Решение задач по молекулярной биологии
Оценка 4.9

Решение задач по молекулярной биологии

Оценка 4.9
pdf
09.12.2022
Решение задач по молекулярной биологии
Решение задач по молекулярной биологии.pdf





Типы задач:

1.         Вычисление количества нуклеотидов, их процентного содержания в ДНК.

2.         Определение количества аминокислот в белке, а также количества нуклеотидов и триплетов в ДНК или РНК.

3.         Определение массы ДНК, гена, белка.

4.         Задачи с использованием таблицы генетического кода, требующие знаний по процессам транскрипции и трансляции: 

-       установление последовательности нуклеотидов в ДНК, иРНК, антикодонов тРНК по принципу комплементарности; 

-       определение последовательности аминокислот в белке и т.д.

 Вычисление количества нуклеотидов, их процентного содержания в ДНК

Справочная информация: 

         В ДНК существует 4 вида 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).

Пример 1

В молекуле ДНК содержится 1100 нуклеотидов с аденином, что составляет 10% от их общего числа. Определите, сколько нуклеотидов с тимином, гуанином, цитозином содержится в отдельности в молекуле ДНК,  объясните полученный результат.

Элементы ответа:

        Тимин   комплементарен аденину, соответственно тимина содержится также 1100 нуклеотидов (10%);

        В сумме тимин и аденин составили 20%, следовательно, на  гуанин и цитозин в сумме приходится 80%.

        Т.к. гуанин комплементарен цитозину, следовательно, нуклеотидов с гуанином содержится 4400 (40%) и с цитозином – 4400 (40%)

Определение количества аминокислот в белке, а также количества нуклеотидов и триплетов в ДНК или РНК 

Справочная информация:

        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.



Элементы ответа:

1.  Одна тРНК транспортирует 1 аминокислоту, следовательно 30 тРНК соответствуют 30 аминокислотам, и белок состоит из 30 аминокислот.

2.  Одну аминокислоту кодирует триплет нуклеотидов,     значит   30     аминокислот кодируют 30 триплетов.

3.  Количество нуклеотидов в гене, кодирующем белок из 30 аминокислот: 30х3=90.

 



Пример 3

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. Ответ поясните.

Элементы ответа:

        Одну аминокислоту кодирует триплет – 3 нуклеотида, следовательно, всего участок гена включает 300 нуклеотидов;

        Масса 100 аминокислот: 100*110=11000; масса 300 нуклеотидов: 300*300=90000

        Масса участка гена больше массы белка в:

90000/11000=8,2 раза

Решение задач  с использованием 

таблицы генетического кода

Необходимы знания по процессам транскрипции, трансляции:

принцип комплементарности, свойства генетического кода, понятия кодон, антикодон и т.д.



Пример 4

Отрезок    молекулы ДНК,     определяющий первичную структуру полипептида, содержит следующую последовательность нуклеотидов: ААТГЦАЦГГ

Определите последовательность нуклеотидов на     иРНК,    число     тРНК,    участвующих     в биосинтезе пептида, нуклеотидный состав их антикодонов и     последовательность аминокислот, которые переносят эти тРНК. Для решения задачи используйте таблицу генетического кода.

Объясните полученные результаты.



Схема решения задачи включает:

1.   На матрице ДНК синтезируется иРНК по принципу комплементарности;     её    последовательность: УУАЦГУГЦЦ;

2.   Антикодон     каждой   тРНК состоит из    трёх нуклеотидов,    следовательно,    в   биосинтезе пептида     участвуют    три    молекулы   тРНК, антикодоны    тРНК:     ААУ, ГЦА, ЦГГ, комплементарны кодонам иРНК;

Так как антикодоны разных тРНК не являются единой цепью, их необходимо писать через запятую.

3.   Последовательность  аминокислот  определяется  по  кодонам иРНК: -лей-арг-ала- 

Пример 5

Одна из цепей ДНК имеет последовательность нуклеотидов: ТГТЦТГТТЦААГГГА. 

Определите последовательность нуклеотидов на иРНК и соответствующую последовательность аминокислот фрагмента молекулы белка. Объясните, что произойдет со структурой фрагмента молекулы белка, если в цепи ДНК выпадет третий триплет нуклеотидов.  Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода.



Элементы ответа:

1.        Последовательность нуклеотидов иРНК: АЦАГАЦААГУУЦЦЦУ.

