Задачи по теме: "Реакции матричичного синтеза"
Тип 1. Рамка считывания. 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. Ген имеет кодирующую и некодирующую области. Кодирующая область гена называется открытой рамкой считывания. Фрагмент конца гена имеет следующую последовательность нуклеотидов (вторая цепь матричная (транскрибируемая)): 5′-ЦГЦТГТЦТАЦГГАГГГТГАААЦЦ-3′ 3′-ГЦГАЦАГАТГЦЦТЦЦЦАЦТТТГГ-5”. Определите верную открытую рамку считывания и найдите последовательность аминокислот во фрагменте конца полипептидной цепи. Объясните последовательность решения задачи. Для решения задачи используйте таблицу генетического кода. При написании нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.
Тип 2. Палиндромы. Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны. Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5’ конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5’ к 3’ концу. Все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. В цепи РНК и ДНК могут иметься специальные комплементарные участки – палиндромы, благодаря которым у молекулы может возникать вторичная структура. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов (вторая цепь матричная). 5’-ГААТТЦЦТГЦЦГААТТЦ-3’ 3’-ЦТТААГГАЦГГЦТТААГ-5’. Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте. Найдите на данном участке палиндром и установите вторичную структуру центральной петли тРНК. Определите аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если антикодон равноудален от палиндрома. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.
Тип 3. Информативная часть гена. Фрагмент начала гена имеет следующую последовательность нуклеотидов (первая цепь – смысловая, вторая – транскрибируемая): первая цепь: 5’-ТААТГАЦЦГЦАТАТАТЦЦАТ-3’ вторая цепь: 3’-АТТАЦТГГЦГТАТАТАГГТА-5’. Ген содержит информативную и неинформативную части для трансляции. Информативная часть гена начинается с триплета, кодирующего аминокислоту мет. С какого нуклеотида начинается информативная часть гена? Определите последовательность аминокислот во фрагменте полипептидной цепи. Ответ поясните. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода.
Тип 4. Определение нуклеотидов тРНК. Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь смысловая, нижняя транскрибируемая). 5’-ЦГААГГТГАЦААТГТ-3’ 3’-ГЦТТЦЦАЦТГТТАЦА-5’. Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте, обозначьте 5’ и 3’ концы этого фрагмента и определите аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет с 5’ конца соответствует антикодону тРНК. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.
Тип 5. Определение антикодона тРНК. 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. Фрагмент молекулы ДНК на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов (первая цепь матричная (транскрибируемая)): 5’-АЦТАЦГЦАТТЦАТЦГ-3’ 3’-ТГАТГЦГТААГТАГЦ-5’. Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте ДНК. Укажите, какой триплет является антикодоном, если данная тРНК переносит аминокислоту ала. Объясните последовательность решения задачи. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. При написании последовательностей нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.
Тип 6. Определение нуклеотидов ДНК. 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. Молекулы тРНК, несущие соответствующие антикодоны, входят в рибосому в следующем порядке: ГУА, УАЦ, УГЦ, ГЦА. Определите последовательность нуклеотидов смысловой и транскрибируемой цепей ДНК, иРНК и аминокислот в молекуле синтезируемого фрагмента белка. Ответ поясните. При решении задачи используя таблицу генетического кода. При выполнении задания учитывайте, что антикодоны тРНК антипараллельны кодонам иРНК.
Тип 7. Определение матричной цепи. 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.
Тип 8. Определение нуклеотидов иРНК. 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. Дана последовательность фрагмента кодирующей цепи ДНК: 3′-ЦЦГАТТГЦАЦГТЦГАТЦГТАТА-5′. Напишите цепь, комплементарную ей, синтезируйте РНК и белок с этой РНК. При синтезе белка учитывайте, что началом трансляции является попадание в рибосому кодона инициатора.
Тип 9. Синтез белка со старт-кодона. 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′-ЦААТАТГЦГЦГГТАТТАТАГАГ-3′ 3′-ГТТАТАЦГЦГЦЦАТААТАТЦТЦ-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.
Тип 10. Определение структуры вирусного белка. Некоторые вирусы в качестве генетического материала несут РНК. Такие вирусы, заразив клетку, встраивают ДНК-копию своего генома в геном клетки хозяина. В клетку проникла вирусная РНК следующей последовательности: 5’-АУГГЦУУУУГЦА-3’. Определите, структуру вирусного белка, если матрицей для синтеза иРНК служит цепь, комплементарная вирусной РНК. Напишите последовательность двухцепочечного фрагмента ДНК, укажите 5’ и 3’ концы цепей. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.
Тип 11. Обратная транскрипция у ретровирусов. Фрагмент генетического аппарата вируса, представленного молекулой РНК, имеет нуклеотидную последовательность: 5′ − АУГГУАГЦУУУУАУА − 3′. Определите нуклеотидную последовательность фрагмента двуцепочечной молекулы ДНК, которая синтезируется в результате обратной транскрипции на вирусной РНК, укажите 5′ и 3′ концы. Установите последовательность нуклеотидов в иРНК и аминокислот во фрагменте белка вируса, если матрицей для синтеза иРНК служит цепь, комплементарная вирусной РНК. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.
