Раздел «Молекулярные механизмы возникновения мутаций»

1.В кодоне, соответствующем аминокислоте Gly произошла точковая мутация, которая привела к образованию стоп-кодона. Используя таблицу генетического кода (см. табл. 12), определите, является ли эта мутация транзицией или трансверсией.

2. Ниже приведена последовательность нуклеотидов на матричной (смысловой) нити ДНК:

3` - ТАЦ ТГГ ЦЦГ ТТА ГТТ ГАТ АТА АЦТ – 5`

1 24

1. Определите последовательность нуклеотидов в транскрибируемой с этого участка мРНК.

2. Установите последовательность аминокислот в белке, синтез которого кодируется данным участком ДНК.

3. Установите, какие изменения произошли в белке у мутантов 1–6, если мутации были следующими:

1) Мутант 1 – транзиция 11-го нуклеотида;

2) Мутант 2 – транзиция 13-го нуклеотида;

3) Мутант 3 – делеция 7-го нуклеотида;

4) Мутант 4 – трансверсия Т А 15-го нуклеотида;

5) Мутант 5 – вставка кодона ТГГ после 6-го нуклеотида;

6) Мутант 6 – транзиция 9-го нуклеотида.

3. Полипептид имеет следующую последовательность аминокислот:

Met-Ser-Pro-Arg-Leu-Glu-Gly.

В результате мутагенеза получена серия мутантов, аминокислотная последовательность у которых стала следующей:

1) У мутанта 1 – Met-Ser-Ser-Arg-Leu-Glu-Gly;

2) У мутанта 2 – Met-Ser-Pro;

3) У мутанта 3 – Met-Ser-Pro-Asp-Trp-Arg-Asp-Lys;

4) У мутанта 4 – Met-Ser-Pro-Glu-Gly;

5) У мутанта 5 – Met-Ser-Pro-Arg-Leu- Leu-Glu-Gly.

Для каждого мутанта определите тип произошедшей мутации в ДНК (замена пар оснований, включение или выпадение нуклеотида) и их проявление на уровне белка (нонсенс мутация, миссенс мутация или мутация со сдвигом рамки считывания).

4. Пусть в кодоне, соответствующему аминокислоте Asp, произошла точковая мутация, которая привела к тому, что кодон стал кодировать другую аминокислоту – Ala. Пользуясь таблицей генетического кода, определите все типы кодонов для аминокислоты Asp и Ala и определите, произошедшая мутация является транзицией или трансверсией.

5. Путь участок гена кодирует белок, имеющий следующую аминокислотную последовательность:

Met-Arg-Cys-Ile-Lys-Arg.

В результате точковой мутации аминокислотная последовательность белка изменилась на следующую:

Met-Asp-Ala-Tyr-Lys-Gly-Glu-Ala-Pro-Val,

а в результате второй точковой мутации в этом же участке произошла внутригенная супрессия и последовательность белка стала:

Met-Asp-Cys-Ile-Lys-Arg.

Определите, природу прямой и супрессорной мутации и их местоположение.

6. мРНК 3`-АУГЦГЦЦУАААГАГГ-5` кодирует полипептид fMet-Arg-Leu-Lis-Arg-. Что произойдет с мРНК и полипептидом, если удалить первый Ц?

7. Ниже представлена аминокислотная последовательность пептида и соответствующей ему мРНК:

В результате двух различных мутаций со сдвигом рамки считывая аминокислотная последовательность белка стала:

1. Asp-Ala-Stop.

2. Glu-Ile-Ser.

Установите, где произошла мутация, вызвавшая изменение последовательности аминокислот в обоих случаях.

8.Участок гена, кодирующего полипептид, имеет в норме следующий порядок оснований:

3`-ААГЦААЦЦАТТАГТААТГААГЦААЦЦЦ-5`.

Какие изменения произойдут в полипептиде, если во время репликации в 6-ом кодоне появилась вставка Т между вторым и третьим нуклеотидом?

9.Участок гена, кодирующего полипептид, имеет в норме следующий порядок оснований:

3`-ТААЦАААГААЦАААА-5`.

Какие изменения произойдут в полипептиде, если между 10 и 11 нуклеотидами в результате мутации включился гуанин, между 13 и 14 – цитозин, а к концу добавился аденин? Как называются произошедшие мутации?

10.Участок гена, кодирующего полипептид, имеет следующую последовательность нуклеотидов:

3`-ГААЦГАТТЦГГЦЦАГ-5`.

Какие изменения произойдут в полипептиде, если на участке между 2-м и 7-м нуклеотидами произошла инверсия? Определите структуру полипептидной цепи до и после возникновения мутации?

