Как найти массу белка биология

Для решения и понимания подобных задачь необходимо хорошо знать тему БИОСИНТЕЗ БЕЛКА”.
И внимательно читать условие задачи, выделяя в нём опорные и ключевые слова
РЕШЕНИЕ: 1) Определяем, сколько в одной цепи ДНК нуклеотидов: 248400:345=720.
2) Узнаём, сколько триплетов ( кодонов, и, соответственно антикодонов) можно составить из стольких нуклеотидов: 720:3=240 .
3) Находим массу белка: 240 умножаем на 100 Да, получаем 24000 Да (дальтон) .
———————————————————————————————————————-
ОБЪЯСНЕНИЕ: предположим, что тема “Биосинтез белка” усвоена, тогда остаётся понять, ЧТО:
1) ТРАНСКРИПЦИЯ идёт на одной цепи ДНК.
ДНК состоит из нуклеотидов (это мономеры этого биополимера) , известны массы одного нуклеотида и всей цепи. Поделив их, узнаём искомое.

2) ТРАНСЛЯЦИЯ идёт прерывисто, триплет за триплетом.
На и-РНК триплет назван КОДОНОМ, к нему подходит АНТИКОДОН т-РНК, транспортируя по ОДНОЙ АК к месту сборки белка.
Мы узнаём количество триплетов, а заодно и количество кодонов и антикодонов будет столько же. 240 раз подходили т-РНК к рибосоме, принося каждый раз по одной АК. Значит, в синтезирумом белке – 240 аминокислот.

3) Зная вес одной АК, нетрудно узнать вес всех АК ( а это и есть весь белок) , умножив 240 на 100.

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 А⁰ (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.

Ответ: масса белка рана 22000 г/моль; длина белка – 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.

Тогда 

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:

 М_min = (а/в) ^. 100%,

где

М_min – минимальная молекулярная масса белка, а – атомная или молекулярная масса компонента,
в – процентное содержание компонента.

Тогда

М_min = (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

Задача 8. 
В молекуле ДНК 20% гуаниловых нуклеотидов. Определите процентное содержание Ц, Т, А и длину молекулы ДНК, если в ней всего 400 нуклеотидов.
Решение:
Расстояние между двумя нуклеотидами – 0,34 нм.
В соответствии с принципом комплементарности количество (Г) равно количеству (Ц), т.е. (Г) = (Ц) = 30%. Тогда их совместное количество: (Г + Ц) = 60%, а количество (А + Т) = 100 – 60 = 40%, а в отдельности (А) = (Т) = 40/2 = 20%. Длина молекулы ДНК определяется количеством нуклеотидов в одной цепи (т.е. количеством пар нуклеотидов) умноженным на длину нуклеотида. В ДНК 400 нуклеотидов (шт.) или 200 пар, расстояние между соседними парами 0,34 нм, следовательно длина молекулы ДНК будет: 200 х 0,34 = 68 нм.

Ответ: (Г) = 30%, (Ц) = 30%, (А) = 20%, (Т) = 20%; длина ДНК 68 нм.

---

Темы «Молекулярная биология» и «Генетика» – наиболее интересные и сложные темы в курсе «Общая биология». Эти темы изучаются и в 9-х, и в 11­х классах, но времени на отработку умения решать задачи в программе явно недостаточно. Однако умение решать задачи по генетике и молекулярной биологии предусмотрено Стандартом биологического образования, а также  такие задачи входят в состав КИМ ЕГЭ.

Для  решения задач по молекулярной биологии  необходимо владеть следующими биологическими понятиями: виды нуклеиновых  кислот,строение ДНК,  репликация ДНК , функции ДНК, строение  и функции РНК, генетический код, свойства генетического кода,мутация.

