1. Задачі на визначення кількості та послідовності нуклеотидів у днк та рнк
Задача 1. Однин з ланцюгів молекули ДНК має такий порядок нуклеотидів:
АЦГ–ТАГ–ЦТА–ГЦГ
Напишіть порядок нуклеотидів в комплементарному ланцюзі.
Розв’язання:
Відомо, що два ланцюги в молекулі ДНК поєднуються водневими зв’язками між комплементарними нуклеотидами (А—Т, Г—Ц). Порядок нуклеотидів у відомому ланцюзі ДНК (перший рядок):
А Ц Г Т А Г Ц Т А Г Ц Г
Т Г Ц А Т Ц Г А Т Ц Г Ц
Другий рядок — порядок нуклеотидів у комплементарному ланцюзі ДНК.
Відповідь: порядок нуклеотидів в комплементарному ланцюзі ДНК є таким:
ТГЦ—АТЦ—ГАТ—ЦГЦ
Задача 2. Фрагмент ланцюга А білка нормального гемоглобіну складається із 7 амінокислот, розміщених у такій послідовності:
вал—лей—лей—тре—про—глн—ліз.
1) Яка будова фрагмента іРНК, що є матрицею для синтезу цього фрагмента молекули гемоглобіну?
2) Яка будова фрагмента ДНК, що кодує дану іРНК?
Розв’язання-відповідь:
Білок: —вал—лей—лей—тре—про—глн-ліз
іРНК: —ГУУ—УУА—УУА-АЦУ-ЦЦУ—ЦАА-ААА
ДНК: —ЦАА—ААТ—ААТ—ТГА—ГГА—ГТТ-ТТТ-
||| ||| ||| ||| ||| ||| |||
—ГТТ—ТТА—ТАА—АЦТ—ЦЦТ—ЦАА-ААА-
Мал. 4. Просторова модель молекули гемоглобіну
(Субодиниці забарвлені в різний колір)
Задача 3. Визначте антикодони тРНК, які беруть участь у, синтезі білка, кодованого таким фрагментом ДНК:
АЦГ—ГТТ—АТГ—АГА—ТЦА.
Розв’язання:
Кодуючий фрагмент ДНК: АЦГ-ГГТ—АТГ-АГА—ТЦА;
іРНК: УГЦ—ЦЦА—УАЦ—УЦУ—АГУ.
Антикодони тРНК: АЦГ ГГУ АУГ АГА УЦА.
Відповідь: антикодони тРНК: АЦГ ГГУ АУГ АГА УЦА.
Задача 4. Поліпептид складається з 10 амінокислот, розміщених у такій послідовності: глн—про—ала—сер—мет—три—асп—глі—асн—гіс. Визначте структуру іРНК, яка кодує даний поліпептид.
Розв’язання-відповідь:
Поліпептид: глн—про—ала—сер—мет—три—асп—глі—асн—гіс.
іРНК: ЦАА-ЦЦУ—ГЦУ-УЦУ-АУГ—УГГ-ГАУ-ГГУ-ААУ-ЦАУ.
Мал. 5. Білки можна уявити у вигляді намиста,
А амінокислоти у вигляді окремих намистинок
Задача 7. Фрагмент молекули білка адренокортакотропного гормону людини (АКТГ) має будову: сер—тир—сер—мет. Визначте послідовність антикодонів у тРНК, які беруть участь у біосинтезі цього фрагмента АКТГ.
Розв’язання-відповідь:
Білок: сер—тир—сер—мет
іРНК: УЦУ—УАУ—УЦУ—АУТ
тРНК: АГА АУА АГА УАЦ
Задача 5. Фрагмент одного з поліпептидних ланцюгів ферменту підшлункової залози (рибонуклеази) складається з 9 амінокислот:
глі—асп—про—тир—вал—про—вал—гіс—фен.
Визначте будову ділянки іРНК, яка кодує цей поліпептидний ланцюг, і типи тРНК, що беруть участь у синтезі білка.
Розв’язання-відповідь:
Білок: глі—асп—про—тир—вал—про—вал—гіс—фен.
іРНК: ГГУ—ГАУ-ЦЦУ-УАУ-ГУУ-ЦЦУ—ГУУ-ЦАУ-УУУ.
тРНК: ЦЦА—ЦУА-ГГА—АУА-ЦАА—ГТА—ЦАА-ГУА-ААА.
Мал. 6. Третинна структура молекули рибонуклеази
Задача 8. Фрагмент молекули білка міоглобіну містить амінокислоти в такій послідовності: ала—глу—тир—сер—глн. Визначте структуру фрагмента ДНК, яка кодує цю послідовність амінокислотних залишків.
Розв’язання-відповідь:
Білок: ала—глу—тар—сер—гли
іРНК: ГЦУ—ГАА—УАУ—УЦУ—ЦАА
ДНК: ЦГА—ЦТТ—АТА—АГА—ГТТ
||| ||| ||| ||| |||
ГЦТ—ГАА—ТАТ—ТЦТ—ЦАА
Мал. 7. Третинна структура молекули міоглобіну
Задача 9. Гормон росту людини (соматотропін) — білок, що містить 191 амінокислоту. Скільки кодуючих нуклеотидів і триплетів входить до складу гена соматотропіну?
Розв’язання:
Одну амінокислоту кодує триплет нуклеотидів, отже, до складу гена соматотропіну входить 191 триплет.
191 · 3 = 573 (нуклеотиди) – один ланцюг;
573 · 2 = 1146 (нуклеотидів) – обидва ланцюги.
Відповідь: до складу гена соматотропіну входить 191 триплет, що містить 1146 нуклеотидів (обидва ланцюги гена).
Мал. 8. Гормон соматотропін стимулює ріст та розвиток організму