. Сколько аминокислот будет входить в состав белка? Дано: 1230 нуклеотидов Найти: количество аминокислот Решение: Одной аминокислоте соответствует 3 нуклеотида, поэтому 1230: 3= 410 аминокислот. Ответ: 410 аминокислот. 2. Сколько нуклеотидов содержит смысловая цепь гена, кодирующего белок из 210 аминокислот? Дано: 210 аминокислот Найти: количество нуклеотидов Решение: Одной аминокислоте соответствует 3 нуклеотида, поэтому 210 х3=630 нуклеотидов Ответ: 630 нуклеотидов

*Определите число аминокислот , входящих в состав белка, число триплетов и число нуклеотидов в смысловой цепи гена, который кодирует этот белок, если в процессе трансляции участвовало 30 молекул т. РНК. Дано: 30 т. РНК Найти: число аминокислот, триплетов, нуклеотидов в гене Решение: 1 т. РНК=1 аминокислота, поэтому аминокислот 30 1 аминокислота = 1 триплет, поэтому триплетов 30 1 триплет = 3 нуклеотида, поэтому 30 х3=90 нуклеотидов. Ответ: аминокислот 30, триплетов 30, 90 нуклеотидов

* Молекулярная масса полипептида составляет 40000. Определите длину кодирующего гена, если молекулярная масса одной аминокислоты в среднем равна 100, а расстояние между соседними нуклеотидами в цепи ДНК составляет 0, 34 нм. Дано: масса белка – 40000 масса аминокислоты – 100 расстояние между нуклеотидами 0, 34 нм Найти: длину гена Решение: Так как белок ( полипептид) состоит из аминокислот, найдем количество аминокислот 40000: 100=400 1 аминокислота=3 нуклеотида, 400 х3=1200 нуклеотидов Ген состоит из нуклеотидов. Длина гена 1200 х0, 34=408 нм Ответ: длина гена 408 нм

Комбинированные задачи * Белок состоит из 100 аминокислот. Установите, во сколько раз молекулярная масса участка гена, кодирующего данный белок, превышает молекулярную массу белка, если средняя молекулярная масса аминокислоты -110, а нуклеотида – 300. Дано: 100 аминокислот, молекулярная масса аминокислоты -110, молекулярная масса нуклеотида – 300. Найти : во сколько раз масса гена превышает массу белка. Решение: Так как ген – это участок ДНК, состоящий из нуклеотидов, то определим их количество: одну аминокислоту кодируют 3 нуклеотида , то 100 х3=300 нуклеотидов. Молекулярная масса белка 100 х110=11000, Молекулярная масса гена 300 х300=90000 Молекулярная масса участка гена, кодирующего данный белок, превышает молекулярную массу белка: 90000: 11000 =8 раз Ответ : в 8 раз

Деление клетки мейоз митоз Интерфаз а 2 n 2 c 2 n 4 c 6. 10 -9 мг 12 мг . 10 -9 Интерфаза 2 n 2 c 2 n 4 c 6. 10 -9 мг 12. 10 -9 мг Метафаза 2 n 4 c Анафаза 4 n 4 c Телофаза 2 n 2 c 12. 10 -9 мг 12. 10 -9 мг 6. 10 -9 мг 12. 10 -9 мг Метафаза 1 2 n 4 c 12. 10 -9 мг Телофаза 1 1 n 2 c 6. 10 -9 мг Профаза 2 2 n 4 c Анафаза 1 Профаза 1 1 n 2 c 6. 10 -9 мг Метафаза 2 1 n 2 c 6. 10 -9 мг Анафаза 2 2 n 2 c 6. 10 -9 мг Телофаза 2 1 n 1 c 3. 10 -9 мг

В клетке животного диплоидный набор хромосом равен 34. Определите количество молекул ДНК перед митозом, после митоза, после первого и второго деления мейоза. Решение: По условию 2 n=34. Генетический набор: перед митозом 2 n 4 c, поэтому в этой клетке содержится 68 молекул ДНК; после митоза 2 n 2 c, поэтому в этой клетке содержится 34 молекулы ДНК; после первого деления мейоза 1 n 2 c, поэтому в этой клетке содержится 34 молекул ДНК; после второго деления мейоза 1 n 1 c, поэтому в этой клетке содержится 17 молекул ДНК.