Типовые задачи знакомят с основными приемами рассуждений в генетике, а “сюжетные”– полнее раскрывают и иллюстрируют особенности этой науки, делая ее интересной и привлекательной для учащихся. Подобранные задачи характеризуют генетику как точную науку, использующую математические методы анализа. Решение задач в биологии требует умения анализировать фактический материал, логически думать и рассуждать , а также определенной изобретательности при решении особенно трудных  и запутанных задач.

Для закрепления теоретического материала по способам и приемам  решения задач предлагаются задачи для самостоятельного решения, а также вопросы для самоконтроля.

Примеры решения задач

Необходимые пояснения:

• Один шаг это полный виток спирали ДНК–поворот на 360^o
• Один шаг составляют 10 пар нуклеотидов
• Длина одного шага – 3,4 нм
• Расстояние между двумя нуклеотидами – 0,34 нм
• Молекулярная масса одного нуклеотида – 345 г/моль
• Молекулярная масса одной аминокислоты – 120 г/мол
• В молекуле ДНК: А+Г=Т+Ц (Правило Чаргаффа: ∑(А) = ∑(Т), ∑(Г) = ∑(Ц), ∑(А+Г) =∑(Т+Ц)
• Комплементарность нуклеотидов: А=Т; Г=Ц
• Цепи ДНК удерживаются водородными связями, которые образуются между комплементарными азотистыми основаниями: аденин с тимином соединяются 2 водородными связями, а гуанин с цитозином тремя.
• В среднем один белок содержит 400 аминокислот;
• вычисление молекулярной массы белка:

где М_min – минимальная молекулярная масса белка,
а – атомная или молекулярная масса компонента,
в – процентное содержание компонента.

Задача № 1.Одна из цепочек  ДНК имеет последовательность нуклеотидов : АГТ  АЦЦ  ГАТ  АЦТ  ЦГА  ТТТ  АЦГ  … Какую последовательность нуклеотидов имеет вторая цепочка ДНК той же молекулы. Для наглядности  можно использовать  магнитную “азбуку” ДНК (прием автора статьи) .
Решение: по принципу комплементарности достраиваем вторую цепочку (А-Т,Г-Ц) .Она выглядит следующим образом: ТЦА  ТГГ  ЦТА   ТГА  ГЦТ  ААА  ТГЦ.

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.

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 (для удобства используем табличную форму записи решения): т.к. одну аминокислоту могут кодировать несколько триплетов, точную структуру и-РНК  и участка  ДНКопределить 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. Участок гена имеет следующее строение, состоящее из последовательности нуклеотидов: ЦГГ  ЦГЦ  ТЦА  ААА  ТЦГ  …  Укажите строение соответствующего участка белка, информация о котором содержится в данном гене. Как отразится на строении  белка удаление из гена четвертого нуклеотида?

Решение (для удобства используем табличную форму записи решения): Используя принцип комплементарности  и таблицу генетического кода получаем:

Цепь ДНК	ЦГГ	ЦГЦ	ТЦА	ААА	ТЦГ
и -РНК	ГЦЦ	ГЦГ	АГУ	УУУ	АГЦ
Аминокислоты цепи белка	Ала-Ала-Сер-Фен-Сер

При удалении из гена четвертого нуклеотида – Ц произойдут заметные изменения – уменьшится количество и состав аминокислот в  белке:

Цепь ДНК	ЦГГ	ГЦТ	ЦАА	ААТ	ЦГ
и -РНК	ГЦЦ	ЦГА	ГУУ	УУА	ГЦ
Аминокислоты цепи белка	Ала-Арг-Вал-Лей-

Задача № 5. Вирусом табачной мозаики (РНК-содержащий вирус) синтезируется участок белка с аминокислотной последовательностью: Ала – Тре – Сер – Глу – Мет-. Под действием азотистой кислоты (мутагенный фактор) цитозин в результате дезаминирова ния превращается в урацил. Какое строение будет иметь участок белка вируса табачной мозаики,  если все цитидиловые нуклеотиды  подвергнутся указанному химическому превращению?

