8. Молекулярная генетика

520.В одной исследовательской лаборатории изучен участок одной из цепочек молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Оказалось, что он состоит из 24 мономеров-нуклеотидов: ГТГ ТАА ЦГА ЦЦГ АТА ЦТГ ТАЦ АЦЦ ... Каково строение соответствующего участка второй цепочки той же молекулы ДНК?

521.Полипептидная цепь одного белка животных имеет следующее начало: лизин — глутамин — треонин — аланин — аланин — аланин — лизин ... С какой последовательности нуклеотидов начинается ген, соответствующий этому белку?

522.Одна из цепей рибонуклеазы (фермента поджелудочной железы) состоит из 16 аминокислот: Глу — Гли — Асп — Про — Тир — Вал — Про — Вал — Про — Вал — Гис — Фен — Асн — Ала — Сер — Вал. Определите структуру участка ДНК, кодирующего эту часть рибонуклеазы.

523. Меньшая цепь мономеров в молекуле инсулина (так называемая цепь А заканчивается такими аминокислотами: лейцин — тирозин — аспарагин — тирозин — цистеин — аспарагин. Какой последовательностью нуклеотидов ДНК кодируется данная цепь молекулы?

524. Определите порядок следования аминокислот в участке молекулы белка, если известно, что он кодируется такой последовательностью нуклеотидов ДНК: ТГА ТГЦ ГТТ ТАТ ГЦГ ЦЦЦ. Как изменится белок, если химическим путем будут удалены девятый и тринадцатый нуклеотиды?

525. Назовите последовательные мономеры участка молекулы белка, который синтезируется на основе информации, «записанной» в молекуле ДНК таким порядком нуклеотидов: ТЦТ ЦЦЦ ААА ААГ АТА ГГГ ЦАТ. Как отразится на строении белка выпадение из молекулы ДНК первого нуклеотида?

526. В и-РНК последний кодон ААА изменен в УАА. Какой нуклеотид заменен в антисмысловой цепи ДНК? К чему это может привести?

527. У человека, больного цистинурией с мочой выделяются аминокислоты, которым соответствуют кодоны и-РНК: ЦУУ, ГУУ, ЦУГ, ГУГ, УЦГ, ГУЦ, АУА. У здорового человека в моче обнаруживаются аланин, серин, глутаминовая кислота, глицин. Выделение каких аминокислот характерно для больных цистинурией?

528. Известно, что четвертый пептид гемоглобина А содержит 8 аминокислот в следующей последовательности: Вал — Гис — Лей — Тре — Про — Глу — Глу — Лиз. В гемоглобине S шестая аминокислота (глутаминовая) замещена валином, в гемоглобине С — лизином, а в гемоглобине G седьмая аминокислота (глутаминовая) замещена глицином. Как отразилась мутация в участке ДНК, контролирующем последовательность аминокислот в четвертом пептиде гемоглобинов, на процентный состав азотистых оснований?

529. Молекула гемоглобина А состоит из двух а и двух P-цепей полипептидов, соединенных с группой гема (железосодержащая часть гемоглобина). Каждая из цепей содержит около 140 аминокислот. Сколько примерно пар нуклеотидов содержит каждый из участков молекулы ДНК, контролирующий синтез этих цепей полипептидов?

530. Какую длину имеет участок ДНК, кодирующий синтез инсулина, который содержит 51 аминокислоту в двух цепях, если один нуклеотид занимает 3,4А (ангстрема) цепи ДНК? 1 А = 0,1 нм (нанометра) = 0,0001 мкм (микрометра) = 0,0000001 мм = 0,00000000001 м.

531. Начальный участок цепи В инсулина представлен следующими аминокислотами: Фен — Вал — Асп — Глн — Гис — Лей — Цис — Лей — Цис — Гли — Сер — Лиз. Определите количественные соотношения в цепи ДНК, кодирующей этот участок ДНК.

532. Содержание нуклеотидов в цепи и-РНК следующее: аденилового — 27%, гуанилового — 35%, цитидилового — 18%, урацилового — 20%. Определите процентный состав нуклеотидов участка молекулы ДНК (гена), являющегося матрицей для этой и-РНК.

533. Какую длину имеет участок молекулы ДНК, кодирующий миоглобин современных животных, если миоглобин (белок мышц) содержит одну цепь со 155 аминокислотами? Расстояние между двумя соседними нуклеотидами равно 3,4А.

534. Определите молекулярную массу гена, контролирующего образование белка рибонуклеазы поджелудочной железы, состоящего из 124 аминокислот, если известно, что средний молекулярный вес нуклеотида равен 340.