11.Участок гена, кодирующего полипептид, имеет следующую последовательность нуклеотидов:

3`-АААГТТАААЦТГАААГГЦ-5`.

В результате мутации произошло выпадение 5-го и 9-го нуклеотидов. Каково было строение полипептида до и после возникновения мутаций?

12.Какое изменение молекулы ДНК сильнее повлияет на аминокислотный состав кодируемого белка: выпадение только одного нуклеотида из триплета (1) или целого триплета (2)?

13.Один из кодонов в мРНК соответствует аминокислоте Lys. В результате мутации в этом кодоне произошла замена одного из нуклеотидов таким образом, что вместо Lys триплет стал кодировать другую аминокислоту. Ниже представлены варианты такой замены. Найдите правильный ответ (табл. 14).

Таблица 14

Варианты замены Lys-кодона

14. Ниже представлен участок мРНК, а также кодируемого им белка:

АГУ АЦГ ГЦУ

Ser Thr Ala

Точковая мутация в ДНК в кодирующей нити может привести к тому, что последовательность аминокислот в белке станет Arg Tyr Gly. Определите природу этой мутации.

15.Участок гена кодирует полипептид, имеющий последовательность аминокислот:

Met-Trp-His-Val-Ala-Ser-Phe.

В результате точковой мутации в гене последовательность аминокислот в полипептиде изменилась:

Met-Trp-His- Met-Ala-Ser-Phe.

Затем в результате дополнительной внегенной супрессорной мутации последовательность аминокислот стала:

Met-Trp-His- Arg-Ala-Ser-Phe.

Установите, какие изменения в ДНК привели к возникновению мутантного белка в первом и втором случаях?

16.Известно, что устойчивость растений к гербициду атразину связана с единственной заменой аминокислоты серин на аланин в полипептиде, кодируемом геном psbA. Определите, данная мутация является результатом транзиции или трансверсии.

17. Последовательность нуклеотидов одного и того же гена у трех независимо полученных мутантов представлена ниже. Используя эту информацию, определите нуклеотидную последовательность ДНК в гене дикого типа.

18. У бактерий B. аdonis была получена внегенная супрессорная мутация, затрагивающая тРНК, в результате чего стоп-кодон УАГ она стала использовать как Gln-кодон.

1. Определите антикодон супрессорной тРНК. Обозначьте 5` и 3` концы антикодона.

2. Установите последовательность кодирующей нити ДНК для гена тРНК^Gln дикого типа. Какие изменения произошли в этой нити ДНК, что вызвало внегенную супрессию. Учтите, что произошла только мутация, вызвавшая только одну замену пар оснований.

19. Для получения мутантов по гену А дрожжевые клетки были подвергнуты мутагенезу. Было получено 6 мутантов и затем изучена нуклеотидная последовательность начального участка гена А у клеток дикого типа и всех мутантов. Результаты этого анализа представлены в табл. 15.

Таблица 15

Нуклеотидная последовательность гена А у мутантных дрожжей

1. Установите природу мутации для каждого мутанта и определите аминокислотную последовательность кодируемого этой мРНК полипептида для всех вариантов.

2. У какого из мутантов можно получить реверсию к дикому типу с помощью этилметансульфоната? С помощью профлавина?

20*. Ниже Вам дан перечень мутаций в гене, который имеет более 60 экзонов и кодирует синтез очень большого полипептида – 2 535 аминокислоты. Установите, какие из приведенных ниже мутаций будут вызывать «определяемое» изменение в размере или количестве мРНК и/или «определяемое» изменение в размере или количестве белкового продукта. («Определяемое» изменение в размере или количестве того или иного продукта должно быть больше 1% от нормального уровня).

Определите, какой эффект может вызвать каждая из перечисленных ниже мутаций.

1. Lys576Val (изменение аминокислоты в положении 576 с Lys на Val.

2. Lys576Arg

3. ААГ576AAA (изменение кодона в 576 положении с AAG на AAA).

4. AAГ576УAГ.

5. Met1Arg (возможно два варианта проявления данной мутации).

6. Мутация в промоторе.

7. Замена пары оснований в положении 1841.

8. Делеция кодона 779.

9. IVS18DS, G-A, + 1 (эта мутация изменила первый нуклеотид в 18-ом интроне данного гена, что привело к тому, что 18-ый экзон в ходе сплайсинга соединился с 20-ым экзоном, а 19-ый экзон удалился).

10. Делеция сайта, необходимого для синтеза поли-А-хвоста.

11. Нуклеотид Г заменился на А в 5`UTR.

12.Произошла инсерция 1 000 пары нуклеотидов в 16-ый интрон (эта инсерция не изменяет сплайсинг).

