Задачі для самостійного розв’язку.

1. Ділянка гена має таку будову: ЦГГЦГЦТЦААААТЦГГ. Запишіть склад відповідної ділянки того білка, інформація про який міститься в даному гені. Як відобразиться на будові білка видалення із гена четвертого нуклеотиду?

2. На одному з ланцюгів ДНК синтезована іРНК, у якій А – 14%, Г – 20%, У – 40%, Ц – 26%. Визначте вміст нуклеотидів у молекулі ДНК (у %).

3. До складу білка входить 240 амінокислот. Яка довжина і відносна молекулярна маса гена, що кодує даний білок?

4. Скільки аденінових, тимінових і гуанінових нуклеотидів міститься у фрагменті ДНК, якщо в ньому виявлено 950 цитозинових нуклеотидів, що становить 20% від загальної кількості нуклеотидів у цьому фрагменті ДНК? Яка його довжина і відносна молекулярна маса?

5. Некодуючий ланцюг ДНК має таку будову:

ААА – ГАА – АТТ – ГАЦ – ТТТ – ТГЦ –

Яка послідовність нуклеотидів у другому (кодуючому) ланцюгу ДНК?

Яка послідовність нуклеотидів у молекулі іРНК та які амінокислоти в молекулі білка кодує дана послідовність?

6. Яка кількість нуклеотидів міститься в ланцюжку ДНК, що кодує поліпептид з 200 амінокислот, якщо 20% триплетів входять до складу нітронів?

7. Визначте, які нуклеотиди іРНК кодують амінокислоти білкової молекули в такій послідовності:

А) валін – гліцин – лейцин – гістидин;

Б) треонін – триптофан – серин – аланін;

В) лізин – метіонін – валін – пролін;

Г) аланін – лейцин – лізин – треонін.

8. У молекулі ДНК з відносною молекулярною масою 69000 на частку аденінових нуклеотидів припадає 8625. Визначте кількість нуклеотидів кожного виду, якщо відносна молекулярна маса одного нуклеотиду становить 345.

9. Синдром набутого імунодефіциту – інфекційне захворювання, яке передається переважно статевим шляхом. Збудник СНІДу (вірус імунодефіциту людини – ВІЛ) – ретровірус, спадковий матеріал якого (РНК) містить 9213 нуклеотидів.

1. Скільки триплетів має РНК ВІЛ?

2. Визначте сумарну відносну молекулярну масу білкових молекул, закодованих у геномі вірусу, якщо на структурні гени припадає 4000 нуклеотидів.

10. Фрагмент ланцюга А нормального гемоглобіну складається із 7 амінокислот, розміщених у такій послідовності:

вал – лей – лей – тре – про – глн – ліз.

Яка будова ділянки іРНК, що є матрицею для синтезу цього фрагмента молекули гемоглобіну? Яка будова ділянки ДНК, що кодує дану іРНК?

Розв’язок задач з генетики

Основні теоретичні відомості

Генетика (від грец. генезіс) – це наука про закономірності спадковості мінливості організмів.

Це відносно молода біологічна наука. Датою її народження вважають 1900 рік, три ботаніка, які проводили досліди по гібридизації рослин – голландець Г. де Фріз, німець К. Корренс та австрієць Е. Чермак, незалежно один від одного знайшли забуту працю чеського дослідника Григора Менделя «Досліди над рослинними гібридами», видану у 1865 році. Вчені були вражені настільки, що наслідки їхніх дослідів наближались до отриманих Г. Менделем. Згодом закони спадковості, встановлені Г. Менделем, сприйняли науковці різних країн, а ретельні дослідження довели їхній універсальний характер.

Назву «генетика» запропонував англійський учений У. Бетсон у 1906 році. Новий етап у розвитку генетики пов'язаний з ім’ям видатного американського генетика Т. Х. Моргана та його учнів. Підсумок їхніх досліджень стало створення хромосомної теорії спадковості, яка вплинула на подальший розвиток не лише генетики, але й біології в цілому.

Основні генетичні поняття. Як вам відомо, елементарною одиницею спадковості є ген.

Ген (від грец. генос – рід) – це ділянка молекули нуклеїнової кислоти, яка визначає спадкові ознаки організмів. Він кодує первинну структуру молекул поліпептиду, білка, первинного типу РНК, або ж взаємодії з регулярним білком.

