Учням

 

Приклади розв'язування задач з молекулярної біології

Приклад №1

Некодуючий ланцюг ДНК має таку будову:

ТГГ – ТЦГ – ААА – ДАА – ТГЦ

А) амінокислотний склад кодованого білка цією ДНК

Б) антикодони

В) довжину відповідного гена

г) масу гена.

Розв'язання

 У задачі чітко сказано, що ми маємо некодуючий ланцюг ДНК, тому спочатку знаходимо кодуючий (за принципом комплементарності Чаргаффа), з якого інформацію буде переписувати іРНК:

ДНК (к): АЦЦ - АГЦ - ТТТ - ЦТТ - АЦГ

іРНК: УГГ – УЦГ – ААА – ДАА – УГЦ

 Тепер беремо таблицю генетичного коду і знаходимо послідовність амінокислот у білку:

білок: три - сір - ліз - глу - цис

Маючи іРНК, можемо тепер знайти антикодони тРНК:

Б) тРНК: АЦЦ, АГЦ, УУУ, ЦУУ, АЦГ (кому між антикодонами ставимо з тієї причини, що це окремі молекули, а не як іРНК – одна)

В) щоб визначити довжину гена, рахуємо кількість нуклеотидів ДНК (АЛЕ ТІЛЬКИ В 1 ЛАНЦЮЗІ, бо вони йдуть антипаралельно разом) і множимо на 0,34 нм (відстань між 2 сусідніми нуклеотидами):

15 * 0,34 нм = 5,1 нм (довжина гена)

Г) для маси гена необхідно знати кількість нуклеотидів (у 2 ланцюжках ОБОВ'ЯЗКОВО) і помножити на масу 1 нуклеотиду:

30*345 = 10345 (маса гена)

Приклад №2

Відносна молекулярна маса білка – 68 400. Визначте довжину і масу гена, що кодує цей білок.

Розв'язання

Щоб знати масу чи довжину гена, перш за все потрібно знати кількість у ньому нуклеотидів. Можна їх знайти, знаючи кількість амінокислот:

68 400 : 100 = 684 амінокислот (ділимо на 100, оскільки це маса 1 амінокислоти)

Коли ми шукаємо амінокислоти, то беремо для цього таблицю генетичного коду та комбінуємо 3 нуклеотиди іРНК. Тому

684*3 = 2052 нуклеотиди (іРНК)

А ДНК, на відміну від іРНК, має 2 ланцюги, тому:

2052 * 2 = 4104 нуклеотиди (ДНК, 2 ланцюги)

Тепер, знаходимо масу:

4104*345 = 1415880

І довжину (пам'ятаємо, що для довжини ми беремо лише кількість нуклеотидів в 1 ланцюгу)^

2052 * 0,34 нм = 697,68 нм (довжина гена)

Приклад №3

Фрагмент одного з ланцюгів молекули ДНК має такий нуклеотидний склад: ГГЦААТГЦАТ. Яке кількість водневих зв'язків утворюється між нуклеотидами наведеного фрагмента? Скільки даний фрагмент ДНК має фосфодієфірних зв'язків? 

Розв'язання

Згадаймо, що водневі зв'язки виникають між комплементарними нуклеотидами 2 ланцюгів. Тому дописуємо 2 ланцюги ДНК і враховуємо, що між аденіном і тиміном є 2 зв'язки, а між гуаніном і цитозином - 3:

ГГЦААТГЦАТ

ЦЦГТТАЦГТА

3 3 32 22 3 3 2 2 

Додаємо: 25 водневих зв'язків

Фосфодієфірні зв'язки є між сусідніми нуклеотидами у межах шкіри.

1 ланцюг має 10 нуклеотидів, а отже фосфодієфірних зв'язків у ньому - 9, а оскільки ДНК має 2 ланцюги, тому їх буде - 18.

Приклад №4

Фрагмент молекули ДНК містить 23% гуанілових нуклеотидів. Визначте (у відсотках) вміст інших нуклеотидів у наведеному фрагменті молекули ДНК.

Розв'язання

За правилом комплементарності можна сказати, що якщо Г = 23%, то і Ц = 23%

Разом: Р+Ц = 23% + 23% = 46%

Отже, на А і Т припадає: 100% - 46% = 54%

А = Т = 54%: 2 = 27%

Приклад №5

Довжина фрагмента ДНК – 510 нм. Визначити кількість азотистих основ іРНК. Скільки годин триватиме синтез білка на рибосомі?

Розв'язання

Знаючи довжину гена, можна визначити скільки в ньому є нуклеотидів:

510 : 0,34 нм = 1 500 нуклеотидів (ЛИШЕ В 1 ЛАНЦЮЗІ)

Отже, іРНК теж має 1500 нуклеотидів (у ній є 1 ланцюг)

Згадаймо, що кожен нуклеотид має 3 компоненти (пенотозу, фосфатний залишок та азотисту основу). Отже, в 1 нуклеотиді є 1 азотиста основа.

Тому іРНК має 1500 азотистих основ.

1 Амінокислоту кодує триплет іРНК. Визначаємо кількість амінокислот (їх у 3 рази менше, ніж нуклеотидів в іРНК):

1500: 3 = 500 амінокислот

Час синтезу білка: 500 * 0,2 с = 100 секунд

Сподіваюся, що ця стаття для вас була інформативною та корисною.