Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Известно, что длина одного нуклеотида составляет 0,34 нм

Типичные молекулярные задачи с решениями

Основная информация:

  • В ДНК существует 4 разновидности нуклеотидов: А (аденин), Т (тимин), Г (гуанин) и Ц (цитозин).
  • Молекула ДНК представляет собой двойную спираль.
  • Цепи комплементарны друг другу: напротив аденина в одной цепи всегда находится тимин в другой и наоборот (А-Т и Т-А); напротив цитозина — гуанин (Ц-Г и Г-Ц).
  • В ДНК количество аденина и гуанина равно числу цитозина и тимина, а также А=Т и Ц=Г (правило Чаргаффа).
  • Соотношение нуклеотидов в молекуле ДНК А+Г / Т+Ц=1 (правило Чаргаффа).
  • Транскрипция — это процесс синтеза и-РНК на матрице ДНК.
  • Молекула и-РНК синтезируется на ДНК по правилу комплементарности.
  • В состав ДНК вместо урацила входит тимин.
  • Аминокислоты, необходимые для синтеза белка, доставляются в рибосомы с помощью т-РНК. Каждая молекула т-РНК переносит только одну аминокислоту.
  • Информация о первичной структуре молекулы белка зашифрована в молекуле ДНК.
  • Каждая аминокислота зашифрована последовательностью из трех нуклеотидов. Эта последовательность называется триплетом или кодоном.
  • Антикодон — это последовательность из трех нуклеотидов в т-РНК, комплементарных нуклеотидам кодона и-РНК. В состав т-РНК и и-РНК входят одни те же нуклеотиды.

Запомнить!

  • Длина 1 нуклеотида = 0,34 нм
  • Размер 1 гена = длина 1 нуклеотида × n (кол-во нуклеотидов)
  • Кол-во нуклеотидов = кол-во аминокислот × 3
  • Масса 1 гена = кол-во нуклеотидов × массу 1 нуклеотида
  • Молекулярная масса 1 нуклеотида =345 (после округления 300)
  • Молекулярная масса 1 аминокислоты = 110

 

ЗАДАЧА

В процессе трансляции участвовало 30 молекул т-РНК.

Определите число аминокислот, входящих в состав синтезируемого белка, а также число триплетов и нуклеотидов в гене, который кодирует этот белок.

РЕШЕНИЕ

· одна т-РНК транспортирует одну аминокислоту, следовательно, 30 т-РНК соответствуют 30 аминокислотам, и белок состоит из 30 аминокислот;

· одну аминокислоту кодирует триплет нуклеотидов, значит, 30 аминокислот кодируют 30 триплетов;

· количество нуклеотидов в гене, кодирующем белок из 30 аминокислот, 30 х 3 = 90.

ОТВЕТ:

Белок состоит из 30 аминокислот. Ген который кодирует белок включает в себя 30 триплетов или 90 нуклеотидов.

 

ЗАДАЧА

Известна последовательность расположения нуклеотидов в молекуле и-РНК (ЦГГАУЦЦАУУГЦ).

Определите структуру гена и количество аминокислот в белке.

РЕШЕНИЕ

· и-РНК: Ц-Г-Г-А-У-Ц-Ц-А-У-У-Г-Ц
ДНК: Г-Ц-Ц-Т-А-Г- Г-Т-А-А-Ц-Г (1 цепь)
Ц-Г-Г-А-Т-Ц-Ц-А-Т-Т-Г-Ц (2 цепь)

· Каждая аминокислота кодируется триплетом, разбиваем ДНК на тройки (12:3=4) и получаем 4 триплета.

ОТВЕТ:

ДНК: Г-Ц-Ц-Т-А-Г- Г-Т-А-А-Ц-Г (1 цепь)
Ц-Г-Г-А-Т-Ц-Ц-А-Т-Т-Г-Ц (2 цепь)

Белок, который кодируется данным геном, состоит из 4 аминокислот.

 

ЗАДАЧА

В одной молекуле ДНК содержится нуклеотидов с тимином 22% . Определите процентное содержание нуклеотидов с А, Г, Ц по отдельности в данной молекуле ДНК.

ДАНО : Т -22%

НАЙТИ: % А, Г, Ц

РЕШЕНИЕ 1:

· Согласно правилу Чаргаффа А+Г = Т+Ц, все нуклеотиды в ДНК составляют 100%.

· Так как тимин комплементарен аденину, то А=22%.