Решение (для удобства используем табличную форму записи решения): Используя принцип комплементарности  и таблицу генетического кода получаем  :

Аминокислоты цепи белка (исходная)	Ала – Тре – Сер – Глу – Мет-
и -РНК (исходная)	ГЦУ	АЦГ	АГУ	ГАГ	АУГ
и -РНК (дезаминированная)	ГУУ	АУГ	АГУ	ГАГ	АУГ
Аминокислоты цепи белка (дезаминированная)	Вал – Мет – Сер – Глу – Мет-

Задача № 6. При  синдроме Фанкоми (нарушение образования костной ткани)  у больного с мочой выделяются аминокислоты , которым соответствуют кодоны в и -РНК : АУА   ГУЦ  АУГ  УЦА  УУГ  ГУУ  АУУ. Определите, выделение каких аминокислот с мочой характерно  для синдрома Фанкоми, если у здорового человека в моче содержатся аминокислоты аланин, серин, глутаминовая кислота, глицин.

Решение (для удобства используем табличную форму записи решения): Используя принцип комплементарности  и таблицу генетического кода получаем:

и -РНК	АУА	ГУЦ	АУГ	УЦА	УУГ	ГУУ	АУУ
Аминокислоты цепи белка (больного человека)	Изе-Вал-Мет-Сер-Лей-Вал-Иле
Аминокислоты цепи белка (здорового человека)	Ала-Сер-Глу-Гли

Таким образом, в моче больного человека только одна аминокислота (серин) такая же как, у здорового человека, остальные – новые, а три, характерные для здорового человека, отсутствуют.

Задача № 7. Цепь А инсулина быка в 8-м звене содержит аланин, а лошади – треонин, в 9-м звене соответственно серин и глицин. Что можно сказать о происхождении инсулинов?

Решение (для удобства  сравнения используем табличную форму записи решения): Посмотрим, какими триплетами в и-РНК кодируются упомянутые в условии задачи аминокислоты.

Организм	Бык	Лошадь
8-е звено	Ала	Тре
и- РНК	ГЦУ	АЦУ
9-е звено	Сер	Гли
и- РНК	АГУ	ГГУ

Т.к. аминокислоты кодируются  разными триплетами, взяты триплеты, минимално отличающиеся друг от друга. В данном случае  у лошади и быка в 8-м и 9-м звеньях  изменены аминокислоты в результате замены первых нуклеотидов в триплетах и -РНК : гуанин заменен на аденин ( или наоборот). В двухцепочечной ДНК  это будет равноценно замене пары Ц-Г  на  Т-А (или наоборот).
Следовательно, отличия цепей А инсулина быка и  лошади обусловлены транзициями в участке молекулы ДНК, кодирующей 8-е и 9-е звенья цепи А инсулинов быка и лошади.

Задача № 7 . Исследования показали, что в и- РНК содержится 34% гуанина,18% урацила, 28% цитозина и 20% аденина.Определите процентный состав  азотистых оснваний в участке ДНК, являющейся матрицей для данной и-РНК.
Решение (для удобства   используем табличную форму записи решения): Процентное соотношение азотистых оснований высчитываем исходя из принципа комплементарности:

и-РНК	Г	У	Ц	А
34%	18%	28%	20%
ДНК (смысловая цепь, считываемая)	Г	А	Ц	Т
28%	18%	34%	20%
ДНК (антисмысловая цепь)	Г	А	Ц	Т
34%	20%	28%	18%

Суммарно  А+Т  и Г+Ц в смысловой цепи будут составлять: А+Т=18%+20%=38%  ; Г+Ц=28%+34%=62%. В антисмысловой (некодируемой) цепи суммарные показатели будут такими же , только процент отдельных оснований будет обратный: А+Т=20%+18%=38%  ; Г+Ц=34%+28%=62%. В обеих же цепях в парах комплиментарных оснований будет поровну, т.е аденина и тимина – по 19%, гуанина и цитозина по 31%.

