Тема 1: Молекулярні механізми спадковості. Транскрипція і трансляція генетичної інформації. Розв’язання генетичних задач.
Мета: ознайомитися з будовою нуклеїнових кислот і біологічною сутністю процесів, які лежать в основі молекулярно-генетичних процесів транскрипції, трансляції, синтезу білка; навчитися розв’язувати задачі з молекулярної генетики; ознайомитися з прикладними аспектами молекулярно-генетичних досліджень.
Обладнання та матеріали: таблиці, моделі ДНК, РНК, реплікації, синтеза білка
Завдання №1
Дайте визначення наступним термінам:
Антикодон –
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Генетичний код –
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Екзон –
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Інтрон –
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Правило Чаргаффа –
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Репарація –
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Реплікація –
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Сплайсинг –
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Транскрипція –
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Трансляція –
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Трасформація –
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Триплет (кодон) –
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Завдання № 2
1.Вивчіть будову ядра і його функції.
2.Зробіть підписи до малюнка ядра.
1-____________________________
2-____________________________ ______________________________
3-____________________________
4-____________________________
5-____________________________
6-____________________________
7-____________________________
Завдання
№ 3. Розгляньте
схеми упаковки ядерної ДНК, зробіть
позначення до малюнку та висновки.
______________________
2-_______________________
3-_______________________
4-_______________________
5-___________________________
6-___________________________
7-
Висновки_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Завдання № 4. У схемах будови ДНК та РНК позначте перші букви назв хімічних компонентів нуклеотидів: А - аденін, Г - гуанін, Т - тимін, Ц - цитозин, У - урацил, Д - дезоксирибоза, Р - рибоза, Ф – фосфатна група
Завдання № 5. Надати в таблиці порівняльну характеристику нуклеїновим кислотам
Ознака |
ДНК |
РНК |
Локалізація у клітинні |
|
|
Вміст у клітині, % |
|
|
Кількість ланцюгів |
|
|
Азотисті основи |
|
|
Пентоза |
|
|
Властивості |
|
|
Функції |
|
|
Завдання №6. Заповніть колонку «Функція» у наступній таблиці:
Типи РНК |
Скорочене позначення |
Кількісний вміст в клітині від загального вмісту РНК |
Форма |
Функція |
Інформаційна (матрична) |
іРНК (мРНК) |
0,5% |
однониткова |
|
Транспортна |
тРНК |
10% (найменші) |
однониткова |
|
Рибосомальна |
рРНК |
90% (найбільші) |
однониткова |
|
Завдання №7. Позначте компоненти, що беруть участь у процесі реплікації ДНК
1-___________________
2-___________________
3-___________________
4-___________________
5-___________________
6-___________________
Завдання № 8. Позначити етапи (А, Б) та фактори (1, 2, 3, 4) реалізації спадкової інформації.
А_____________________ Б_________________________
1 – ___________________ 1 -_________________________
2 -____________________ 2 - _________________________
3 - _________________________
4 - _________________________
Завдання № 9. Закінчіть текст, заповнивши пропуски у реченнях:
1. - ділянка ДНК, що кодує первинну структуру білка (або тРНК, рРНК).
2. Функціонування білка - продукту активності гена - забезпечує у підсумку формування
_________________________.
3. Форма горизонтального переносу генів, при якій передача генетичного матеріалу від однієї клітини до іншої відбувається за допомогою вірусу (бактеріофага у випадку бактерій), що призводить до зміни спадкових властивостей __________________________________.
4. Матеріальними носіями спадковості як у прокаріотів, так і в еукаріотів є ______________.
5. Загальноприйняте позначення пуринових азотистих основ ________, піримідинових_____, а загальне позначення всіх основ _________.
Завдання № 10. Розв'яжіть задачи та поясніть їх.
Задача № 1
В одній із ланцюгів молекули ДНК нуклеотиди розташовані в такої послідовності ТАГАГТЦЦГАЦАЦГ. Яка послідовність нуклеотидів у другому ланцюгу цієї ж молекули та кодонів іРНК, що синтезуються на комплементарному ланцюгу?