Гени, які несуть спадкову інформацію про певні ознаки (наприклад, розміри організмів, колір волосся, колір очей, форми плодів), можуть перебувати у різних станах (алелях).

Алельні гени – це гени, що перебувають у різних станах, але займають одне й те саме місце (локус) в хромосомах однієї пари (гомологічних хромосомах) та визначають різні стани певної ознаки (високий чи низький зріст, руде чи чорне волосся, блакитні чи карі очі, овальна чи куляста форма плоду тощо).

Алельні гени можуть бути домінантними чи рецесивними. Алель, яка в присутності іншої завжди проявляється у формі кодованого нею стану ознаки, називається – домінантною (від лат. домінантіс – панівний), а та, що не проявляється – рецесивною (від лат. рецесус – відступ, видалення). Явище пригнічення прояву одної алелі іншою, називається - домінуванням . Наприклад, у помідорів алель, яка визначає червоне забарвлення плодів, домінує над алеллю жовтого; у людини алель, яка визначає карий колір очей, домінує над алеллю блакитного. Домінантні алелі позначають великими літерами латинського алфавіту (А, В, С, D тощо), а відповідні їм рецесивні – малими (a, b, c, d тощо).

Певний ген може бути представлений не лише двома алелями, а й більшою кількістю ( десятками і навіть сотнями). При цьому слід пам’ятати, що в диплоїдних клітинах одночасно наявні дві алелі певного гена, а в гаплоїдних – лише одна. Наприклад, у людини три алель них гени (їх позначають І^О, І^А, І^В) в різних поєднаннях визначають чотири групи крові: першу (І^ОІ^О), друга (І^АІ^А або І^АІ^О), третю (І^ВІ^В або І^АІ^В) та четверту (І^АІ^В). Існування різних алелей одного гена забезпечує комбінативну мінливість, бо різні поєднання алелей одержаних від батьків, спричиняють прояв певних станів ознак у нащадків.

Сукупність генетичної інформації, закодованої в генах окремої клітини або цілого організму, називають генотипом ( від грец. генос і типос – відбиток ). Унаслідок взаємодії генотипу з чинниками навколишнього середовища формується фенотип (від грец. – фаіно – являю, виявляю), тобто сукупність усіх ознак і властивостей організму.

Отже, предмет генетичних досліджень – це явища спадковості та мінливості організмів. Спадковість – здатність живих організмів передавати свої ознаки і особливості індивідуального розвитку нащадкам.. Мінливість – здатність живих організмів набувати нових ознак і їхніх станів у процесі індивідуального розвитку.

Спадковість і мінливість – це протилежні властивості живих організмів. Завдяки спадковості нащадки подібні до батьків, тобто зберігається стабільність біологічних видів. Мінливість забезпечує появу нових ознак та їхніх станів, завдяки чому утворюються нові види і відбувається історичний розвиток біосфери в цілому.

У вирішенні теоретичних і практичних генетичних проблем залежно від рівня організації живої матерії ( молекулярний, клітинний, організмовий, популяційно-видовий) учені застосовують відповідні методи досліджень.

Гібридологічний метод , застосований Г. Менделем, полягає в схрещенні (гібридизації) організмів, які відрізняються за певними станами однієї чи кількох спадкових ознак. Нащадків, одержаних від такого схрещування, називають гібридами (від грец. гібрида – суміш). Гібридизація лежить в основі гібридологічного аналізу – дослідження характеру успадкування станів ознак за допомогою системи схрещувань.

Схрещування буває моногібридне, дігібридне, полігібридне. Моногібридне схрещування – це поєднання батьківських форм, які відрізняються різними станами лише однієї спадкової ознаки (наприклад, кольором насіння); дігібридне – двох ознак (наприклад, кольором насіння та структурою його поверхні), полігібридне – трьох і більше.

Неможливо засвоїти основні поняття генетики без розв’язування задач. Умови задач та хід їх розв’язування записують за допомогою символів: F- діти (номер покоління вказується у вигляді індексу); Х – знак схрещення. Великі букви латинського алфавіту – домінантні ознаки (гени), маленькі букви латинського алфавіту – рецесивні ознаки (гени); ♂- чоловіча стать, ♀ - жіноча стать.

Задачі розв’язуються за допомогою логічного мислення, основаного на знаннях законів та понять генетики.

Після прикладів розв’язування задач різного типу , для студентів, запропоновані задачі та питання самостійної роботи. Це дає можливість студентам заявити основи генетики більш якісно.