Задача по молекулярной биологии:
Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5' концу в 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. Ретровирусы в качестве генома содержат молекулу РНК. При заражении клетки он создаёт ДНК-копию своего генома. Фрагмент генома ретровируса имеет следующую последовательность:
5'-УГЦГГАГАГЦУГГУА-3'
Определите последовательность фрагмента ДНК-копии, которая будет встроена в геном клетки-мишени. Определите последовательность аминокислот во фрагменте белка, закодированном в данном фрагменте ДНК-копии. Укажите последовательность иРНК, на которой синтезируется белок. Матрицей для синтеза иРНК является цепь ДНК, комплементарная вирусной РНК. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. При написании последовательностей нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.
Сейчас мы с вами разберем совершенно замечательный тип задач про вирусы. И хотя всё, что нам понадобится для решения этой задачи, в формулировке уже указано, я тем не менее позволю себе напомнить то, как воспроизводит себя ретровирус
Ретровирусы в качестве носителя генетической информации используют РНК (РНК-содержащие вирусы), у которых в ходе обратной транскрипции на матрице РНК синтезируется сначала одна цепь ДНК, а потом на синтезированной цепи ДНК синтезируется комплементарная ей другая цепочка ДНК. Тем самым формируется ДНК (двойная спираль) провируса, который встраивается в ДНК клетки-хозяина. Затем с этой встроенной последовательности "считывается" информация и синтезируется иРНК, которая впоследствии участвует в синтезе вирусных белков.
На какие ключевые моменты нам нужно обратить внимание, и вообще в какой последовательности мы будем решать задачу?
1. Определим по вирусной РНК последовательность ДНК
2. Затем на основе полученной ДНК мы синтезируем комплементарную ей цепь – вторую цепочку ДНК (получится в итоге двойная спираль). Это и будет та самая ДНК-копия, которая встроится в геном клетки-мишени
3. В условии задачи сказано, что матрицей для синтеза иРНК является ДНК, комплементарная вирусной РНК, то есть матрицей будет та последовательность ДНК, которую мы определим в п.1
4. По полученной иРНК мы определим последовательность аминокислот в белке
Шаг 1. По правилам комплементарности и антипараллельности определяем последовательность цепи ДНК:
5'-УГЦГГАГАГЦУГГУА-3' – вирусная РНК
3'-АЦГЦЦТЦТЦГАЦЦАТ-5' – транскрибируемая ДНК
Шаг 2. Определим теперь комплементарную цепь ДНК:
3'-АЦГЦЦТЦТЦГАЦЦАТ-5' – транскрибируемая ДНК
5'-ТГЦГГАГАГЦТГГТА-3' – смысловая ДНК
Шаг 3. Для определения последовательности иРНК, нам нужно в качестве матрицы взять ту последовательности ДНК, которая у нас была определена в первом пункте (транскрибируемая ДНК):
3'-АЦГЦЦТЦТЦГАЦЦАТ-5' – транскрибируемая ДНК
5'-УГЦГГАГАГЦУГГУА-3' – иРНК
Шаг 4. По иРНК определим последовательность аминокислот в белке, воспользовавшись таблицей генетического кода:
5'-УГЦГГАГАГЦУГГУА-3' – иРНК
Последовательность аминокислот в белке:
цис-гли-глу-лей-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