2.        Последовательность аминокислот: 

        тре-асп-лиз-фен-про.

3.        Выпадение третьего триплета ТТЦ ведет к выпадению из полипептидной цепи аминокислоты лизина (лиз) и изменению первичной структуры белка.

Пример 6

В биосинтезе полипептида участвуют

молекулы тРНК с антикодонами 

УАЦ,     УУУ,    ГЦЦ,   ЦАА    в данной последовательности. 

Определите    соответствующую последовательность нуклеотидов иРНК, ДНК и последовательность аминокислот во фрагменте молекулы белка, используя таблицу генетического кода.





Пример 7

Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент цепи ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов: АЦГГТААААГЦТАТЦ.

 Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет соответствует антикодону тРНК. Обоснуйте последовательность Ваших действий. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.



Элементы ответа:

1.Нуклеотидная последовательность участка тРНК: УГЦЦАУУУУЦГАУАГ, так как она комплементарна нуклеотидам матрицы ДНК;

2.Нуклеотидная последовательность антикодона – УУУ (третий триплет) соответствует кодону на иРНК ААА;

3.По таблице генетического кода этому кодону соответствует аминокислота Лиз, которую и будет переносить данная тРНК.

Пример 8

Фрагмент молекулы ДНК имеет последовательность нуклеотидов: АТААГГАТГЦЦТТТТ. Определите последовательность аминокислот во фрагменте полипептидной цепи и обоснуйте свой ответ. Какие изменения могли произойти в результате генной мутации во фрагменте молекулы ДНК, если вторая аминокислота в полипептиде заменилась на аминокислоту Фен? Какое свойство генетического кода позволяет получить разные фрагменты мутированной молекулы ДНК? Ответ обоснуйте. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода.

Элементы ответа:

1.         Последовательность аминокислот в полипептиде: Тир-Сер-Тир-Гли-Лиз – определяется по последовательности нуклеотидов в молекуле иРНК: -УАУУЦЦУАЦГГАААА.

2.         Во фрагменте полипептида вторая аминокислота Сер заменилась на Фен, что возможно при замене второго триплета в ДНК АГГ на триплеты ААА либо на ААГ (во втором кодоне иРНК УЦЦ на УУУ либо УУЦ).

3.         Свойство генетического кода – избыточность (вырожденность), т.к. одной аминокислоте (Фен) соответствует более одного триплета (два триплета).



ОСОБЕННОСТИ ОФОРМЛЕНИЯ

        При написании последовательности нуклеотидов во фрагментах молекул ДНК, иРНК, тРНК допускается запись через тире между триплетами или нуклеотидами, так как это соответствует связи нуклеотидов между собой в единую цепь:

-ААГ-ЦГТ-АГТ-ТЦА-ГАА-

-А-А-Г-Ц-Г-Т-А-Г-Т-Т-Ц-А-Г-А-А-

        Недопустимо разделение триплетов в сплошной цепи ДНК или иРНК запятыми: ААГ,ЦГТ,АГТ,ТЦА,ГАА

ОСОБЕННОСТИ ОФОРМЛЕНИЯ

Ошибкой считается запись антикодонов разных молекул тРНК через тире между триплетами, что означает связывание их в единую цепь: Антикодоны тРНК:  УАГ-УУГ-ЦУА • Это свидетельствует о непонимании участником экзамена того, что антикодоны принадлежат разным молекулам тРНК и не связаны в единую цепь

ОСОБЕННОСТИ ОФОРМЛЕНИЯ

        При записи фрагмента молекулы полипептида аминокислоты могут быть соединены друг с другом с помощью тире или написаны без разделения, одним словом:

Ала-Гли-Фен-Тир-Лиз  ИЛИ АлаГлиФенТирЛиз

 

        Запятые между аминокислотами одной цепи считаются ошибкой:

Ала, Гли, Фен, Тир, Лиз

 

        Отсутствие пояснения, если это требуется в задании, не дает возможность выставить высший балл


Решение задач по молекулярной биологии

Решение задач по молекулярной биологии

Решение задач по молекулярной биологии

Решение задач по молекулярной биологии

Типы задач: 1. Вычисление количества нуклеотидов, их процентного содержания в

Типы задач: 1. Вычисление количества нуклеотидов, их процентного содержания в

Вычисление количества нуклеотидов, их процентного содержания в

Вычисление количества нуклеотидов, их процентного содержания в

В ДНК количество аденина и гуанина равно числу цитозина и тимина, а также

В ДНК количество аденина и гуанина равно числу цитозина и тимина, а также

Элементы ответа: •

Элементы ответа: •

Определение количества аминокислот в белке, а также количества нуклеотидов и триплетов в

Определение количества аминокислот в белке, а также количества нуклеотидов и триплетов в

• последовательность называется триплетом или кодоном.