21.Какие аминокислотные замены будут происходить с наибольшей частотой при индукции мутаций 5-бромурацилом?

1. Met Leu

2. Met Lys

3. Leu Pro

4. Pro Thr

5. Thr Arg.

22.Представленная ниже последовательность нуклеотидов представляет собой часть структурного гена:

3`- ТАЦААГ- 5`

5`- АТГТТЦЦ -3`

1. Каких два типа мутаций в этом гене может индуцировать гидроксиламин? Выпишите последовательности оснований двух мутантных генов.

2. Под действием какого мутагена эти мутантные гены могут ревертировать к дикому типу?

3. Если РНК-полимераза в качестве матрицы использует верхнюю нить, то какова будет последовательность нуклеотидов в мРНК, а также последовательность аминокислот в белке, синтез которого кодируется геном дикого типа и мутантными генами?

23.Вирусом табачной мозаики (ВТМ) синтезируется участок белка с аминокислотной последовательностью: Ala–Thr–Se–Glu–Met. Под воздействием азотистой кислоты цитозин дезаминируется. Какое строение будет иметь участок белка ВТМ при условии, что все цитидиловые нуклеотиды подверглись указанному химическому превращению?

24.В результате мутагенеза было получено пять ауксотрофных мутантов N. crassa, при этом у всех мутантов мутации были точковыми. Затем мутанты были обработаны различными мутагенами – 5-бромурацилом (5-БУ), гидроксиламином (ГА) и профлавином для получения ревертантов. Регистрировали также способность к спонтанной реверсии к дикому типу. Результаты этого эксперимента представлены в табл.16.

Таблица 16

Способность к реверсии мутантов N. сrassa под действием мутагенов

1. Укажите для каждого мутанта природу прямой мутации.

2. Укажите для каждого мутанта мутаген, с помощью которого он получен.

3. В эксперименте по получению реверсии с использованием мутанта 5, получены прототрофные ревертанты. Когда эти клетки скрестили с клетками дикого типа, появилось 90% прототрофного потомства и 10% ауксотрофного. Объясните причину этого явления.

25.Для получения ревертантов у двух полученных ранее nic-2 мутантов N. crassa была использована азотистая кислота. Клетки мутантов были обработаны этим мутагеном и затем произведен их высев на минимальную среду без никотинамида для отбора прототрофных клонов. В результате экспериментов получены следующие результаты:

1. Для первого nic-2 мутанта протротрофные ревертанты получить не удалось.

2. Для второго nic-2 мутанта было получено 3 прототрофных клона (А, Б и В соответственно). Клетки каждого из них скрестили с клетками дикого типа.

Скрещивание 1. В результате скрещивания клеток клона А с клетками дикого типа было получено 100 потомков, все прототрофные.

Скрещивание 2. В результате скрещивания клеток клона Б с клетками дикого типа было получено 100 потомков, 78 из которых были прототрофными, а 25 – nic-2 ауксотрофами.

Скрещивание 3. В результате скрещивания клеток клона В с клетками дикого типа было получено 1000 потомков, из которых 996 были прототрофными, 4 – nic-2 ауксотрофными.

1. Установите природу nic-2 мутаций для мутанта 1 и мутанта 2.

2. Объясните причину наблюдаемых результатов для трех скрещиваний.

26.С помощью мутагенов I–IV были получены мутанты, которые затем проверили на способность ревертировать к дикому типу в присутствии (5-БУ), этилметансульфоната (ЭМ), гидроксиламина (ГА) и акридинового оранжевого (АО). Результаты этой проверки представлены в табл. 17 .

Таблица 17

Способность к реверсии мутантов под действием мутагенов

Определите природу прямых мутаций, вызванных мутагенами I – IV (замену пары нуклеотидов, выпадение или вставку нуклеотидов).

27.Аминокислотная последовательность участка полипептидпа следующая:

Gly-Ala-Pro-Arg-Lys.

Для получения мутаций в гене, кодирующем данный полипептид, был использован профлавин. После мутагенеза аминокислотный анализ белка, кодируемого данным геном, показал, что последовательность аминокислот на этом участке изменилась следующим образом:

Gly-His-Gln-Gly-Lys.

Используя представленные данные, определите нуклеотидную последовательность мРНК в гене дикого типа.

28. Ниже перечислен ряд мутационных изменений в ДНК. Для каждого из них подберите верное утверждение относительно природы мутаций из правой колонки (табл. 18). Утверждения из правой колонки могут быть использованы несколько раз.

Таблица 18

Анализ мутационных изменений в ДНК

Поиск по сайту: