Образцы решения задач:

З а д а ч а 1.

В молекуле и-РНК количество уридиловых нуклеотидов на 10% больше, чем цитидиловых. Определите количество всех нуклеотидов в молекуле ДНК, с которой получена эта и-РНК.

Ответ: Известно, что гуаниловый нуклеотид комплементарен цитидиловому, адениловый комплементарен уридиловому и число этих нуклеиновых оснований в комплементарных парах в молекуле ДНК в целом, в соответствии с правилами Чаргаффа, равно друг другу (А=Т; Г=Ц). Обозначим общее число цитидиловых нуклеотидов через х%, число уридиловых через х+10%, в этом случае число гуаниловых составит х, количество адениловых х+10%. Составляем уравнение: 4х+20%=100%; х=20%.

З а д а ч а 2.

Дан полипептид, состоящий из 10 аминокислот: мет-вал-сер-три-глу-тре-лиз-асп-тре-тир. Постройте цепь молекулы и-РНК и комплементарную ей цепь молекулы ДНК, воспользовавшись таблицей генетического кода. Рассмотрите различные варианты.

Таблица 1.

Генетический код

Аминокислота	Смысловые кодоны и-РНК	Примечания
Фенилаланин	УУУ, УУЦ	Кодоны УАА, УАГ, УГА называются бессмысленными, или нонсенс-кодонами. Они являются сигналами окончания синтеза полипептида и выполняют тем самым важнейшую функцию. В митохондриях позвоночных кодоны АГА и АГГ выполняют функцию нонсенсов. (С.Г.Инге-Вечтомов, 1996).
Лейцин	УУА, УУГ, ЦУУ, ЦУЦ, ЦУА, ЦУГ
Изолейцин	АУУ, АУЦ, АУА
Метионин	АУГ
Валин	ГУУ, ГУЦ, ГУА, ГУГ, АГУ, АГЦ
Серин	УЦУ, УЦЦ, УЦА, УЦГ
Пролин	ЦЦУ, ЦЦЦ, ЦЦА, ЦЦГ
Треонин	АЦУ, АЦЦ, АЦА, АЦГ
Аланин	ГЦУ, ГЦЦ, ГЦА, ГЦГ
Тирозин	УАУ, УАЦ
Гистидин	ЦАУ. ЦАЦ
Глицин	ГГУ, ГГЦ, ГГА, ГГГ
Аспарагин	ААУ, ААЦ
Лизин	ААА, ААГ
Аспарагиновая кислота	ГАУ, ГАЦ
Глутаминовая кислота	ГАА, ГАГ
Цистеин	УГУ, УГЦ
Триптофан	УГГ
Аргининовая кислота	ЦГУ, ЦГЦ, ЦГА, ЦГГ
Аргинин	АГА. АГГ
Глутамин	ЦАА, ЦАГ

MET- ВАЛ – СЕР - ТРИ – ГЛУ – ТРЕ – ЛИЗ - АСП – ТРЕ - ТИР

и-РНК АУГ – ГУУ - УЦУ –УГГ - ГАА - АЦУ - ААА – ГАУ - АЦУ -УАУ

ДНК ТАЦ – ЦАА – АГА –АЦЦ - ЦТТ- ТГА - ТТТ - ЦТА - ТГА - АТА

З а д а ч а 3.

Фрагмент молекулы белка миоглобина содержит аминокислоты, расположенные в следующем порядке: вал-ала-глу-тир-сер-глн. Напишите структуру участка молекулы ДНК, кодирующего эту последовательность аминокислот.

Ответ: Исходными являются данные о последовательности аминокислот в молекуле миоглобина.

1. По таблице 1 находим триплеты, кодирующие каждую из указанных аминокислот (в таблице указаны кодоны и-РНК, а не ДНК поскольку в синтезе белка участвуют непосредственно молекулы и-РНК, а не ДНК). Код для аминокислот: валина - ГУУ, аланина ГЦУ и др. Если аминокислота закодирована несколькими кодонами, то можно выбрать любой из них. Затем выписываем кодоны всех аминокислот в последовательности, соответствующие порядку аминокислот. Полученная цепочка отражает строение молекулы и-РНК: ГУУ-ГЦУ-ГАА-УАУ-УЦУ-ГАА.

2. Определяем строение той цепочки ДНК, которая кодировала строение и-РНК. Для этого под каждым кодоном молекулы и-РНК записываем комплементарный ему кодон молекулы ДНК 3. ДНК состоит из двух цепочек, поэтому под кодонами первой цепочки ДНК записываем кодоны второй цепочки, образованные по принципу комплементарности.

и-РНК:ГУУ - ГЦУ - ГАА - УАУ - УЦУ- ЦАА

ДНК: ЦАА – ЦГА –ЦТТ – АТА – АГА – ГТТ

ГТТ – ГЦТ – ГАА - ТАТ - ТЦТ – ЦАА

З а д а ч а 4.

Полипептидная цепь А-инсулина включает 20 аминокислот: глицин-изолейцин-валин-глутамин-глицин-цистеин-цистеин-серин-валин-цистеин-серин-лейцин-тирозин-глицин-лейцин-глутамин-аспарагин-тирозин-цистеин-аспарагин. Определите структуру участка молекулы ДНК, кодирующего эту полипептидную цепь.

Таблица 2. Код ДНК (основания – ДНК)

Первое основание	Второе основание				Третье основание
	А	Г	Т	Ц
А	Фен Фен Лей Лей	Сер Сер Сер Сер	Тир Тир Стоп-код Стоп-код	Цис Цис Стоп-код Три	А Г Т Ц
Г	Лей Лей Лей Лей	Про Про Про Про	Гис Гис Глн Глн	Арг Арг Арг Арг	А Г Т Ц
Т	Иле Иле Иле Мет	Тре Тре Тре Тре	Асн Асн Лиз Лиз	Сер Сер Арг Арг	А Г Т Ц
Ц	Вал Вал Вал Вал	Ала Ала Ала Ала	Асп Асп Глу Глу	Гли Гли Гли Гли	А Г Т Ц

По таблице 2 находим триплеты, кодирующие аминокислоты в полипептидной цели инсулина. Первая цепочка:

ЦЦА - ТАА - ЦАА - ГТТ - ЦЦА - АЦА - АЦГ - АГА - ЦАА - АЦА - ТЦА - ГАА - АТА - ЦЦА - ГАА - ГТТ - ТТА - АТА – АЦА- ТТА.

Состав ДНК можно определить по таблице 1, если сначала составить цепочку и-РНК, а затем ДНК по принципу комплементарности. Вторую цепочку ДНК достройте самостоятельно.