• последовательность называется триплетом или кодоном.

Решение задач по молекулярной биологии

Решение задач по молекулярной биологии

Элементы ответа: 1. Одна тРНК транспортирует 1 аминокислоту, следовательно 30 тРНК соответствуют 30 аминокислотам, и белок состоит из 30 аминокислот

Элементы ответа: 1. Одна тРНК транспортирует 1 аминокислоту, следовательно 30 тРНК соответствуют 30 аминокислотам, и белок состоит из 30 аминокислот

Решение задач по молекулярной биологии

Решение задач по молекулярной биологии

Пример 3 Белок состоит из 100 аминокислот

Пример 3 Белок состоит из 100 аминокислот

Одну аминокислоту кодирует триплет – 3 нуклеотида, следовательно, всего участок гена включает 300 нуклеотидов; •

Одну аминокислоту кодирует триплет – 3 нуклеотида, следовательно, всего участок гена включает 300 нуклеотидов; •

Необходимы знания по процессам транскрипции, трансляции: принцип комплементарности, свойства генетического кода, понятия кодон, антикодон и т

Необходимы знания по процессам транскрипции, трансляции: принцип комплементарности, свойства генетического кода, понятия кодон, антикодон и т

Решение задач по молекулярной биологии

Решение задач по молекулярной биологии

Пример 4 Отрезок молекулы

Пример 4 Отрезок молекулы

Объясните полученные результаты

Объясните полученные результаты

Решение задач по молекулярной биологии

Решение задач по молекулярной биологии

Схема решения задачи включает: 1

Схема решения задачи включает: 1

Последовательность аминокислот определяется по кодонам иРНК: -лей-арг-ала-

Последовательность аминокислот определяется по кодонам иРНК: -лей-арг-ала-

Решение задач по молекулярной биологии

Решение задач по молекулярной биологии

Элементы ответа: 1.

Элементы ответа: 1.

Пример 6 В биосинтезе полипептида участвуют молекулы тРНК с антикодонами

Пример 6 В биосинтезе полипептида участвуют молекулы тРНК с антикодонами

Решение задач по молекулярной биологии

Решение задач по молекулярной биологии

Решение задач по молекулярной биологии

Решение задач по молекулярной биологии

Пример 7 Известно, что все виды

Пример 7 Известно, что все виды

решения задания используйте таблицу генетического кода.

решения задания используйте таблицу генетического кода.

Решение задач по молекулярной биологии

Решение задач по молекулярной биологии

Элементы ответа: 1. Нуклеотидная последовательность участка тРНК:

Элементы ответа: 1. Нуклеотидная последовательность участка тРНК:

Пример 8 Фрагмент молекулы ДНК имеет последовательность нуклеотидов:

Пример 8 Фрагмент молекулы ДНК имеет последовательность нуклеотидов:

Элементы ответа: 1.

Элементы ответа: 1.

1. соответствует более одного триплета (два триплета).

1. соответствует более одного триплета (два триплета).

Решение задач по молекулярной биологии

Решение задач по молекулярной биологии

ОСОБЕННОСТИ ОФОРМЛЕНИЯ •

ОСОБЕННОСТИ ОФОРМЛЕНИЯ •

ОСОБЕННОСТИ ОФОРМЛЕНИЯ • Ошибкой считается запись антикодонов разных молекул тРНК через тире между триплетами, что означает связывание их в единую цепь:

ОСОБЕННОСТИ ОФОРМЛЕНИЯ • Ошибкой считается запись антикодонов разных молекул тРНК через тире между триплетами, что означает связывание их в единую цепь:

ОСОБЕННОСТИ ОФОРМЛЕНИЯ •

ОСОБЕННОСТИ ОФОРМЛЕНИЯ •
Материалы на данной страницы взяты из открытых истончиков либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.
09.12.2022