Задачи для самостоятельного решения.

1. В молекуле ДНК имеется 4 вида нуклеотидов: адениновый, тиминовый, цитозиновый и гуаниновый. Каким должен быть генетический код – моноплетным, диплетным или триплетным, чтобы закодировать 20 аминокислот? Что такое вырожденность, неперекрываемость, специфичность, универсальность и коллинеарность генетического кода?

2. Что такое ген? Почему нарушение в строении гена в одной клетке может многократно повториться в генах ее потомков?

3. В какой последовательности проходят процессы биосинтеза белка? Дайте характеристику каждому этапу.

4. Фрагмент одной из цепей ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: ГАТАЦТТАТАААГАЦ. Какую последовательность будут иметь нуклеотиды в и-РНК в результате транскрипции? Как отражен в процессе транскрипции принцип комплементарности?

5. Сколькими триплетами кодируются аминокислоты: серин, треонин, глутамин? Какие аминокислоты кодируются только одним триплетом? Какой триплет называется стартовым? Какие триплеты являются триплетами терминации?

6. Одна из цепей молекулы ДНК, кодирующая часть полипептида имеет следующее строение: ТААЦАГАГГАЦЦААГАААТАА. Определите последовательность аминокислот в полипептидной цепи. Найдите длину и массу гена, если молярная масса нуклеотида 330, а длина нуклеотида 3,4Å (0,34 нм). Какова масса закодированного белка, если молярная масса одной аминокислоты равна 110?

7. Если в молекуле ДНК 30 % составляют цитозиновые нуклеотиды, то какой процент составят адениновые нуклеотиды?

8. Какие из свойств генетического кода указаны правильно?

а) большинство аминокислот кодируется несколькими кодонами;

б) каждый триплет кодирует только одну аминокислоту;

в) один кодон кодирует несколько аминокислот;

г) у растений и животных природа генетического кода различна;

д) у всех живых организмов одни и те же аминокислоты кодируются одина-

ковыми триплетами;

е) между генами существуют знаки препинания, между кодонами их нет.

9. Как будет выглядеть участок цепи и-РНК, если второй нуклеотид первого триплета в ДНК (ГЦТ - АГТ - ЦЦА) будет заменен на нуклеотид Т?

а) ЦГА – УЦА – ГГТ

б) ЦАА – УЦА – ГГУ

в) ГУУ – АГУ – ЦЦА

г) ЦУУ – УЦУ – ГГУ

10. Постройте последовательность реакций биосинтеза белка, выписав буквы в необходимом порядке

а) снятие информации с ДНК;

б) узнавание антикодоном т-РНК своего кодона на и-РНК;

в) отщепление аминокислоты от т-РНК;

г) поступление и-РНК на рибосомы;

д) присоединение аминокислоты к белковой цепи с помощью фермента.

11. Каким из указанных триплетов может быть прекращен синтез полипептидной цепи?

а) ГАУ; б) ААГ; в)УАА; г)АГУ.

12. Если антикодоны т-РНК состоят из триплетов АУА, то из какой аминокислоты будет синтезироваться белок?

а) из цистеина; б) из триптофана; в) из тирозина; г) из фенилаланина.

13. Эволюционное значение генетического кода заключается в том, что:

а) код индивидуален;

б) код универсален;

в) код триплетен;

14. Четвертый пептид в нормальном гемоглобине (гемоглобин А) состоит из следующих аминокислот: валин – гистидин – лейцин – треонин – пролин – глутаминовая кислота – глутаминовая кислота – лизин.

У больного с синдромом спленомегалии при умеренной анемии обнаружен следующий состав четвертого пептида: валин – гистидин – лейцин – треонин – пролин – лизин – глутаминовая кислота – лизин.

Определите изменения, произошедшие в ДНК, кодирующей четвертый пептид гемоглобина, после мутации.

15. В цепи А инсулина лошади аминокислоты в позиции 6 –11 имеют следующий состав: цистеин - цистеин – треонин – глицин – изолейцин – цистеин. У быка в этой цепи 8-ю позицию занимает аланин, 9-ю – серин, 10-ю – валин. Определите строение участка ДНК, кодирующего эту часть цепи инсулина, у лошади и быка.

16. Общая длинна всех молекул ДНК в ядре одной из половых клеток равна приблизительно 51 см. Сколько нуклеотидов содержится в ДНК половой и соматической клетках данного организма? Какова масса ДНК в гамете и соматической клетке?

17. Четвертый пептид гемоглобина Джорджтаун содержит следующие аминокислоты: валин – гистидин – лейцин – треонин – пролин - глутаминовая кислота – лизин – лизин. Определите количественное соотношение аденин + тимин и гуанин + цитозин в участке ДНК, кодирующем данный полипептид.

18. В составе фрагмента ДНК имеется 1200 нуклеотидов, из которых 900 экзонов.

Определите:

а) какова длина про-и-РНК, переписанной с этого фрагмента ДНК;

б) какова длина м-РНК;

в) сколько аминокислот будет входить в состав синтезируемого полипептида?

19. Известно, что длина нуклеотида в спирализованной двойной молекуле ДНК, измеренной вдоль оси спирали, составляет 3,4 ангстрема. Какую длину и массу имеет ген, определяющий молекулу нормального гемоглобина, включающего 287 аминокислот?

20. Исследования показали, что 31% то общего числа нуклеотидов данной и-РНК приходится на аденин, 21% - на урацил, 19% - на гуанин. Определите процентный состав азотистых оснований двухцепочечной ДНК, слепком с которой является вышеуказанная и-РНК?

21. В информационной РНК 120 урациловых нуклеотидов, 18% - цитозиновых, 28% - гуаниновых и 36% - адениновых. Какова масса полипептида закодирована в этой и-РНК? Чему равна длина и масса, а также соотношение нуклеотидов в двухцепочечной ДНК, с одной из цепей которой снималась данная И-РНК?

22. Сколько аминокислот входит в состав белка, если её кодирующий участок ДНК имеет массу 288000? Какова длина гена? Что тяжелее: ген или белок, закодированный в этом гене, если средняя молекулярная масса аминокислоты равна 110?

23. Сколько нуклеотидов содержат две цепи ДНК, если одна из них кодирует белок, состоящий из 210 аминокислот? Какова длина двухцепочечной ДНК и её масса?

24. Участок молекулы И-РНК состоит из 175 кодонов. Определите:

а) количество аминокислот в полипептиде, синтезируемом на этой матрице;

б) количество нуклеотидов в гене;

в) длину и массу гена.

25. Масса фрагмента ДНК составляет 180000. Из общего числа нуклеотидов этого фрагмента на долю цитозиновых нуклеотидов приходится 105. Определите количество адениновых, тиминовых и гуаниновых нуклеотидов в отдельности. Какова длина этого фрагмента ДНК?

26. Молекулярная масса полипептида равна 88000. Определите:

а) количество нуклеотидов, входящих в состав гена, кодирующего этот белок;

б) длину и массу гена;

в) что тяжелее: белок или ген, в котором закодирован данный белок.

27.Молярная масса ДНК равна 138000. Масса тиминовых нуклеотидов, входящих в состав данной ДНК, равна 18000. Сколько нуклеотидов каждого вида в отдельности входит в состав этой молекулы ДНК? Какова длина ДНК?

28. Длина гена составляет 765 ангстрем. Сколько аминокислот входит в состав полипептида, закодированного в этом участке ДНК? Какова масса этого гена, если длина одного нуклеотида составляет 3,4 ангстрема, а масса – 300?

29.Какие аминокислоты способна транспортировать т-РНК, имеющая следующие антикодоны: УУУ, ААА, ЦЦЦ, ГГГ.

30. Синтез белка завершается в момент:

а) узнавания кодона антикодоном;

б) истощения запасов фермента;

в) появления на рибосоме “знака препинания”;

г) присоединения аминокислоты к Т-РНК.

31.Если белковая цепь начинается с аминокислоты треонин, то, с какого триплета начнется цепь ДНК, с которой снята информация о белке?

а) ТГА; б) ТЦЦ; в) ААА; г) ТТТ.

32.Меньшая цепочка мономеров в молекуле инсулина (так называемая цепь А) заканчивается такими аминокислотами: лейцин – тирозин – аспарагин – тирозин – цистеин – аспарагин. Какой последовательностью нуклеотидов ДНК заканчивается соответствующий ген?