Общая масса всех молекул ДНК в 46 хромосомах одной соматической клетки человека составляет около 6. 10 -9 мг. Определите, чему равна масса всех молекул ДНК в ядре при овогенезе перед началом деления, в конце телофазы мейоза I и мейоза II. Объясните полученные результаты. Дано: 46 хромосом = масса 6. 10 -9 мг Найти: массу ДНК: перед началом деления, в конце телофазы мейоза I и мейоза II. Решение: 1) перед началом деления в процессе репликации число ДНК удваивается и масса ДНК равна 2. 6. 10 -9 = 12. 10 -9 мг; 2) первое деление мейоза редукционное, число хромосом становится в 2 раза меньше, но каждая хромосома состоит из двух молекул ДНК (сестринских хроматид), поэтому в телофазе мейоза I масса ДНК равна 12. 10 -9 : 2 = 6. 10 -9 мг; 3) после мейоза II каждое ядро в клетке содержит однохроматидные хромосомы гаплоидного набора, поэтому в телофазе мейоза II масса ДНК равна 6. 10 -9 : 2 = 3. 10 -9 мг. Ответ: масса ДНК перед началом деления 12. 10 -9 мг, в конце телофазы мейоза I – 6. 10 -9 мг, в конце телофазы мейоза II – 3. 10 -9 мг

Какую длину имеет участок молекулы ДНК, в котором закодирована первичная структура инсулина, если молекула инсулина содержит 51 аминокислоту, а один нуклеотид занимает 0, 34 нм в цепи ДНК? Какое число молекул т. РНК необходимо для переноса этого количества аминокислот к месту синтеза? (Следует учитывать, что одна т. РНК доставляет к рибосоме одну аминокислоту. ) Ответ поясните. Дано: 51 аминокислота, длина 1 нуклеотида – 0, 34 нм Найти: длину ДНК, число т. РНК 1) для кодирования одной аминокислоты необходимо 3 нуклеотида, 51 х 3 = 153 нуклеотида; 2) участок кодирующей цепи ДНК имеет длину 0, 34 х 153 = 52 нм 3) одна т. РНК переносит одну аминокислоту, поэтому т. РНК 51 молекула Ответ: длина ДНК 52 нм , число т. РНК – 51

Энергетический обмен 1. Подготовительный (в пищеварительном канале, лизосомах) крахмал глюкоза ( Е ) 2. Бескислородный « гликолиз» ( в цитоплазме) глюкоза 2 ПВК + 2 АТФ 3. Кислородный «дыхание» ( в митохондриях) ПВК СО 2 +Н 2 О + 36 АТФ 1 глюкоза = 38 АТФ

В процессе гликолиза образовалось 42 молекулы пировиноградной кислоты. Какое количество молекул глюкозы подверглось расщеплению и сколько молекул АТФ образуется при полном окислении? Дано: 42 ПВК Найти: кол-во глюкозы, кол-во АТФ при полном окислении. Решение: 1) при гликолизе одна молекула глюкозы расщепляется с образованием 2 -х молекул пировиноградной кислоты (ПВК), следовательно, гликолизу подверглось: 42 : 2 = 21 молекула глюкозы; 2) при полном окислении одной молекулы глюкозы (бескислородный 2 АТФ и кислородный этапы 36 АТФ) образуется 38 молекул АТФ; 3) при окислении 21 молекулы образуется: 21 х 38 = 798 молекул АТФ. Ответ: 21 молекула глюкозы, 798 молекул АТФ

В результате энергетического обмена в клетке образовалось 5 моль молочной кислоты и 27 моль углекислого газа. Определите: а) сколько всего моль глюкозы израсходовано? б) сколько из них подверглось полному расщеплению, а сколько гликолизу? в) сколько энергии запасено? г) сколько моль кислорода пошло на окисление? Решение 2, 5 С 6 Н 12 О 6 → 2, 5 · 2 С 3 Н 6 О 3 + 2, 5 · 2 АТФ 4, 5 С 6 Н 12 О 6 + 4, 5· 6 О 2 → 4, 5· 6 СО 2 + 4, 5· 6 Н 2 О + 4, 5· 38 АТФ Ответ: а) 7 моль С 6 Н 12 О 6 б) 4, 5 моль – полному расщеплению, 2, 5 – гликолизу в) (2, 5 · 2 + 4, 5 · 38) · 40 = 7040 (к. Дж) г) 27 моль О 2

Как правильно записать генетическую информацию, работа с таблицей генетического кода

Составление цепочки аминокислот первичной стуктуры закодированного белка

Задача 145.
В какой последовательности будут располагаться нуклеотиды во транскрибируемой цепи ДНК и в иРНК, если смысловая цепочка ДНК имеет следующий состав:
3′ ТАЦ-ГГТ-АТА-ГЦГ-ЦТТ-ААГ-ЦЦТ-ЦАТ-АТЦ 5′
Используя таблицу генетического кода, составьте цепочку аминокислот первичной стуктуры закодированного белка. Запишите кодоны тРНК, кодирующие эти аминокислоты.
Решение:
1. По принципу комплементарности (Г = Ц, А = Т) смысловой ДНК следующего вида 3’ТАЦ-ГГТ-АТА-ГЦГ-ЦТТ-ААГ-ЦЦТ-ЦАТ-АТЦ 5′ выставим нуклеотдную последовательность во транскрибируемой цепи ДНК, получим:

