Приклади розв’язання задач. Генетичний код та його реалізація під час трансляції

Генетичний код та його реалізація під час трансляції

Структура та властивості нуклеїнових кислот

Задача 1.

У молекулі ДНК з відносною молекулярною масою 69000 на аденілові нуклеотиди припадає 8625 а.о.м. (відносна молекулярна маса одного нуклеотида становить у середньому 345). Скільки міститься у складі цієї ДНК нуклеотидів аденілових, гуанілових, цитидилових, тимідилових кожного окремо? Яка довжина цієї ДНК?

Дано: Мr (ДНК) =69000 Mr (А) = 8625 Mr (нукл.) =345

Розв’язання: 1) Визначаємо загальну кількість нуклеотидів у складі ДНК: N загальна (нукл.) = Mr (ДНК): Mr (нукл.) = 69000: 345 =200 2) Визначаємо кількість аденілових нуклеотидів: n (A) = 8625: 345 = 25 (нукл.) За правилом Чаргаффа, кількість тимідилових нуклеотидів буде такою ж: n (Т) = n (A) = 25. n (A) + n (Т) = 25 + 25 = 50. Тоді n (Г) + n (Ц) = 200 – 50 = 150; n (Ц) = n (Г) = 150: 2= 75. 3) Визначаємо довжину ДНК: L (ДНК) = Nзаг(нукл.):2 х 0,34 нм = 200:2 х 0,34 нм = 34 нм

L (ДНК) -? N (нукл.) -? n (A) –? n (Т) -? n (Г) -? n (Ц) -?

Відповідь: довжина ДНК дорівнює 34 нм, n (Т) = n (А) = 25 нуклеотидів, n (Г) = n (Ц) = 75 нуклеотидів.

Задача 2.

Фрагмент молекули ДНК містить 440 гуанілових нуклеотидів, що становить 22% їх загальної кількості. Визначити масу цього фрагмента ДНК, якщо молекулярна маса одного нуклеотиду становить 345. Визначити довжину та молекулярну масу і-РНК, яка є транскрипційною копією цього фрагмента.

Дано: n (Г) = 440=22 % Mr (нукл.) =345	Розв’язання: 1) Визначаємо загальну кількість нуклеотидів у ДНК: 440 – 22 % Х - 100 % Х= 44000: 22 = 2 000; Отже, загальна кількість усіх нуклеотидів молекули ДНК складає 2 000. 3) Визначаємо молекулярну масу ДНК: Мr (ДНК)= 2 000 х 345= 690 000. 4) Визначаємо молекулярну масу і-РНК: Мr (і-РНК) = 690 000:2 = 345 000 5)Визначаємо довжину і-РНК: L (і-РНК) = 0,34 нм х 1000 = 340 нм
Мr (ДНК)-? L (і-РНК) -? Мr (і-РНК)-?

Відповідь: Мr (ДНК) = 690 000; L (і-РНК) = 340 нм; Мr (і-РНК) = 345 000

Задача 3.

Молекула ДНК в одному ланцюзі містить 125 аденілових і 310 гуанілових нуклеотидів, в іншому – 278 аденілових і 115 гуанілових нуклеотидів. Визначте довжину ДНК.

Дано: 1^й ланцюг ДНК:: n (А) =125 n (Г) = 310 2^й ланцюг ДНК: n (А) =278 n (Г) =115	Розв`язання: 1) Визначаємо за принципом комплементарності кількість нуклеотидів в обох ланцюгах ДНК: Перший ланцюг ДНК: n (А) =125 n (Г) = 310 n (Т) = 278 n (Ц) = 115 Другий ланцюг ДНК: n (Т) =125 n (Ц) = 310 n (А) = 278 n (Г) = 115 2) Довжина ДНК дорівнює добутку довжини одного її ланцюгу на відстань між двома нуклеотидами. Оскільки кількість нуклеотидів в обох ланцюгах є однаковою, то L (ДНК) = D l (нм) х S нукл. = 0,34 нм х (125 + 278 + 310 + 115) - 1)) = 0,34 нм х 827 =281,18 нм
L (ДНК) -?
D l (нукл.) = 0,34 нм

Відповідь: довжина молекули ДНК становить 281,18 нм.

Задача 4.

За даними біохімічного аналізу, 22% загальної кількості нуклеотидів і-РНК припадає на аденілові, 12% - на уридилові, 26% - на гуанілові азотисті основи. Визначте нуклеотидний склад ДНК, з якої транскрибована ця і-РНК.