Задача № 8.  На фрагменте одной нити ДНК нуклеотиды расположены в последователь ности:  А–А–Г–Т–Ц–Т–А–Ц–Г–Т–А–Т. Определите процентное содержание всех нукле отидов в этом фрагменте ДНК и длину гена.

Решение:

1) достраиваем вторую нить (по принципу комплементарности)

2) ∑(А +Т+Ц+Г) = 24,из них ∑(А) = 8 = ∑(Т)

24 – 100%	=> х = 33,4%
8 – х%

24 – 100%	=>  х = 16,6%
4 –  х%

∑(Г) = 4 = ∑(Ц) 

  
3) молекула ДНК двуцепочечная, поэтому длина гена равна длине одной цепи:

12 × 0,34 = 4,08 нм

Задача № 9. В молекуле ДНК на долю цитидиловых нуклеотидов приходится 18%. Определите процентное содержание других нуклеотидов в этой ДНК.

Решение:

1) т.к. Ц = 18%, то и Г = 18%;
2) на долю А+Т приходится 100% – (18% +18%) = 64%, т.е. по 32%

Задача № 10. В молекуле ДНК обнаружено 880 гуанидиловых нуклеотидов, которые составляют 22% от общего числа нуклеотидов в этой ДНК. Определите: а) сколько других нуклеотидов в этой ДНК? б) какова длина этого фрагмента?

Решение:

1) ∑(Г) = ∑(Ц)= 880 (это 22%); На долю других нуклеотидов приходится 100% – (22%+22%)= 56%, т.е. по 28%; Для вычисления количества этих нуклеотидов составляем пропорцию:

22% – 880
28% – х, отсюда х = 1120

2) для определения длины ДНК нужно узнать, сколько всего нуклеотидов содержится в 1 цепи:

(880 + 880 + 1120 + 1120) : 2 = 2000
2000 × 0,34 = 680 (нм)

Задача № 11. Дана молекула ДНК с относительной  молекулярной массой 69 000, из них 8625 приходится на долю адениловых нуклеотидов. Найдите количество всех нуклеотидов в этой ДНК. Определите длину этого фрагмента.

Решение:

1) 69 000 : 345 = 200 (нуклеотидов в ДНК), 8625 : 345 = 25 (адениловых нуклеотидов в этой ДНК),∑(Г+Ц) = 200 – (25+25)= 150, т.е. их по 75;
2) 200 нуклеотидов в двух цепях, значит в одной – 100. 100 × 0,34 = 34 (нм)

Задача № 12. Что тяжелее: белок или его ген?

Решение: Пусть х – количество аминокислот в белке, тогда масса этого белка – 120х, количество нуклеотидов в гене, кодирующем этот белок, – 3х, масса этого гена – 345 × 3х.  120х < 345 × 3х, значит ген тяжелее белка.

Задачи для самостоятельной работы

1. Молекула ДНК распалась на две цепочки. одна из них имеет строение : ТАГ  АЦТ  ГГТ  АЦА  ЦГТ  ГГТ  ГАТ  ТЦА … Какое строение будет иметь  вторая молекула ДНК ,когда указанная цепочка достроится до полной двухцепочечной молекулы ?
2. Полипептидная цепь одного белка животных имеет следующее начало : лизин-глутамин-треонин-аланин-аланин-аланин-лизин-… С какой последовательности нуклеотидов начинается ген, соответствующий этому белку?
3. Участок молекулы белка имеет следующую последовательность аминокислот: глутамин-фенилаланин-лейцин-тирозин-аргинин. Определите одну из возможных последовательностей нуклеотидов в молекуле ДНК.
4. Участок молекулы белка имеет следующую последовательность аминокислот: глицин-тирозин-аргинин-аланин-цистеин. Определите одну из возможных последовательностей нуклеотидов в молекуле ДНК.
5. Одна из цепей рибонуклеазы (фермента поджелудочной железы) состоит из 16 аминокислот: Глу-Гли-асп-Про-Тир-Вал-Про-Вал-Про-Вал-Гис-фен-Фен-Асн-Ала-Сер-Вал. Определите  структуру участка ДНК , кодирующего эту часть рибонуклеазы.
6. Фрагмент гена ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов ГТЦ  ЦТА  АЦЦ  ГГА  ТТТ. Определите последовательность нуклеотидов и-РНК и аминокислот в полипептидной цепи белка.
7. Фрагмент гена ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов ТЦГ  ГТЦ  ААЦ  ТТА  ГЦТ. Определите последовательность нуклеотидов и-РНК и аминокислот в полипептидной цепи белка.
8. Фрагмент гена ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов ТГГ  АЦА  ГГТ  ТТЦ  ГТА. Определите последовательность нуклеотидов и-РНК и аминокислот в полипептидной цепи белка.
9. Определите порядок следования аминокислот в участке молекулы белка, если известно, что он кодируется такой последовательностью нуклеотидов ДНК: ТГА  ТГЦ   ГТТ  ТАТ  ГЦГ  ЦЦЦ. Как изменится  белок , если химическим путем будут удалены 9-й и 13-й нуклеотиды?
10. Кодирующая цепь ДНК имеет последовательность нуклеотидов: ТАГ  ЦГТ  ТТЦ  ТЦГ  ГТА. Как изменится структура молекулы белка, если произойдет удвоение шестого нуклеотида в цепи ДНК. Объясните результаты.
11. Кодирующая цепь ДНК имеет последовательность нуклеотидов: ТАГ  ТТЦ  ТЦГ  АГА. Как изменится структура молекулы белка, если произойдет удвоение восьмого нуклеотида в цепи ДНК. Объясните результаты.
12. Под воздействием мутагенных факторов во фрагменте гена: ЦАТ  ТАГ  ГТА  ЦГТ  ТЦГ произошла замена второго триплета на триплет АТА. Объясните, как изменится структура молекулы белка.
13. Под воздействием мутагенных факторов во фрагменте гена: АГА  ТАГ  ГТА  ЦГТ  ТЦГ произошла замена четвёртого триплета на триплет АЦЦ. Объясните, как изменится структура молекулы белка.
14. Фрагмент молекулы и-РНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: ГЦА  УГУ  АГЦ  ААГ  ЦГЦ. Определите последовательность аминокислот в молекуле белка и её молекулярную массу.
15. Фрагмент молекулы и-РНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: ГАГ  ЦЦА  ААУ  АЦУ  УУА. Определите последовательность аминокислот в молекуле белка и её молекулярную массу.
16. Ген ДНК включает 450пар нуклеотидов. Какова длина, молекулярная масса гена и сколько аминокислот закодировано в нём?
17. Сколько нуклеотидов содержит ген ДНК, если в нем закодировано 135 аминокислот. Какова молекулярная масса данного гена и его длина?
18. Фрагмент одной цепи ДНК имеет следующую структуру: ГГТ АЦГ АТГ ТЦА АГА. Определите первичную структуру белка, закодированного в этой цепи, количество (%) различных видов нуклеотидов в двух цепях фрагмента и его длину.
19. Какова молекулярная масса гена и его длина, если в нем закодирован белок с молекулярной массой 1500 г/моль?
20. Какова молекулярная масса гена и его длина, если в нем закодирован белок с молекулярной массой 42000 г/моль?
21. В состав белковой молекулы входит 125 аминокислот. Определите количество нуклеотидов в и-РНК и гене ДНК, а также количества молекул т-РНК принявших участие в синтезе данного белка.
22. В состав белковой молекулы входит 204 аминокислоты. Определите количество нуклеотидов в и-РНК и гене ДНК, а также количества молекул т-РНК принявших участие в синтезе данного белка.
23. В синтезе белковой молекулы приняли участие 145 молекул   т-РНК. Определите число нуклеотидов в и-РНК, гене ДНК и количество аминокислот в синтезированной молекуле белка.
24. В синтезе белковой молекулы приняли участие 128 молекул   т-РНК. Определите число нуклеотидов в и-РНК, гене ДНК и количество аминокислот в синтезированной молекуле белка.
25. Фрагмент цепи и-РНК имеет следующую последовательность: ГГГ  УГГ  УАУ  ЦЦЦ  ААЦ  УГУ. Определите, последовательность нуклеотидов на ДНК, антикодоны т-РНК, и последовательность аминокислот соответствующая фрагменту гена ДНК.
26. Фрагмент цепи и-РНК имеет следующую последовательность: ГУУ  ГАА  ЦЦГ  УАУ  ГЦУ. Определите, последовательность нуклеотидов на ДНК, антикодоны т-РНК, и последовательность аминокислот соответствующая фрагменту гена ДНК.
27. В молекуле и-РНК содержится 13% адениловых, 27% гуаниловых и 39% урациловых нуклеотидов. Определите соотношение всех видов  нуклеотидов в ДНК, с которой была транскрибирована данная и-РНК.
28. В молекуле и-РНК содержится 21% цитидиловых, 17% гуаниловых и 40% урациловых нуклеотидов. Определите соотношение всех видов  нуклеотидов в ДНК, с которой была транскрибирована данная и-РНК
29. Молекула и-РНК содержит 21% гуаниловых нуклеотидов, сколько цитидиловых нуклеотидов содержится в кодирующей цепи участка ДНК?
30. Если в цепи молекулы ДНК, с которой транскрибирована генетическая информация, содержалось 11% адениловых нуклеотидов, сколько урациловых нуклеотидов будет содержаться в соответствующем ему отрезке и-РНК?