535. Выпишите последовательность аминокислот в белковой молекуле при условии, что она кодируется следующими нуклеотидами молекулы ДНК: ... ЦАТ ААГ ТТА ЦАТ ЦГА ... Назовите последовательность аминокислот в молекуле белка в случае, если между вторым и третьим нуклеотидами произойдет вставка цитозина и тимина?

536. В состав молекулы белка входит 157 аминокислот. Определите длину контролирующего ее гена, если известно, что расстояние между двумя нуклеотидами в молекуле ДНК составляет 3,4 ангстрема?

537. В состав белковой молекулы входит 491 аминокислота. Определите длину контролирующего ее гена, если известно, что расстояние между двумя нуклеотидами в молекуле ДНК составляет 3,4А?

538. В состав белка входит 658 аминокислот. Какова длина гена, который контролирует его синтез, если расстояние между нуклеотидами в молекуле ДНК равняется 3,4А?

539. Участок гена имел следующий состав нуклеотидов: ТГГ ТЦГ ЦАГ ГАГ ГГГ ТТТ. Определить, как изменится состав кодируемых им аминокислот, если под влиянием ионизирующей радиации:

а) выбит десятый слева нуклеотид;

б) выбиты 10, 11 и 12-й нуклеотиды.

540. В связи с «вырожденностью» генетического кода любая аминокислота в белковой молекуле может быть закодирована не одним, а двумя-четырьмя разными триплетами. Закодируйте следующую последовательность аминокислот: лизин — гистидин — серин – глицин — тирозин, используя одни, а затем другие триплеты генетического кода.

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

542. В состав белка входит 400 аминокислот. Определить, какую длину имеет контролирующий его ген, если расстояние между двумя нуклеотидами в молекуле ДНК составляет 3,4*10-4 мкм?

543. Указать порядок нуклеотидов в участке цепи ДНК, образующейся путем самокопирования с матричной цепи … ЦАЦЦГТАЦАГААТЦГЦТГАТ…

544. Написать последовательность нуклеотидов ДНК комплиментарную следующей: …АГГЦЦТАГГЦТААТАГЦЦГТ…

545. Часть молекулы ДНК разделили на короткие одноцепочечные фрагменты:

…ТАГАЦТГГТАЦАЦГТГГТГА…,

…ТАААТГЦГГГЦЦЦЦТТТ…,

…АТЦТГГЦЦАТГТГЦАЦЦАТ…,

…АТЦТГАЦЦАТГТГЦАЦЦАЦТ…,

…ТАГАЦТГГТАЦГГГТГА…,

…ТАГАЦЦГГТАЦАЦГТГГТА…

Какие фрагменты могут вновь, при определенных условиях, комплементарно спариться полностью, частично?

546. Большая из двух цепей белка инсулина, так называемая цепь В, начинается с остатков следующих аминокислот: фенилаланина, валина, аспарагина, глутаминовой кислоты, гистидина, лейцина. Какова последовательность нуклеотидов участка молекулы ДНК, хранящего информацию о первичной структуре полипептида?

547. Указать последовательность мономеров молекулы ДНК, содержащей информацию о последовательности аминокислотных остатков в участке молекулы глюкагона (тре-сер-асн-тир-сер-лиз-тир).

548. Начальный участок полипептидной цепи рибонуклеазы имеет следующую последовательность аминокислотных остатков: лиз-глн-тре-ала-ала-ала-лиз. Какой последовательностью нуклеотидов зашифрована информация о первичной структуре начального участка рибонуклеазы?

549. Какой последовательностью нуклеотидов ДНК закодирована информация о первичной структуре участка полипептидной цепи белка, если он состоит из следующей последовательности аминокислотных остатков: про-вал-арг-про-лей-вал-арг?

550. Участок гена имеет следующее строение: ЦГГЦГЦТЦААААТЦГ. Определить первичную структуру участка полипептидной цепи, информацию о которой содержит данная последовательность нуклеотидов. Как отразится на первичной структуре белка удаление из участка цепи ДНК четвертого слева нуклеотида?

551. Определить порядок аминокислот части полипептидной цепи, если известно, что информация об этом зашифрована следующей последовательностью нуклеотидов ДНК: ТГАТГЦГТТТАТГЦГЦ. Как изменится ответ, если удалить из молекулы ДНК девятый и двенадцатый слева нуклеотиды?

552. Какая последовательность аминокислот закодирована следующей последовательностью нуклеотидов ДНК: ЦЦТАГТГТГААЦЦАГ. Какой станет последовательность аминокислот, если между шестым и седьмым нуклеотидами вставить тимидинмонофосфат?

553. Допустим, что 20% общего числа нуклеотидов информационной РНК составляет уридинмонофосфат, 26% - цитидинмонофосфат и 24% - аденозинмонофосфат. Что можно сказать о нуклеотидном составе участка двуцепочечной ДНК, с одной из цепей которого транскрибирована исследованная РНК?

