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. При синтезе фрагмента полипептида в рибосому входят молекулы тРНК в следующей последовательности (указаны антикодоны в направлении от 5’ к 3’ концу):
ЦУГ, УАУ, АУА, ГЦУ, АУА
Установите нуклеотидную последовательность участка ДНК, который кодирует данный полипептид, и определите, какая цепь является матричной (транскрибируемой) в данном фрагменте ДНК. Установите аминокислотную последовательность синтезируемого фрагмента полипептида. Укажите последовательность решения задачи. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. При написании последовательностей нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.
Данный тип задачи довольно часто встречается на ЕГЭ. Давайте разберемся с тем, что нам известно:
Нам известны последовательности антикодонов разных тРНК, которые заходят в рибосому во время синтеза белка:
5'-ЦУГ-3', 5'-УАУ-3', 5'-АУА-3', 5'-ГЦУ-3', 5'-АУА-3'.
Для решения задачи нам нужно:
1. Определить нуклеотидную последовательность участка ДНК
2. Определить, какая из двух цепей ДНК является транскрибируемой
3. Установить аминокислотную последовательность
На самом деле, прежде чем приниматься за ответы на данные вопросы, нам нужно установить еще последовательность иРНК, то есть предложенная задача по сути является "обратной", когда мы по данным нам антикодонам сначала определяем кодоны, а по кодонам – последовательность нуклеотидов в транскрибируемой цепи ДНК. По транскрибируемой цепи ДНК мы узнаем уже смысловую цепь.
Вот какая будет последовательность решения задачи:
1. Определяем иРНК (по принципу комплементарности и антипараллельности)
2. По иРНК определяем последовательность аминокислот в белке
3. По иРНК определяем транскрибируемую цепь ДНК (комплементарность и антипараллельность)
4. По транскрибируемой ДНК определяем смысловую цепь.
Шаг 1. Для того, чтобы по данным нам антикодонам определить последовательность кодонов на иРНК, необходимо воспользоваться правилами комплементарности и антипараллельности:
- первому антикодону 5'-ЦУГ-3' комплементарен кодон 5'-ЦАГ-3';
- второму антикодону 5'-УАУ-3' – кодон 5'-АУА-3';
- третьему антикодону 5'-АУА-3' – кодон 5'-УАУ-3';
- четвертому антикодону 5'-ГЦУ-3' – кодон 5'-АГЦ-3';
- пятому антикодону 5'-АУА-3' – кодон 5'-УАУ-3'.
В итоге у нас получается последовательность иРНК:
5'-ЦАГАУАУАУАГЦУАУ-3'.
Шаг 2. Воспользовавшись таблицей генетического кода, определим последовательность аминокислот в белке:
глн-иле-тир-сер-тир
Шаг 3. По полученной последовательности иРНК определим последовательность транскрибируемой цепи ДНК (воспользовавшись правилами комплементарности и антипараллельности):
5'-ЦАГАУАУАУАГЦУАУ-3' – иРНК
3'-ГТЦТАТАТАТЦГАТА-5' – транскрибируемая ДНК
Шаг 4. По транскрибируемой ДНК определим смысловую цепь ДНК:
3'-ГТЦТАТАТАТЦГАТА-5' – транскрибируемая ДНК
5'-ЦАГАТАТАТАГЦТАТ-3' – смысловая ДНК
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