Дано: n (A) = 22 % n (У) = 12 % n (Г) = 26 %

Розв`язання: 1) Знаходимо частку цитидилових нуклеотидів: n (Ц) = 100 % - (22% + 12 % + 26%)= 40%. 2) Визначаємо нуклеотидний склад кодуючого та комолементарного ланцюгів ДНК: Ланцюги ДНК: і-РНК: 1-ий: 2-ий: 12 % У А = 12% Т = 12% 22 % А Т = 22% А = 22% 40 % Ц Г = 40 % Ц = 40% 26 % Г Ц = 26 % Г = 26% Отже, у молекулі ДНК (дволанцюгової) процентний вміст нуклеотидів такий: n (А) = 12 % + 22 %: 2 = 17 % n (Т) = 22 % + 12 %: 2 = 17 % n (Г) = 40 % + 26 %: 2 = 33 % n (Ц) = 26 % + 40 %: 2 = 33 %.

ДНК: n (A) –? n (Т) -? n (Г) -? n (Ц) -?

Відповідь: n (А) = n (Т) = 17 %; n (Г) = n (Ц) = 33 %; n (А) + n (Т) + n (Г) + n (Ц) = 34 % + 66 % = 100 %.

Задача 5.

У фрагменті ланцюга молекули ДНК нуклеотиди розміщені у такій послідовності: ТТГ АГЦ АЦГ ГТА ААТ ЦГА. Якою буде послідовність нуклеотидів у протилежному ланцюзі цієї ж ДНК? Визначте довжину фрагмента та його масу.(Відстань між нуклеотидами – 0,34 нм, молекулярна маса нуклеотида – 345 а.о.м.).

Розв`язання:

1) Визначаємо за принципом комплементарностіпослідовність розміщеннянуклеотидів у протилежному ланцюзі фрагмента ДНК:

ТТГ АГЦ АЦГ ГТА ААТ ЦГА

ААЦ ТЦГ ТГЦ ЦАТ ТТА ГЦТ

2) Визначаємо довжину фрагмента ДНК. Оскільки довжина дволанцюгового фрагмента дорівнює довжині одноланцюгового (останній містить 18 нуклеотидів: 6 триплетів х 3 нуклеотиди), то довжина фрагмента дорівнює 0,34 нм х 18 = 6,12 нм.

3) Молекулярна маса фрагмента ДНК визначається з урахуванням кількості нуклеотидів в обох ланцюгах молекули. Тому вона становить: 345 а.о.м. х (18 х 2) = 12 420 а.о.м.

Відповідь: послідовність нуклеотидів у протилежному ланцюзі цієї ж ДНК: ААЦ ТЦГ ТГЦ ЦАТ ТТА ГЦТ. Довжина фрагмента ДНК – 6,12 нм, його маса – 12 420 а.о.м.

Задача 6. Визначте молекулярну масу і довжину гена, якщо у ньому закодована молекула поліпептиду з молекулярною масою 28 000 а.о.м. Що має більшу масу і в скільки разів – білок чи ген, який його кодує? (Молекулярна маса однієї амінокислоти дорівнює 100 а.о.м., одного нуклеотида – 345 а.о.м., відстань між сусідніми нуклеотидами – 0,34 нм).

Розв`язання:

1) Визначаємо кількість амінокислот, що входить до складу молекули поліпептида: N (АК) = 28 000 а.о.м.: 100 а.о.м. = 280

2) Ця молекула поліпептида кодується одним з ланцюгів фрагмента ДНК (тобто гена), який служить транскрипційною матрицею. Визначаємо, скільки нуклеотидів містить цей фрагмент, при цьому враховуємо, що одну амінокислоту кодує один триплет (три нуклеотиди). Отже, кількість нуклеотидів, що кодує цей поліпептид, складає: N (нукл.) = 280 х 3 = 840.

3) Ген – дволанцюговий фрагмент ДНК. Визначаємо молекулярну масу гена, що кодує цей поліпептидний ланцюг: Мr (гена) = 345 а.о.м. х 840 х 2 = 579 600 а.о.м.

4) Довжина гена завжди дорівнює довжині одного з ланцюгів фрагмента ДНК. Визначаємо довжину гена: L (гена) = 0,34 нм х (840 – 1) = 285,26 нм

5) Порівнюємо масу гена і масу поліпептиду: Мr (гена): Мr (поліпептиду) = 579 600 а.о.м.: 28 000 а.о.м. = 20,7 (разів). Отже, ген у 20,7 разів важчий за білок, який він кодує.

Відповідь: молекулярна маса гена становить 579 600 а.о.м.;його довжина – 285,26 нм; ген у 20,7 разів важчий за поліпептид, який він кодує.

Дата добавления: 2014-11-29