554. Ионизирующая радиация способна иногда «выбивать» отдельные нуклеотиды из молекулы нуклеиновой кислоты без нарушения ее целостности. Допустим, что в первом случае из молекулы удален только один нуклеотид, во втором - три нуклеотида подряд, а в третьем - тоже три нуклеотида, но находящиеся в разных местах. Как эти изменения ДНК отразятся на первичной структуре белка? В каких случаях (из указанных трех) образуемый полипептид будет отличаться от нормального всего сильнее или всего слабее?

555. Известно, что под воздействием азотистой кислоты цитозин превращается в гуанин. Из какой последовательности аминокислот будет состоять участок синтезируемого полипептида после воздействия азотистой кислотой на вирус табачной мозаики, если в норме молекула белка в данном участке состоит из остатков следующих аминокислот: серина, глицина, серина, изолейцина, треонина, пролина, серина?

556. Белок состоит из 158 аминокислотных остатков. Какую длину имеет ген (без интронов), хранящий информацию о первичной структуре этого белка, если расстояние между двумя соседними нуклеотидами в спирализованной молекуле ДНК, измеренное вдоль оси спирали, составляет 0,34 нм?

557. Нуклеиновая кислота фага имеет молекулярный вес порядка 10⁷. Информацию о каком числе молекул белка содержит она, если типичный белок состоит в среднем из 400 мономеров, а молекулярный вес нуклеотида около 300?

558. Считая, что средний молекулярный вес аминокислоты около 110, а нуклеотида - около 300, определить, что тяжелее: белок или ген, содержащий информацию об этом белке.

559. Определить число вариантов, которыми можно зашифровать, используя генетический код, последовательность из пяти аминокислотных остатков: про-лиз-гис-вал-тир.

560. Полипептид состоит из следующих друг за другом остатков аминокислот: валина, аланина, глицина, лизина, триптофана, валина, серина, глутаминовой кислоты. Определить первичную структуру участка ДНК, содержащего информацию об этом полипептиде.

561. В молекуле рибонуклеазы поджелудочной железы участок одного из полипептидов состоит из остатков следующих аминокислот: лизина, аспарагиновой кислоты, глицина, треонина, аспарагиновой кислоты, глутаминовой кислоты, цистеина. Определить последовательность нуклеотидов участка иРНК, которая служила матрицей для синтеза этого полипептида.

562. У человека, больного цистинурией, биохимический анализ показал, что в моче содержатся аминокислоты, которым соответствуют следующие триплеты иРНК: УЦУ, УГУ, ГЦУ, ГГУ, ЦАГ, ЦГУ, ААА. У здорового человека в моче обнаруживают аланин, серин, глютаминовую кислоту и глицин.

а) Выделение каких аминокислот с мочой характерно для больных цистинурией?

б) Какими триплетами ДНК зашифрованы аминокислоты, имеющиеся в моче здорового человека и больного цистинурией?

563. Как изменится первичная структура белка, если из участка ДНК, содержащем о ней информацию (ААТАЦАТТТАААГТЦ), удалить пятый и двенадцатый слева нуклеотиды?

564. Начальный участок цепи В инсулина представлен последовательностью остатков следующих 10 аминокислот: фенилаланина, валина, аспарагиновой кислоты, глутамина, гистидина, лейцина, цистеина, глицина, серина, гистидина. Определить соотношение А+Т/Г+Ц в цепи ДНК, содержащей информацию об этом участке молекулы инсулина.

565. Известно, что расстояние между двумя соседними нуклеотидами в спирализованной молекуле ДНК, измеренной вдоль оси спирали, составляет 0,34 нм. Какую длину имеют структурные гены (без интронов), содержащие информацию о первичной структуре одной из цепей молекулы нормального гемоглобина, включающей 287 аминокислотных остатков?

566. Какую длину имеет ген (без интронов), содержащий информацию о последовательности аминокислотных остатков в молекуле инсулина быка, если известно, что молекула гормона состоит из 51 мономера, а расстояние между двумя соседними нуклеотидами в ДНК равно 0,34 нм?

567. В аминоацильном участке рибосомы с кодонами иРНК последовательно связывались тРНК, имеющие следующие антикодоны: ААУ, АУУ, ГУА, ЦЦУ. Из каких аминокислот был синтезирован короткий олигопептид?

568. Определить продукты транскрипции и трансляции участка одной цепи ДНК следующего нуклеотидного состава:

…ААТТТЦАГТАЦГТАТТГЦГЦГ.

569. Какую первичную структуру имеет начальный участок молекулы ДНК, хранящий информацию о последовательности остатков следующих аминокислот: валина, серина, пролина, цистеина?