Используемая литература.

1. Болгова И.В. Сборник задач по общей биологии с решениями для поступающих в вузы–М.: ООО “Издательство Оникс”:”Издательство.”Мир и Образование”, 2008г.
2. Воробьев О.В. Уроки биологии с применением информационных технологий .10 класс. Методическое пособие с электронным приложением–М.:Планета,2012г.
3. Чередниченко И.П. Биология. Интерактивные дидактические материалы.6-11 класс. Методическое пособие с электронным интерактивным приложением. – М.:Планета,2012г.
4. Интернет-ссылки:
5. http://ru.convdocs.org/download/docs-8406/8406.doc
6. https://bio.1sept.ru/articles/2009/06

Пример №1

Некодирующая цепь ДНК имеет следующее строение:

ТГГ – ТЦГ – ААА – ГАА – ТГЦ

А) аминокислотный состав кодируемого белка этой ДНК

Б) антикодоны

в) длину соответствующего гена

Г) массу гена.

Решение

В задаче четко сказано, что у нас есть некодирующая цепь ДНК, поэтому сначала находим кодирующий (по принципу комплементарности Чаргаффа), с которого информацию будет переписывать иРНК:

ДНК(к): АЦЦ – АГЦ – ТТТ – ЦТТ – АЦГ

иРНК: УГГ – УЦГ – ААА – ГАО – УГЦ

Теперь берем таблицу генетического кода и находим последовательность аминокислот в белке:

белок: три – сэр – лез – глу – цис

Имея иРНК, можем теперь найти антикодоны тРНК:

Б) тРНК: АЦЦ, АГЦ, УУУ, ЦУУ, АЦГ (комы между антикодонами ставим по той причине, что это отдельные молекулы, а не как иРНК – одна)

В) чтобы определить длину гена, считаем количество нуклеотидов ДНК (НО ТОЛЬКО В 1 ЛАНЦЮЗЕ, потому что они идут антипараллельно вместе) и умножаем на 0,34 нм (расстояние между 2 соседними нуклеотидами):

15*0,34 нм = 5,1 нм (длина гена)

Г) для массы гена необходимо знать количество нуклеотидов (в 2 ЦЕПАХ ОБЯЗАТЕЛЬНО) и умножить на массу 1 нуклеотида:

30*345 = 10 345 (масса гена)

Пример №2

Относительная молекулярная масса белка – 68400. Определите длину и массу гена, кодирующего этот белок.