Смысловая цепь ДНК: 3′ ТАЦ-ГГТ-АТА-ГЦГ-ЦТТ-ААГ-ЦЦТ-ЦАТ-АТЦ 5′
Транскрибируемая цепь ДНК: 5′ АТГ-ЦЦА-ТАТ-ЦГЦ-ГАА-ТТЦ-ГГА-ГТА-ТАГ 3′

2. На основе кода транскрибируемой (матричной) цепи ДНК строим иРНК также пользуясь принципом комплементарности (А-У, Г-Ц), разбивая ее на триплеты (кодоны): 

мДНК: 5′ АТГ-ЦЦА-ТАТ-ЦГЦ-ГАА-ТТЦ-ГГА-ГТА-ТАГ 3′
иРНК: 3′ УАЦ-ГГУ-АУА-ГЦГ-ЦУУ-ААГ-ЦЦУ-ЦАУ-АУЦ 5′

Используя таблицу «Генетический код», можно построить белковую молекулу с соответствующими аминокислотами, получим: 

тирозин-глицин-изолейцин-аланин-лейцин-лизин-пролин-гистидин-изолейцин.

3. К кодонам иРНК подбираются комплементарные антикодоны-триплеты нуклеотидов тРНК, и соединяются водородными связями (кодон=антикодон) тоже по принципу комплементарности. Запишем кодоны тРНК, получим:

иРНК: 3′ УАЦ-ГГУ-АУА-ГЦГ-ЦУУ-ААГ-ЦЦУ-ЦАУ-АУЦ 5′
тРНК: 5′ АУГ-ЦЦА-УАУ-ЦГЦ-ГАА-УУЦ-ГГА-ГУА-УАГ 3′

 

---

---

Определение последовательности нуклеотидов в цепи ДНК или РНК

Задача 147.
Одноцепочный фрагмент молекулы ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: ЦГТГАТГАТГААГГТТГТА. Какой будет структура этой ДНК после репликации?
Решение:
Репликация — удвоение (копирование) молекулы ДНК. Нуклеотиды достраивает фермент ДНК-полимераза по принципу комплементарности. Переводя действия данного фермента на наш язык, он следует следующему правилу: А (аденин) переводит в Т (тимин), Г (гуанин) – в Ц (цитозин).
Тогда можно записать:

1-я цепь ДНК: ЦГТГАТГАТГААГГТТГТА
2-я цепь ДНК: ГЦАЦТАЦТАЦТТЦЦААЦАТ
 

---

Задача 148.
1. Каков нуклеотидный состав ДНК, если в и-РНК содержится гуанина – 9%, аденина – 23%, урацила – 27%?
Решение:
Так как иРНК одноцепочечная, то, если в ней содержится гуанина – 9%, аденина – 23%, урацила – 27%, значит цитозина будет содержаться 41% (100% – 9% – 23% -27% = 41).
Зная, что молекула иРНК комплементарна одной цепи ДНК, можно посчитать содержащиеся в этой цепи нуклеотиды: 23% аденина в иРНК соответствует 23% тимина в ДНК, 9% гуанина в иРНК соответствует 9% цитозина в ДНК, 41% цитозина в иРНК соответствует 41% гуанина в ДНК, 27% урацила в иРНК соответствует 27% аденина в ДНК.
Теперь по принципу комплементарности можно посчитать нуклеотиды во второй цепи ДНК. Если в первой цепи 23% тимина, то во второй цепи будет 22% аденина (Т = А), 
если в первой цепи 9% цитозина, то во второй цепи будет 9% гуанина (Ц = Г), соответственно во второй цепи будет 41% цитозина напротив Г (Г = Ц) и 27% Т напротив А (А = Т).
Теперь можно посчитать нуклеотиды в двух цепях: А = 27% в первой цепи + 23% во второй цепи = 50%, Т = А тоже 50%, Г = 41% в одной цепи + 9% во второй цепи = 50%, значит Ц тоже будет 50%. 

Ответ: А = 50%, Т = 50%,  Г= 50%, Ц = 50%.

 

---

Определение длины и массы участка ДНК или РНК

Задача 149.
Определите длину отрезка молекулы ДНК, состоящей из 100 пар нуклеотидов. В ответе запишите только соответствующее число.
Решение:
Известно, что длина одного нуклеотида равна 0,34 нм. Значит, длина ДНК будет 100 х 0,34 нм = 34 нм.
 