22+22=44% (А+Т)

100- 44 =56% (Г+Ц)

· Так как гуанин комплементарен цитозину, то их количество тоже равно, поэтому

56 : 2 =28% (Г, Ц)

РЕШЕНИЕ 2:

· Согласно правилу Чаргаффа А+Г = Т+Ц, все нуклеотиды в ДНК составляют 100% или А+Г и Т+Ц по 50 %

· Так как тимин комплементарен аденину, то А=22%.

Следовательно 50 - 22=28% (Г, Ц, т.к. они комплементарны)

ОТВЕТ : А=22%, Г=28%, Ц=28%

 

ЗАДАЧА

Сколько содержится нуклеотидов А, Т, Г, во фрагменте молекулы ДНК, если в нем обнаружено 1500 нуклеотидов Ц, что составляет 30% от общего количества нуклеотидов в этом фрагменте ДНК?

ДАНО:

Ц- 30% =1500 нуклеотидов.

НАЙТИ:

количество нуклеотидов А, Т, Г

РЕШЕНИЕ:

— Так как Ц комплементарен Г и их количество равно, то Г =30%, что составляет 1500 нуклеотидов.

— Согласно правилу Чаргаффа А+Г = Т+Ц, все нуклеотиды в ДНК составляют 100% А+Г и Т+Ц по 50 % следовательно 50-30=20% (А, Т).

— Составим пропорцию

30% - 1500

20% - ?

— 20х1500 : 30 =1000 нуклеотидов (А, Т)

ОТВЕТ:

Во фрагменте молекулы ДНК содержится:

Г=1500 нуклеотидов, А=1000 нуклеотидов, Т=1000 нуклеотидов.

ЗАДАЧА

Участок молекулы ДНК (одна цепочка) содержит:

150 нуклеотидов – А, 50 нуклеотидов – Т, 300 нуклеотидов – Ц, 100 нуклеотидов - Г.

Количество нуклеотидов во второй цепи с А, Т, Г, Ц и общее количество нуклеотидов с А, Т, Ц, Г в двух цепях ДНК.

РЕШЕНИЕ:

· нуклеотидов в 1-й цепи ДНК: А-150, Т-50, Ц-300, Г-100.

· А, Т, Ц, Г в двух цепях ДНК.

· А=Т, Г=Ц, так как они комплементарны, поэтому во второй цепи Т-150, А-50, Г-300, Ц-100

· Всего нуклеотидов: А(150+50)+Т(50+150)+Г(300+100)+Ц(100+300)=1200

ОТВЕТ:

нуклеотидов во второй цепи Т-150, А-50, Г-300, Ц-100; 1200 нуклеотидов в двух цепях.

ЗАДАЧА

 

Фрагмент молекулы белка содержит аминокислоты:

аспарагиновая кислота-аланин-метионин-валин.

 

НАЙТИ:

 

а) какова структура участка молекулы ДНК, кодирующего эту последовательность аминокислот;
б) количество (в %) различных видов нуклеотидов в этом участке гена (в двух цепях);
в) длину данного участка гена.

 

РЕШЕНИЕ:

Известно, что длина одного нуклеотида составляет 0,34 нм

· иРНК: ААЦ-ГЦЦ-АУГ-ГУУ

 

· ДНК: ТТГ-ЦГГ-ТГЦ-ЦАА (1 цепь)
ААЦ-ГЦЦ-АЦГ-ГТТ (2 цепь)

 

· На 24 нуклеотида в цепи ДНК приходится 5 нуклеотидов А,

Вычислим количество А, Ц, Т, Г %

 

Составляем пропорцию для количества адениловых нуклеотидов:

24-100%

5 - X

X=20, 8%

 

Составляем пропорцию для количества гуанидиловых нуклеотидов:

24-100%

7- X

X=29, 2%

 

· Вычислим % Т и Ц по правилу Чаргаффа А=Т, Г=Ц

 

· Вычислим длину гена в данном участке – 12 пар нуклеотидов умножим на длину одного нуклеотида 0,34 нм 12 х 0,34=4,08

 

ОТВЕТ:

а) ДНК: ТТГ-ЦГГ-ТГЦ-ЦАА (1 цепь)
ААЦ-ГЦЦ-АЦГ-ГТТ (2 цепь)

 

б) А-20,8%, Т-20,8%, Г -29,2% , Ц-29,2%

 

в) длина данного участка гена 4,08.

 

ЗАДАЧА

 

Молекулярная масса полипептида составляет 40000. Определите длину кодирующего его гена, если молекулярная масса одной аминокислоты в среднем равна 100, а расстояние между соседними нуклеотидами в цепи ДНК составляет 0,34 нм.