Решение

Чтобы знать массу или длину гена, прежде всего, нужно знать количество в нем нуклеотидов. Можно их найти, зная количество аминокислот:

68 400 : 100 = 684 аминокислот (делим на 100, потому что это масса 1 аминокислоты)

Когда мы ищем аминокислоты, то берем для этого таблицу генетического кода и комбинируем 3 нуклеотида иРНК. Поэтому

684*3 = 2052 нуклеотиды (иРНК)

А ДНК, в отличие от иРНК, имеет 2 цепи, поэтому:

2052*2=4104 нуклеотиды (ДНК, 2 цепи)

Теперь, находим массу:

4 104*345 = 1 415 880

И длину (помним, что для длины мы берем только количество нуклеотидов в 1 цепи)^

2052*0,34 нм = 697,68 нм (длина гена)

Пример №3

Фрагмент одной из цепей молекулы ДНК имеет следующий нуклеотидный состав: ГГЦААТГЦАТ. Какое количество водородных связей появляется меж нуклеотидами приведенного фрагмента? Сколько данный фрагмент ДНК имеет фосфодиэфирные связи?

Решение

Вспомним, что водородные связи возникают между комплементарными нуклеотидами 2 цепей. Поэтому дописываем 2 цепь ДНК и учитываем, что между аденином и тимином имеются 2 связки, а между гуанином и цитозином – 3:

ГГЦОАТГЦАТ

ЦЦГТТАЦГТА

3 3 32 22 3 3 2 2

Добавляем: 25 водородных связей.

Фосфодиэфирные связи имеются между соседними нуклеотидами в пределах каждой цепи.

1 цепь имеет 10 нуклеотидов, следовательно фосфодиэфирных связей в нем – 9, а поскольку ДНК имеет 2 цепи, поэтому их будет – 18.

Пример №4

Фрагмент молекулы ДНК содержит 23% гуаниловых нуклеотидов. Определите (в процентах) содержание других нуклеотидов в приведенном фрагменте молекулы ДНК.

Решение

По правилу комплементарности, можно сказать, что если Г=23%, то и Ц=23%

Итого: Г+Ц = 23% + 23% = 46%

Следовательно, на А и Т приходится: 100% – 46% = 54%

А = Т = 54%: 2 = 27%

Пример №5

Длина фрагмента ДНК – 510 нм. Определить число азотистых оснований и РНК. Сколько времени будет продолжаться синтез белка на рибосоме?

Решение

Зная длину гена, можно определить сколько в нем есть нуклеотидов:

510 : 0,34 нм = 1 500 нуклеотидов (ТОЛЬКО в 1 ЦЕПИ)

Следовательно, иРНК тоже имеет 1500 нуклеотидов (у нее есть 1 цепь)

Вспомним, что у каждого нуклеотида 3 компонента (пенотоза, фосфатный остаток и азотистое основание). Следовательно, в 1 нуклеотиде имеется 1 азотистое основание.

Поэтому иРНК имеет 1500 азотистых оснований.

1 Аминокислоту кодирует триплет иРНК. Определяем количество аминокислот (их в 3 раза меньше нуклеотидов в иРНК):

1500 : 3 = 500 аминокислот

Время синтеза белка: 500*0,2 с = 100 секунд

Надеюсь, что эта статья была для вас информативной и полезной.

Автор: Мар’яна Г.

Редакция не несет ответственности за наполнение блогов, они есть персональным мнением автора