Практическая работа «Решение задач по теме «Генетический код»

1.

Практическая работа
«Решение задач по теме
«Генетический код»

2.

Генетический код
• Наследственная информация записана в
молекулах НК в виде последовательности
нуклеотидов. Определенные участки
молекулы ДНК и РНК (у вирусов и фагов)
содержат информацию о первичной
структуре одного белка и называются
генами.
• 1 ген = 1 молекула белка
• Поэтому наследственную информацию,
которую содержат ДНК называют
генетической.

3.

Свойства генетического кода:
• Универсальность
• Дискретность (кодовые триплеты
считываются с молекулы РНК целиком)
• Специфичность (кодон кодирует только
АК)
• Избыточность кода (несколько)

4.

• Одна аминокислота
закодирована тремя
нуклеотидами (один
кодон).
АЦТ
АГЦ
ГАТ
Триплет, кодон
ген
АК1
• Пример: АК триптофан
закодирована в РНК УГГ,
в ДНК - АЦЦ.
АК2
белок
АК3

5.

6.

Решить задачу:
1. Белок состоит из 70 аминокислотных звеньев.
Сколько нуклеотидов содержит участок гена, в
котором закодирована первичная
последовательность этого белка?
2. Белок состоит из 100 аминокислот. Сколько
нуклеотидов содержится в участке гена, в котором
закодирована первичная структура белка?
3. в молекуле ДНК содержится 17% аденина.
Определите, сколько (в %) в этой молекуле
содержится других нуклеотидов.

7.

• Имеется 64 кодона:
А
Т
Ц
Г
43
• 61 кодон кодирует 20
(21) аминокислот, три
кодона являются
знаками препинания:
кодоны-терминаторы
УАА, УАГ, УГА (в РНК).

8.

Необходимые пояснения:
➢относительная молекулярная масса одного
нуклеотида принимается за 345
➢расстояние между нуклеотидами в цепи
молекулы ДНК (=длина одного нуклеотида)- 0,
34 нм
➢Правила Чаргаффа:
∑(А) = ∑(Т)
∑(Г) = ∑(Ц)
∑(А+Г) = ∑(Т+Ц)

9.

Задача №4. На фрагменте одной нити ДНК нуклеотиды
расположены в последовательности:
А-А-Г-Т-Ц-Т-А-Ц-Г-Т-А-Т.
Определите процентное содержание всех нуклеотидов в
этом гене и его длину и массу.

10.

Решение:
1.достраиваем вторую нить (по принципу комплементарности)
А-А-Г-Т-Ц-Т-А-Ц-Г-Т-А-Т
Т-Т-Ц-А-Г-А-Т-Г-Ц-А-Т-А
∑(А +Т+Ц+Г)= 24нуклеотида,
из них ∑(А) = 8 = ∑(Т)
24 – 100%
8 – х%
отсюда: х = 33,4%( А и Т)
∑(Г) = 4 = ∑(Ц)
24 – 100%
4 – х%
отсюда: х = 16,6%(Г и Ц)
2.молекула ДНК двуцепочечная, поэтому длина гена равна
длине одной цепи:
12 · 0,34 = 4,08 нм
3.Масса 1 нк=345а.е., тогда: 24х 345=8280а.е.

11.

. В молекуле ДНК на долю цитидиловых
нуклеотидов приходится 18%.
Определите процентное содержание
других нуклеотидов в этой ДНК

12.

Решение:
Ц – 18% => Г – 18%
На долю А+Т приходится 100% - (18%
+18%)=64%, т.е. по 32%
Ответ: Г и Ц – по 18%,
А и Т – по 32%.

13.

. В молекуле ДНК обнаружено 880
гуаниловых
нуклеотидов, которые составляют 22% от
общего числа нуклеотидов в этой ДНК.
Определите: а) сколько других
нуклеотидов в этой ДНК? б) какова длина
этого фрагмента?

14.

Решение:
1) ∑(Г)= ∑(Ц)= 880 (это 22%)
На долю других нуклеотидов приходится 100% (22%+22%)= 56%, т.е. по 28%
Для вычисления количества этих нуклеотидов
составляем пропорцию 22% - 880
28% - х
отсюда: х = 1120
2) для определения длины ДНК нужно узнать,
сколько всего нуклеотидов содержится в 1 цепи:
(880 + 880 + 1120 + 1120) : 2 = 2000
2000 · 0,34 = 680 (нм)

15.

Дана молекула ДНК с относительной
молекулярной массой 69000, из них 8625
приходится на долю адениловых нуклеотидов.
Найдите количество всех нуклеотидов в этой
ДНК. Определите длину этого фрагмента.

16.

Решение:
1) 69000 : 345 = 200 (нуклеотидов в ДНК)
8625 : 345 = 25 (адениловых нуклеотидов в
этой ДНК)
∑(Г+Ц) = 200 – (25+25)= 150, т.е. их по 75.
2) 200 нуклеотидов в двух цепях => в
одной – 100.
100 · 0,34 = 34 (нм)

17.

• Какова молекулярная масса гена и его
длина, если в нем закодирован белок с
молекулярной массой 1500 г/моль?

18.

Решение:
• Что бы узнать кол-во аминокислот
делим 1500 на 100 = 15
• Одна аминокислота кодирует три
нуклеотида, ДНК двуцепочная. значит
всего нуклеотидов 15*3*2=90
• Масса гена: 90*345 = 31050 И наконец
длинна одного нуклеотида 0,34нм,
значит 45*0,34=15,3
• Ответ: масса гена = 31050
длинна гена =15,3 нм.

19.

• Какова молекулярная масса гена (двух цепей
ДНК), если в одной цепи его запрограммирован
белок с молекулярной массой 2400?

20.

• 1. 2400 : 100 (молекулярная масса одной
аминокислоты) = 24 аминокислоты в белке
2. 24 х 3 = 72 нуклеотида в одной цепи ДНК
3. 72 х 345 = 24840 – молекулярная масса
одной цепи гена, то двух цепей гена 24840 х 2 =
49680
Ответ: 49680 а.е.м

21.

Какова молекулярная масса
гена и его длина, если в нем
закодирован белок с
молекулярной массой 42000
г/моль?

22.

Примеры задач для самостоятельного решения
1. В молекуле ДНК содержится 31% аденина. Определите, сколько (в %) в этой
молекуле содержится других нуклеотидов.
2. В трансляции участвовало 50 молекул т-РНК. Определите количество
аминокислот, входящих в состав образующегося белка, а также число
триплетов и нуклеотидов в гене, который кодирует этот белок.
3. Фрагмент ДНК состоит из 72 нуклеотидов. Определите число триплетов
и нуклеотидов в иРНК, а также количество аминокислот, входящих в состав
образующегося белка.
4. Фрагмент одной из цепей ДНК имеет следующее строение: ГГЦТЦТАГЦТТЦ.
Постройте на ней и-РНК и определите последовательность аминокислот
во фрагменте молекулы белка (для этого используйте таблицу генетического
кода).
5. Фрагмент и-РНК имеет следующее строение: ГЦУААУГУУЦУУУАЦ. Определите
антикодоны т-РНК и последовательность аминокислот, закодированную в этом
фрагменте. Также напишите фрагмент молекулы ДНК, на котором была
синтезирована эта и-РНК (для этого используйте таблицу генетического кода).
6. Фрагмент ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов
АГЦЦГАЦТТГЦЦ. Установите нуклеотидную последовательность т-РНК,
которая синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет
переносить эта т-РНК, если третий триплет соответствует антикодону т-РНК.
Для решения задания используйте таблицу генетического кода.