Пример решения задач

Приведите графическую модель гена, если белковая молекула имеет следующий состав и последовательность аминокислот: глицин – лизин – пролин – серин.

Белок синтезируется по матрице, роль которой выполняет и-РНК, образуемая в процессе транскрипции с определённого участка ДНК (гена). Запишем возможную последовательность нуклеотидов соответствующего участка и-РНК в соответствии с генетическим кодом, приведённым в таблице 13.

Белок	глицин		лизин	пролин	серин
Возможные триплеты и-РНК		ГГУ	ААА	ЦЦУ	УЦУ
		ГГЦ	ААГ	ЦЦЦ	УЦЦ
		ГГА		ЦЦА	УЦА
		ГГГ		ЦЦГ	УЦГ
					АГУ
					АГЦ
Возможное количество триплетов	4		2	4	6

Приведенные данные свидетельствуют, что участок белка с указанной последовательностью аминокислот мог образоваться в процессе трансляции у 192 вариантов и-РНК (4 × 2 × 4 × 6 = 192), равно как и такого же разнообразия генов. Следовательно, графически можно изобразить 192 варианта гена, содержащих информацию о данной молекуле белка.

Возьмём один из возможных вариантов триплетов и-РНК и по нему построим последовательность нуклеотидов исходной нити ДНК (гена) и комплементарной ему нити.

ДНК (ген)	ГГТ	ААА	ЦЦТ	ТЦТ
	ЦЦА	ТТТ	ГГА	АГА
и-РНК	ГГУ	ААА	ЦЦУ	УЦУ
Белок	глицин	лизин	пролин	серин

В ряде случаев бывает необходимо определить последовательность аминокислот синтезируемого белка по кодонам и-РНК. Для этого удобно пользоваться рисунком 41.

Первая буква кодона расположена в центральном круге, вторая – в первом кольце и третья – во втором. В наружном кольце записаны сокращенные названия аминокислот.

Задачи

1. В одной из цепочек молекулы ДНК нуклеотиды расположены в такой последовательности: ТАГАГТЦЦЦГАЦАЦГ. Какова последовательность нуклеотидов в другой цепочке этой же молекулы? (ответ)

2. Белковая цепочка состоит из следующих аминокислот: валин – лейцин– гистидин – серин – изолейцин. Какова последовательность нуклеотидов в составе гена, кодирующего данный белок? (ответ)

3. В состав белка входят 400 аминокислот. Определить какую длину имеет контролирующий его ген, если расстояние между двумя нуклеотидами в молекуле ДНК составляет 0,34 нм? (ответ)

4. Определите порядок чередования аминокислот в молекуле белка, если известно, что он контролируется такой последовательностью азотистых оснований ДНК: ЦЦТАГТТТТААЦ... . Какой станет последовательность аминокислот при удалении из гена четвертого азотистого основания? (ответ)

5. Участок молекулы ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: АГТАГЦЦЦТТЦЦ... . Напишите схему транскрипции и трансляции. Как она изменится при инверсии участка хромосомы между 4 и 8 нуклеотидом? (ответ)

6. Химическое обследование показало, что 30 % общего числа нуклеотидов информационной РНК приходится на урацил, 26 % на цитозин и 24 % ‑ на аденин. Что можно сказать о нуклеотидном составе соответствующего участка двухцепочечной ДНК? (ответ)