---

Задача 150. 
Фрагмент кодирующей цепи гена мыши содержит 1850 нуклеотидов. Кодирующая часть данного фрагмента 15 гена содержит 300 адениловых, 200 тимидиловых, 100 гуаниловых нуклеотидов. Определите: 1) длину данного фрагмента ДНК 2) процентное содержание нуклеотидов каждого вида в зрелой и-РНК.
Решение:
1. Так как общее число нуклеотидов фрагмента кодирующей цепи гена мыши равно 1850, то зная длину нуклеотида в цепи, можно вычислить длину ДНК: 
1850 х 0,34 нм = 629 нм.
2. Кодирующая часть данного фрагмента 15 гена содержит 300 адениловых, 200 тимидиловых, 100 гуаниловых нуклеотидов, а число цитозиновых нуклеотидов рассчитаем:
1860 – 300 – 200 – 100 = 1250. Зная, что молекула иРНК комплементарна одной цепи ДНК, можно посчитать содержащиеся в этой цепи число нуклеотидов каждого вида: 

300 аденила в ДНК соответствует 300 урацила в иРНК, 200 тимнана в ДНК соответствует 200 аденина в иРНК, 100 гуанина в ДНК соответствует 100 цитозинам в иРНК, 1250 цитозина в ДНК соответствует 1250 гуанина в иРНК. 
Теперь можно посчитать нуклеотиды в цепи иРНК:

У = 16,2 [(300 ^. 100%)/1850 = 16,2%]; 
А = 10,8 [(200 ^. 100%)/1850 = 10,8%]; 
Ц = 5,4 [(100 ^. 100%)/1850 = 5,4%]; 
Г = 67,6 [(1250 ^. 100%)/1850 = 67,6%].

 

---

Задача 151.
Достроить вторую нить ДНК по принципу комплиментарности. Определить в процентном соотношении количество А-? Т-? Ц-? Г-?
Фрагмент нити ДНК: АЦГЦАЦЦГЦЦАГЦГЦ
Решение:
1-я цепь молекулы ДНК комплементарна второй (А – Т, Г – Ц). Используя правило комплементарности, в соответствии с кодом правой цепи ДНК записываем нуклеотиды 2-й цепи, получим:

1-я цепь ДНК: АЦГЦАЦЦГЦЦАГЦГЦ
2-я цепь ДНК: ТГЦГТГГЦГГТЦГЦГ

Пдсчитаем общее количество нуклетидов, а также количество аденинов в молекуле ДНК, получим:
общее число нуклеотидов – 30;
аденинов (А) – 3, что составляет 10% от общего числа нуклеотидов в молекуле ДНК [(3 ^. 100%)]/30 = 10%.

Согласно принципу комплементарности аденин всегда стоит в паре с тимином, значит их количество одинаково, т.е. А = Т = 10%, а вместе они составляют 20%. 
Тогда на долю остальных нуклеотидов приходится 100% – 20% = 80%. Поскольку гуанин всегда находится в паре с цитозином, то Г = Ц = 80%, а на каждого из них приходится 80 : 2 = 40%.
 

---

Задача 152.
Участок молекулы белка включает следующие аминокислоты: -лей-вал-сер-алан-. Какова масса участка одной цепи гена, кодирующей данный белок, если масса одного нуклеотида равна 350?
Решение:
Каждая аминокислота кодируется кодоном иРНК, состоящим из трех нуклеотидов (триплет), поэтому участок молекулы белка из четырех аминокислот кодируется 12 нуклеотидами: 4 ^. 3 = 12. Если масса одного нуклеотида равна 350 а.е.м. (атомных единиц массы), то молекулярная масса 12 нуклеотидов равна: 4200 а.е.м. (350 ^. 12 = 4200).
 

---

Задача 153.
Какие т-РНК (c какими антикодонами) участвуют в синтезе белка по матрице, следующей иРНК: ААААЦАГУУАЦА?
Решение:
Разобьем иРНК на триплеты: ААА-АЦА-ГУУ-АЦА. К кодонам иРНК подбираются комплементарные антикодоны-триплеты нуклеотидов тРНК, и соединяются водородными 
связями (кодон=антикодон) тоже по принципу комплементарности. Каждый триплет тРНК приносит определенную аминокислоту, согласно генетическому коду. Цепь аминокислот и есть синтезируемый белок. Антикодоны тРНК пишутся через запятую. Следовательно, при решении данной задачи необходимо записать:

иРНК: ААА-АЦА-ГУУ-АЦА
тРНК: УУУ,УГУ,ЦАА,УГУ

---