ДНК:
Ланцюг І: 5' Т А Г А Г Т Ц Ц Г А Ц А Ц Г 3'
Ланцюг ІІ:
іРНК:
Задача № 2
До складу білка входить 124 амінокислот. Порівняйте відносні молекулярні маси білка і гена, який його кодує.
Задача № 3
В склад білка входить 400 амінокислот. Визначити, яку довжину має контролюючий його ген, якщо відстань між двома нуклеотидами в молекулі ДНК складає 3,4 х 10-4 мкм?
Задача № 4
Фрагмент ДНК складається з нуклеотидів, розміщених у такій послі-довності: ГЦГ – ААТ – АТГ – ЦАЦ – ТТА – АЦТ - ГЦГ. Визначте склад і послідовність амінокислотних залишків у поліпептидному ланцюзі білка, закодованому в цьому фрагменті гена, якщо:
1) фрагмент ДНК втратить сьомий нуклеотид А;
2) фрагмент ДНК подвоїть сьомий нуклеотид;
3) між сьомим і восьмим нуклеотидом стане Г - нуклеотид?
Задача № 5
Гормон росту людини (соматотропін) - білок, що містить 191 амінокислоту. Скільки кодуючих нуклеотидів і триплетів входить до складу гена соматотропіну?
Задача № 6
Фрагмент іРНК інсуліну має наведений склад. Визначити співвідношення коефіцієнт специфічності у фрагменті відповідного гена.
іРНК: …УУУ ГУУ ГАУ ЦАА ЦАЦ УУА УГУ ГГГ УЦА ЦАЦ
ДНК:
І:
ІІ:
Задача № 7
Некодуючий ланцюг молекули ДНК має таку будову: ГАГ – АГТ –ЦГТ – АГА - ЦГГ. Визначте будову відповідного фрагмента молекули білка, синтезованої за участю кодуючого ланцюга ДНК.
Задача № 8
У фрагменті ДНК знайдено 1120 аденінових нуклеотидів, що становить 28% загальної кількості нуклеотидів.
1). Скільки в даному фрагменті міститься гуанінових, цитозинових, тимінових нуклеотидів? 2). Визначте довжину і відносну молекулярну масу цього фрагмента ДНК.
Задача № 9
Ланцюжок молекули ДНК з 1444 нуклеотидів, який кодує поліпептид, містить 5 інтронних ділянок довжиною 100, 120, 135 і два по 150 нуклеотидів. Скільки амінокислот міститься в білку?
Задача № 10
Яку кількість амінокислот матиме поліпептид, синтезований з матриці РНК, яка складається з 801-го нуклеотиду, якщо в неї немає неінформативних послідовностей
Задача № 11
Хімічний аналіз показав, що до складу іРНК входить 20% аденінових нуклеотидів, 16% урацилових, 30% цитозинових. Визначити співвідношення нуклеотидів у ДНК, з якої була знята інформація на дану РНК.
Задача № 12
Радіоактивне випромінювання іноді «вибиває» нуклеотиди з молекул нуклеїнової кислоти без порушення її цілісності. Припустимо, що в першому випадку з молекули вилучено тільки один нуклеотид, у другому - три нуклеотиди підряд, а в третьому - також три нуклеотиди, але розташовані на деякій відстані один від одного. Як це позначиться на структурі білка, синтезованого на основі інформації, закодованої у такій пошкодженій молекулі? У якому з трьох випадків новоутворений білок буде відрізнятися від нормального більше?