33.Нуклеиновая кислота имеет массу 3*10⁸. Сколько белков закодировано в ней, если принять, что типичный белок состоит в среднем из 300 мономеров, а молекулярная масса нуклеотида 300?

34. Укажите порядок нуклеотидов в двуцепичечной ДНК, образующейся путем самокопирования цепочки: ЦАЦЦГТАЦАГААТЦГЦТГАТ. Какой принцип используется при удвоении ДНК?

35.Сколькими способами может быть закодирован в генах участок белка из следующих пяти мономеров: пролин – лизин – гистидин – валин – тирозин, если учесть существование “синонимов” в биохимическом коде наследственности?

36.Сколько нуклеотидов содержат две цепи ДНК, если одна из цепочек кодирует белок, состоящий из 110 аминокислот? Найдите массу гена и двуцепочечной ДНК? Какова длина ДНК?

37.В составе гена насчитывается 960 нуклеотидов, из которых 360 нуклеотидов входит в состав интронов. Определите:

а) какова длина и масса первоначальной и-РНК, переписанной с этого фрагмента ДНК;

б) какова длина и масса окончательного варианта и-РНК;

в) сколько кодонов включает в себя матричная РНК;

г) сколько аминокислот входит в состав синтезируемого полипептида;

д) какова масса синтезируемого полипептида, если молярная масса аминокислоты равна 110?

38. Длина гена составляет 646 ангстрем. Сколько нуклеотидов входит в состав гена? Сколько аминокислот закодировано в этом гене? Какова масса гена и закодированного белка? Длина одного нуклеотида 3,4 ангстрема, молярная масса аминокислоты 110, а нуклеотида 330.

39.Сколько содержится тиминовых, цитозиновых, адениновых нуклеотидов в отдельности во фрагменте ДНК, если в нем обнаружено 400 гуаниновых нуклеотидов, которые составляют 20% от общего числа нуклеотидов в этом фрагменте ДНК? Какова длина и масса этого фрагмента ДНК?

40.Теорию матричного синтеза предложил:

а) Дж. Уотсон

б) Н. Кольцов

в) Н. Дубинин

г) Т. Морган

41.Выберите правильные ответы:

а) информационная РНК содержит информацию о первичной структуре белка;

б) транспортные РНК состоят из 70-90 нуклеотидов;

в) антикодон – это группа триплетов т-РНК;

г) аминокислоты присоединяются к т-РНК и доставляются к рибосоме.

42. В каких из перечисленных реакциях участвуют ферменты?

а) в синтезе и-РНК;

б) во взаимодействии т-РНК с аминокислотой;

в) в сборке белковой молекулы;

г) во всех указанных реакциях.

43. В составе молекулы и-РНК, 22% от общего числа нуклеотидов приходится на цитозин,

20% – на гуанин, 30% – на урацил. Определите:

а) нуклеотидный состав соответствующего участка двуцепочечной ДНК, информация с которого “переписана” данной и-РНК;

б) количество триплетов в молекуле ДНК;

в) число аминокислот в полипептиде, закодированном в этой ДНК;

г) молярную массу закодированного полипептида.

Молярная масса ДНК составляет 10⁷.

44. Как изменится структура и масса белка, если из кодирующего участка ДНК удалить все цитозиновые нуклеотиды: ТГЦГГЦГЦТЦААААТЦГАТГ.

45. Какую длину и массу имеет молекула И-РНК, несущая информацию к рибосоме о белковой молекуле, состоящей из 213 аминокислот, если известно, что длина нуклеотида 0.34 нм, а масса 330?

46.Одна из цепей ДНК включает следующие нуклеотиды: АЦГЦЦЦАТГГЦЦГГТЦАГАТА. Определите:

а) длину этого гена;

б) первичную структуру белка, закодированного в этом фрагменте ДНК;

в) структуру белка после замены цитозина на гуанин;

г) количество нуклеотидов каждого вида в отдельности в процентах в этом участке двухцепочечной ДНК?

47. Участок цепи полипептида состоит из следующих аминокислот: глицин – валин – изолейцин – лейцин – аргинин – гистидин? Определите количественное соотношение аденин + тимин и гуанин + цитозин в участке ДНК, кодирующем этот полипептид.