На фрагменте одной цепи ДНК нуклеотиды расположены в такой последовательности: Г-Г-Ц-А-Т-А-Ц-А-Ц-Т-А-А. Выполните следующие задания:
a. восстановите последовательность нуклеотидов во второй цепи ДНК;
b.какой принцип лежит в основе расположения азотистых оснований в этой молекуле?
c. какая длина этого фрагмента ДНК? (длина одного нуклеотида 0,34 нм);
d.укажите последовательность нуклеотидов в и-РНК, которая транскрибирована со 2 цепи молекулы ДНК;
e. какая аминокислотная последовательность закодирована в этой цепи ДНК?
f. укажите антикодоны т-РНК, соответствующие кодонам и-РНК;
g.определите процентное содержание в этом фрагменте ДНК адениловых нуклеотидов (ре-зультат округлите до целого значения).

Дано: последовательность нуклеотидов первой цепи ДНК:

5′-Г-Г-Ц-А-Т-А-Ц-А-Ц-Т-А-А-3′

Всего в одной цепи 12 нуклеотидов.

а) Восстановите последовательность нуклеотидов во второй цепи ДНК

Вторая цепь ДНК строится по принципу комплементарности: напротив аденина (А) располагается тимин (Т), а напротив гуанина (Г) — цитозин (Ц).

Получаем:

Первая цепь ДНК

5′-Г-Г-Ц-А-Т-А-Ц-А-Ц-Т-А-А-3′

3′-Ц-Ц-Г-Т-А-Т-Г-Т-Г-А-Т-Т-5′

Вторая цепь ДНК

Ответ: Ц-Ц-Г-Т-А-Т-Г-Т-Г-А-Т-Т.

б) Какой принцип лежит в основе расположения азотистых оснований?

В основе расположения азотистых оснований в молекуле ДНК лежит принцип комплементарности.

Согласно этому принципу, аденин (А) соединяется только с тимином (Т) двумя водородными связями, а гуанин (Г) — только с цитозином (Ц) тремя водородными связями.

Кроме того, две цепи ДНК антипараллельны, то есть направлены в противоположные стороны.

в) Какая длина этого фрагмента ДНК?

Известно, что расстояние между соседними парами нуклеотидов составляет 0,34 нм.

В одной цепи содержится 12 нуклеотидов, следовательно, в молекуле ДНК имеется 12 пар нуклеотидов.

Формула:

где $n$ — количество пар нуклеотидов.

Подставляем значения:

Ответ: 4,08 нм.

г) Укажите последовательность нуклеотидов в и-РНК, транскрибированной со второй цепи ДНК

Информационная РНК (и-РНК) синтезируется по принципу комплементарности к матричной цепи ДНК.

При этом вместо тимина (Т) в РНК присутствует урацил (У).

Вторая цепь ДНК:

3′-Ц-Ц-Г-Т-А-Т-Г-Т-Г-А-Т-Т-5′

Соответствующая и-РНК:

5′-Г-Г-Ц-А-У-А-Ц-А-Ц-У-А-А-3′

Разделим последовательность на кодоны (триплеты):

ГГЦ — АУА — ЦАЦ — УАА

Ответ: Г-Г-Ц-А-У-А-Ц-А-Ц-У-А-А.

д) Какая аминокислотная последовательность закодирована в этой цепи ДНК?

Для определения последовательности аминокислот необходимо воспользоваться таблицей генетического кода, учитывая кодоны и-РНК.

Кодон УАА является сигналом завершения трансляции и не кодирует аминокислоту.

Ответ: глицин — изолейцин — гистидин.

е) Укажите антикодоны т-РНК, соответствующие кодонам и-РНК

Антикодоны транспортной РНК (т-РНК) комплементарны кодонам и-РНК.

Для стоп-кодона УАА антикодона т-РНК нет, поскольку завершение трансляции обеспечивают специальные белковые факторы терминации.

Ответ: ЦЦГ — УАУ — ГУГ.

ж) Определите процентное содержание адениловых нуклеотидов в данном фрагменте ДНК

Сначала определим общее количество нуклеотидов в двух цепях:

В первой цепи содержится 5 адениловых нуклеотидов (А).

Во второй цепи содержится 2 адениловых нуклеотида (А), поскольку в первой цепи имеется 2 тимина (Т).

Всего адениловых нуклеотидов:

Вычислим процентное содержание аденина:

Округляем до целого значения.

Ответ: 29%.

Итоговые ответы