Завдання № 11
Тест №1
Триплетність генетичного коду виявляється у …
а) відповідності триплету амінокислот одному мономеру нуклеїнової кислоти
б) відповідності одній амінокислоті 3-х сусідніх триплетів нуклеотидів
в) кодуванні однієї амінокислоти трьома сусідніми нуклеотидами
г) кодуванні в клітині трьох РНК: ІРНК, рРНК, тРНК
д) кодуванні трьох амінокислот одним нуклеотидом
Тест № 2. Універсальність генетичного коду виявляється у …
а) відповідності певних триплетів ДНК певним амінокислотам
б) відповідності кількох триплетів ДНК одній і тій же амінокислоті
в) відповідності амінокислотного складу білків нуклеїновим кислотам
г) єдності коду для всіх організмів і вірусів
д) відповідності одних і тих же триплетів ДНК різним амінокислотам
Тест № 3. Виродженість генетичного коду виявляється у тому, що…
а) більшість амінокислот кодується більше ніж одним триплетом
б) триплет амінокислот кодує триплет нуклеотидів
в) один триплет нуклеотидів кодує кілька амінокислот
г) триплет дорівнює кодону, а він відповідно - антикодону
д) всі амінокислоти кодуються кількома триплетами
Тест № 4. Властивість неперекривання генетичного коду у тому, що…
а) не кожний нуклеотид молекули білка входить до складу ДНК
б) кожний нуклеотид в ДНК входить до складу не менше, ніж трьох триплетів
в) кожна амінокислота кодується лише одним триплетом
г) кожний нуклеотид молекули білка входить до складу ДНК
д) кожний нуклеотид в ДНК входить до складу лише одного триплету
Тест № 5. Яка із вказаних властивостей не є притаманна генетичному коду?
а) колінеарність б) гібридність
в) універсальність г) вродженість д) триплетність
Тест № 6. Під дією мутагену в гені змінився склад кількох триплетів, але клітина продовжує синтезувати той самий білок. Це може бути пов'язано з такою властивістю генетичного коду:
а) колінеарністю б) специфічністю
в) універсальністю г) виродженістю
д) триплетністю
Тест № 7. Нуклеїнова кислота, яка синтезується у ядерці, це :
а) іРНК б) тРНК в) ДНК г) рРНК
Тест № 8. Матрицею для синтезубілка є:
а) ДНК б) іРНК в) тРНК г) рРНК
Тест № 9. Скільки існує типів транспортної РНК:
а) 22 б) 20 в) 24 г) 64
Тест № 10. Синтез молекули іРНК за матрицею ДНК за участю РНК-полімерази, це:
а) трансдукція б) трансляція
в) трансформація
г) транскрипція
Тест № 11. Передача генетичної інформації з іРНК на амінокислоту послідовність у поліпептидному ланцюгу - це :
а) трансляція б) трансгресія
в) трансдукція г) транслокація
Тест № 12. Промотор - це:
а) місце зв'язування ДНК - полімерази з РНК
б) регуляторна зона на мРНК
в) місце зв'язування РНК - полімерази з ДНК
г) місце початку транскрипції
Тест № 13. Що полегшує вихід мРКН з ядра в цитоплазму?
а) наявність інтрона б) різні сполуки
в) наявність екзона г) сполуки з білками
Тест № 14. Що включає в себе поняття процесинг мРНК?
а) поліаденілювання
б) кепування
в) сплайсинг
г) вихід з ядра в цитоплазму
д) зв'язок з рибосомою
Тест № 15. Ймовірність помилки вбудовування нуклеотиду вище при синтезі:
а) ДНК б) РНК
Тест № 16. Чи існують промотори в еукаріотичних клітинах?
а) так б) ні
Тест № 17. Синтез рРНК в еукаріотичних клітинах здійснюється таким ферментом:
а) РНК-полімеразою 1
б) РНК-полімеразою 2
в) РНК-полімеразою 3
г) РНК-полімеразою 5
Тест № 18. Антикодон молекули тРНК має вигляд 3'УУА 5´. Яка полярність і послідовність нуклеотидів триплета у молекулі ДНК, що кодує відповідну амінокислоту?
а) 5'ААУ3' б) 3'ТТА 5´
в) 5'ТТА3' г) 3'ААТ 5´
Тест № 19 Процес дозрівання іРНК називається :
а) репарація б) процесинг
в) трансгресія г) цибридизація
Тест № 20. Основні ферменти, які приймають участь в реплікації:
а) ревертаза б) ДНК-полімераза
в) рестриктаза г) РНК-полімераза