РЕШЕНИЕ:

 

· Вычислим количество аминокислот в полипептиде – 40000 : 100= 400 аминокислот

· Вычислим количество нуклеотидов кодирующего участка ДНК (гена) – 400 х3=1200 нуклеотидов

· Определим длину кодирующего участка ДНК(гена) –1200 х 0,34=408 нм.

 

ОТВЕТ:

1. количество аминокислот в полипептиде – 400

2.количество нуклеотидов кодирующего участка ДНК (гена) –1200

3.длина кодирующего участка ДНК(гена) –408 нм.

 

ЗАДАЧА

 

Последовательность нуклеотидов в молекуле

ДНК: Ц-А-А-Г-Ц-А-Т-Т-Ц-Г-Т-А-Ц-Ц-Ц-Г-.

В результате генной мутации выпадает десятый нуклеотид в цепи ДНК.

Определите последовательность нуклеотидов в и-РНК и последовательность аминокислот в белке.

Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода.

РЕШЕНИЕ:

· последовательность нуклеотидов в ДНК в результате мутации:

ЦАА- ГЦА- ТТЦ- ТАЦ- ЦЦГ-;

· последовательность нуклеотидов в и-РНК:

ГУУ- ЦГУ-ААГ- АУГ- ГГЦ-;

· последовательность аминокислот в белке:

вал- арг- лиз- мет- гли-

 

 

ЗАДАЧА

Две цепи ДНК удерживаются друг против друга водородными связями. Определите число нуклеотидов с аденином, тимином, гуанином и цитозином в молекуле ДНК, в которой 42 нуклеотида соединяются между собой двумя водородными связями и 48 нуклеотидов – тремя водородными связями. Полученные результаты поясните.

РЕШЕНИЕ:

· Цепи молекулы ДНК соединяются по принципу комплементарности: А-Т, Г-Ц;

· Между А и Т - две водородные связи А=Т, поэтому 42:2 =21 нуклеотидов с А и Т ;

· Между Г и Ц - три водородные связи Г=Ц, поэтому 48:3= 16 нуклеотидов с Г и Ц

 

ОТВЕТ:

Число нуклеотидов с аденином – 21, с тимином– 21, с гуанином– 16, с цитозином – 16.

ЗАДАЧА

Какую длину имеет участок молекулы ДНК, в котором закодирована первичная структура белка, если молекула этого белка состоит из 68 аминокислот (один нуклеотид имеет длину 0,34 нм)? Сколько т-РНК будет участвовать в процессе синтеза этого белка? Ответ поясните.

 

РЕШЕНИЕ:

· Одну аминокислоту кодируют три нуклеотида ( триплет), следовательно, 68 аминокислот кодируются – 68 х 3 = 204 нуклеотидами.

· Вычислим длину участка молекулы ДНК, состоящий из 204 нуклеотидов - 204х 0,34= 69,36 нм.

· Известно, что т-РНК переносит только одну аминокислоту, значит, в синтезе этого белка участвует 68 т-РНК.

 

ОТВЕТ:

1. 68 аминокислот кодируются204 нуклеотидами

2. длина участка молекулы ДНК, состоящего из 204 нуклеотидов - 69,36 нм

3. в синтезе данного белка участвует 68 т-РНК

ЗАДАЧА

В молекуле ДНК содержится 17% аденина. Определите, сколько (в %) в этой молекуле содержится других нуклеотидов.

РЕШЕНИЕ:

· По правилу Чаргаффа количество аденина равно количеству тимина А=Т, следовательно, тимина в этой молекуле содержится 17%.

· На всю цепь ДНК приходится 100%, значит на гуанин и цитозин приходится: 100% — 17% — 17% = 66%.

· Учитывая, что их количества равны, то 66: 2= 33% , т.е. Ц=Г=33%.

ОТВЕТ:

В данной молекуле ДНК содержится кроме 17% аденина, 17% - тимина, 33% - гуанина и 17% - цитозина.

ЗАДАЧА

Фрагмент и-РНК имеет следующее строение: ГАУГАГУАЦУУЦААА. Определите антикодоны т-РНК и последовательность аминокислот, закодированную в этом фрагменте. Напишите фрагмент молекулы ДНК, на котором была синтезирована эта и-РНК.

