Раздел I. Общая и медицинская генетика Глава 1. Молекулярные основы наследственности Соответствие кодонов и-рнк аминокислотам

Второе азотистое основание
		У	Ц	А	Г
П е р в о е о с н о в а н и е	У	фен фен лей лей	сер сер сер сер	тир тир non non	цис цис non три	У Ц А Г	Т р е т ь е о с н о в а н и е
	Ц	лей лей лей лей	про про про про	гис гис глн глн	арг арг арг арг	У Ц А Г
	А	иле иле иле мет	тре тре тре тре	асн асн лиз лиз	сер сер арг арг	У Ц А Г
	Г	вал вал вал вал	ала ала ала ала	асп асп глу глу	гли гли гли гли	У Ц А Г

Примеры решения типовых задач

Предлагаемые задачи рассчитаны на знание структуры нуклеиновых кислот, применение принципа комплементарности, расшифровки структуры белка по данным строения ДНК и свойствах генетического кода.

Задача 1. Одна из цепей ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: 5`…АЦГЦАТТАЦГТТААГГТАЦАА…3`. Какую последовательность имеет другая цепочка той же молекулы?

Эталон решения. Построение второй цепочки ДНК идет по принципу комплементарности: аденин – тимин, гуанин – цитозин. Получается следующая цепочка: 3`…ТГЦГТААТГЦААТТЦЦАТГТТ…5`.

Задача 2. С какой последовательности аминокислот начинается белок, если он закодирован такой последовательностью нуклеотидов ДНК: 3`…АЦГЦЦЦАТГГЦЦГГТ...5`. Каким станет начало цепочки аминокислот синтезируемого белка, если под влиянием облучения седьмой нуклеотид удален из молекулы ДНК?

Эталон решения. Вначале по принципу комплементарности определяем строение участка молекулы информационной РНК, образующейся на данном отрезке молекулы ДНК. иРНК: УГЦГГГУАЦЦГГЦЦА. Затем обращаемся к генетическому коду наследственности и для каждого триплета нуклеотидов, начиная с первого находим и выписываем соответствующую ему аминокислоту: цистеин – глицин – тирозин – аргинин – пролин.

Дополнительный вопрос представляет собой, в сущности, самостоятельную задачу, основанную на свойстве непрерывности генетического кода (отсутствии запятых). Необходимо вычеркнуть из данной последовательности указанный нуклеотид и заново декодировать получившуюся таким образом новую последовательность.

Задача 3. Большая из двух цепей белка инсулина начинается со следующих аминокислот: фенилаланин – валин – аспарагин – глутаминовая кислота – цистеин – лейцин. Напишите последовательность нуклеотидов в начале участка молекулы ДНК, хранящего информацию об этом белке.

Эталон решения. Чтобы закодировать тройками нуклеотидов последовательность аминокислот белка, обращаемся к генетическому коду наследственности. Для каждой аминокислоты находим ее кодовое "обозначение" в виде соответствующей тройки нуклеотидов в молекуле и-РНК и выписываем его. Располагая эти тройки друг за другом в таком же порядке, в каком идут аминокислоты, получаем формулу строения искомого участка молекулы информационной РНК. Поскольку в генетическом коде имеются "синонимы", для каждой аминокислоты найдется не одна, а несколько кодирующих ее нуклеотидных троек. Выбор между ними делается по желанию решающего задачу. Каждый раз берется только одна из троек; однако когда такая же аминокислота встретится в том же белке еще раз, можно с равным правом использовать для кодирования ее как ту же, так и любую другую из троек-синонимов. Таким образом, данная задача допускает огромное множество отличающихся друг от друга правильных решений. Вот некоторые из них:

УУЦГУЦААЦГАГЦАЦЦУЦ

УУЦГУГААУГАГЦАУУУГ

УУУГУУААУГАГЦАЦУУА и т.д.

Установив последовательность нуклеотидов в цепочке информационной РНК, легко находим (по принципу комплементарности) искомое строение участка молекулы ДНК:

ААГЦАГТТГЦТЦГТГГАГ

ААГЦАЦТТАЦТЦГТАААЦ

АААЦААТТАЦТЦГТГААТ и т.д.