Задача по молекулярной биологии:
Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5’ концу одной цепи соответствует 3’ конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5’ конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5’ к 3’ концу. Ген имеет кодирующую и некодирующую области. Фрагмент начала гена имеет следующую последовательность нуклеотидов:
5’-ГАЦГЦГТГТААТЦГТЦАТАГАГ-3’
3’-ЦТГЦГЦАЦАТТАГЦАГТАТЦТЦ-5’
Определите последовательность аминокислот начала полипептида, если синтез начинается с аминокислоты мет. Объясните последовательность решения задачи. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. При написании последовательностей нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.
Начнем решение задачи с определением того, что нам нужно сделать:
1. Определить последовательность аминокислот в полипептиде. Собственно, это единственное, что нам нужно сделать, но для того, чтобы последовательность аминокислот определить, прежде всего нам нужно:
а) определить последовательность иРНК, в которой будет закодирована информация об аминокислотной последовательности.
Но мы не знаем, какая цепь (верхняя или нижняя) в молекуле ДНК будет транскрибируемой. Этого в условии задачи нет, поэтому нам нужно будет ее еще найти.
Есть еще одно условие, которое мы должны учесть: наша последовательность аминокислот должна начинаться с аминокислоты мет.
Учитывая все эти исходные данные, наша последовательность шагов будет выглядеть следующим образом:
1. Найти, какой кодон кодирует аминокислоту мет
2. Найти, на какой цепочке ДНК (верхней или нижней) будет присутствовать соответствующий триплет, который комплементарен нашему кодону
3. Выстроить по принципу комплементарности и антипараллельности цепочку иРНК
4. По таблице генетического кода определить последовательность аминокислот в белке.
Итак, давайте приступим к решению данной задачи.
Шаг 1. Кодон, соответствующий аминокислоте мет мы находим по таблице генетического кода:
Аминокислота мет соответствует кодону иРНК:
5'-АУГ-3'.
Соответственно, на транскрибируемой цепочке ДНК это должно соответствовать триплету
3'-ТАЦ-5'.
Эту последовательность мы и будем искать на следующем этапе.
Шаг 2. Найдем триплет 3'-ТАЦ-5' на цепочке ДНК.
На нижней цепочке этой последовательности нет:
3’-ЦТГЦГЦАЦАТТАГЦАГТАТЦТЦ-5’
А вот верхняя цепочка такую последовательность имеет:
5’-ГАЦГЦГТГТААТЦГТЦАТАГАГ-3’
Напомню, что если нижнюю цепочку мы "читаем" слева направо, то верхнюю цепочку, напротив, справа налево, поскольку фермент РНК-полимераза "садится" на свободный 3'-конец молекулы ДНК и движется к 5'-концу.
Итак, мы выбрали верхнюю цепь в качестве транскрибируемой.
Шаг 3. По принципу комплементарности и антипараллельности мы строим иРНК:
5'-АУГАЦГАУУАЦАЦГЦГУЦ-3'
Шаг 4. Теперь, когда цепь иРНК у нас синтезирована, мы можем определить последовательность аминокислот в полипептиде:
мет-тре-иле-тре-арг-вал
Видео разбора данной задачи:
Список статей, опубликованных по данной теме:
1. Какие молекулы являются основными участниками процесса (ДНК, РНК, белки)
2. Основные принципы матричного синтеза (комплементарность и антипараллельность)
4. Фазы синтеза белка: транскрипция
5. Фазы синтеза белка: трансляция
6. Задачи типа ДНК - иРНК - белок (основы)
7. Задачи типа ДНК - тРНК - аминокислота (задача на палиндром)
8. Задачи на кодирующую и некодирующую области