РЕШЕНИЕ:

· Разбиваем и-РНК на триплеты ГАУ-ГАГ-УАЦ-УУЦ-ААА и определяем последовательность аминокислот, используя таблицу генетического кода: асп-глу-тир-фен-лиз.

· В данном фрагменте содержится 5 триплетов, поэтому в синтезе будет участвовать 5 т-РНК.

· Антикодоны т-РНК определяем по правилу комплементарности: ЦУА, ЦУЦ, АУГ, ААГ, УУУ.

· По правилу комплементарности определяем фрагмент ДНК 1 и 2 цепи: ЦТАЦТЦАТГААГТТТ (1 цепь)

ГАТГАГТАЦТТЦААА (2 цепь)

ЗАДАЧА

В состав и-РНК входят нуклеотиды: аденина 28%, гуанина 16%, урацила 24%. Определите процентный состав нуклеотидов в двуцепочечной молекуле ДНК, информация с которой «переписана» на и-РНК

ДАНО: нуклеотидов в и-РНК: А-28%, У-24%, Г-16%.

НАЙТИ: % А, Т, Ц, Г в ДНК.

РЕШЕНИЕ:

· Определяем процентное содержание цитозина в и-РНК, учитывая, что сумма всех нуклеотидов и-РНК составляет 100%:

100 - ( 24+28+16) = 32% (Ц)

· Учитывая принцип комплементарности ( А=Т, У=А, Г=Ц, Ц=Г), вычисляем процентный состав нуклеотидов цепи ДНК, с которой была списана информация на и-РНК. Сумма всех нуклеотидов в двух цепях ДНК составляет 100%:

Т=28:2=14%, Г= 32:2=16%, А=24:2=12%, Ц=16:2=8%

· Вторая цепочка ДНК является комплементарной первой, следовательно, в ней процентный состав нуклеотидов следующий:

А=14%, Ц=16%, Т=12%, Г=8%

· В двуцепочечной молекуле ДНК процентное содержание нуклеотидов будет следующим:

А = 12+14=26%, Т= 14+12=26%, Г=16+8=24%, Ц= 8+16=24%

ОТВЕТ:

в двух цепях ДНК % состав нуклеотидов: Т -26%, А-26%, Г-24%, Ц-24%

ЗАДАЧА

Фрагмент цепи ДНК имеет последовательность нуклеотидов: ТГГАГТГАГТТА. Определите последовательность нуклеотидов на иРНК, антикодоны тРНК и аминокислотную последовательность фрагмента молекулы белка.

ДАНО:

ДНК Т-Г-Г-А-Г-Т-Г-А-Г-Т-Т-А

НАЙТИ: иРНК, тРНК и аминокислотную последовательность белка

РЕШЕНИЕ:

· На участке ДНК по принципу комплементарности (А-У, Г-Ц) построим иРНК, затем по цепи иРНК построим тРНК по принципу комплементарности ( А-У, Г-Ц)

ДНК Т- Г- Г- А- Г- Т- Г- А- Г- Т- Т- А

иРНК А-Ц-Ц-У- Ц- А- Ц- У- Ц- А- А- У

тРНК У- Г- Г- А -Г- У- Г -А- Г- У- У-А

· иРНК разделим на триплеты и по таблице генетического кода определим аминокислотную последовательность белка:

А-Ц-Ц тре,У-Ц-Асер,Ц-У-Цлей,А- А-У асн.

ОТВЕТ :

иРНК А-Ц- Ц-У- Ц- А-Ц-У-Ц-А- А-У

тРНК У- Г -Г- А- Г-У- Г-А-Г- У- У-А

аминокислотная последовательность белка: тре, сер, лей, асн

ЗАДАЧА

Белок состоит из 100 аминокислот. Установите, во сколько раз молекулярная масса участка гена, кодирующего данный белок, превышает молекулярную массу белка, если средняя молекулярная масса аминокислоты -110, а нуклеотида - 300.

ДАНО:

100 аминокислот,

молекулярная масса аминокислоты -110,

молекулярная масса нуклеотида - 300.

НАЙТИ :

во сколько раз масса гена превышает массу белка.

РЕШЕНИЕ:

Так как ген - это участок ДНК, состоящий из нуклеотидов, то определим их количество: одну аминокислоту кодируют 3 нуклеотида , то 100х3=300 нуклеотидов.

— Молекулярная масса белка 100х110=11000,

— Молекулярная масса гена 300х300=90000

— Молекулярная масса участка гена, кодирующего данный белок, превышает молекулярную массу белка: 90000: 11000 =8 раз

ОТВЕТ : в 8 раз

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.