Тип 12. Замена аминокислоты вследствие мутации. Исходный фрагмент молекулы ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов (первая цепь – смысловая, вторая – транскрибируемая): 5’-ГЦГГГЦТАТГАТЦТГ-3’ 3’-ЦГЦЦЦГАТАЦТАГАЦ-5’. В результате замены одного нуклеотида в ДНК четвертая аминокислота во фрагменте полипептида заменилась на аминокислоту Вал. Определите аминокислоту, которая кодировалась до мутации. Какие изменения произошли в ДНК, иРНК в результате замены одного нуклеотида? Благодаря какому свойству генетического кода одна и та же аминокислота у разных организмов кодируется одним и тем же триплетом? Ответ поясните. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода.
Тип 13. Последствия генной мутации. Фрагмент молекулы ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов (первая цепь – смысловая, вторая – транскрибируемая): 5’-ГТЦАЦАГЦГАТЦААТ-3’ 3’-ЦАГТГТЦГЦТАГТТА-5’. 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 Про? Какое свойство генетического кода определяет возможность существования разных фрагментов мутированной молекулы ДНК? Ответ обоснуйте. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.
Тип 14. Минус нитевая РНК. Вирус гриппа А в качестве генетического материала несет минус-нитевую РНК. Такая РНК не может служить матрицей для трансляции вирусных белков. Под действием вирусной РНК-зависимой РНК-полимеразы на матрице геномной минус-нитевой РНК происходит транскрипция. Образующаяся при этом вирусная плюс-нитевая иРНК способна связываться с рибосомами клетки для трансляции. Фрагмент генома вируса гриппа А имеет следующую последовательность нуклеотидов: 5’−АУГЦУГГЦЦУАГАГГУУА−3′. Определите, с какого нуклеотида во фрагменте вирусной иРНК начинается синтез белка и первичную структуру фрагмента вирусного белка, если известно, что он содержит не менее четырех аминокислот. Ответ поясните. При написании последовательностей нуклеиновых кислот указывайте направление цепи. При выполнение задания используйте таблицу генетического кода.
Тип 15. Построение белка с известной аминокислотой. 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. Фрагмент молекулы ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: 5’-АТЦГГЦАТАГЦТАТГ-3’ 3’-ТАГЦЦГТАТЦГАТАЦ-5’ Определите последовательность фрагмента полипептида, кодируемого данным участком ДНК, если известно, что полипептид начинается с аминокислоты гис и имеет длину не менее четырех аминокислот. Объясните последовательность ваших действий Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода. При написании нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.
Тип 16. Определение матричной цепи ДНК. Смысловая цепь участка ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: 5′-ГТАГЦЦТАЦЦЦАТАГ-3′. Определите последовательность нуклеотидов матричной цепи этого участка ДНК и последовательность иРНК. Обозначьте 5’ и 3’ концы этих фрагментов нуклеиновых кислот и определите пептид, который образуется, если трансляция начнется с 5′-конца иРНК. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода. При написании нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.
Задача 1. В молекуле ДНК содержится 70 нуклеотидов с тимином (Т). Определите сколько нуклеотидов с аденином (А) содержат дочерние молекулы ДНК, образующиеся в процессе редупликации, и объясните полученные результаты.
Задача 2. Макромолекула ДНК до репликации имеет массу 10 мг, и обе ее цепи содержат меченные атомы фосфора. Определите, какую массу будет иметь продукт репликации; в каких цепях дочерних молекул ДНК не будут содержаться меченные атомы фосфора.
Задача 3. Скорость удлинения молекулы и-РНК во время транскрипции составляет 50 нуклеотидов в секунду. Сколько времени необходимо для синтеза одной молекулы и-РНК которая используется для синтеза белка с молекулярной массой 24750, если молекулярная масса одной аминокислоты 110? Ответ поясните.
Задача 4. Известно, что участок одной из двух цепей молекулы ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов:
5’-ТАА ТГА ЦЦГ ЦАТ АТА ТЦЦ-3’ Постройте комплементарную данному фрагменту ДНК цепь молекулы и-РНК (процесс транскрипции), необходимой для трансляции (синтеза белка). При транскрипции учитывайте принцип анти направленности нуклеиновых кислот.
Задача 5. Фрагмент цепи ДНК имеет последовательность нуклеотидов: ГТГ ТАТ ГГА АГТ. Определите последовательность нуклеотидов на информационной РНК, антикодоны соответствующих т-РНК и последовательность аминокислот молекулы белка, используя таблицу генетического кода.
Задача 6. Молекулы тРНК, несущие соответствующие антикодоны, входят в рибосому в следующем порядке: ЦГЦ, ЦЦУ, АЦГ, АГА, АГЦ. Определите последовательность нуклеотидов смысловой и транскрибируемой цепей ДНК, иРНК и аминокислот в молекуле синтезируемого фрагмента белка. Ответ поясните. Для решения задачи используйте таблицу генетического кода. При выполнении задания учитывайте, что антикодоны тРНК антипараллельны кодонам иРНК.
Задача 7 (тип 12). Фрагмент молекулы ДНК имеет вид (верхняя цепь – смысловая, нижняя – транскрибируемая): 5’-ГЦГ ГГЦ ТАТ ГАТ ЦТГ-3’ 3’-ЦГЦ ЦЦГ АТА ЦТА ГАЦ-5’. В результате замены одного нуклеотида в ДНК третья аминокислота во фрагменте полипептида заменилась на аминокислоту Гис. Определите аминокислоту, которая кодировалась до мутации. Какие изменения произошли в ДНК, иРНК в результате замены одного нуклеотида? Благодаря какому свойству генетического кода одна и та же аминокислота у разных организмов кодируется одним и тем же триплетом? Ответ поясните. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода.
Задача 8 (тип 4). Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь смысловая, нижняя транскрибируемая). 5’-ЦГА АГГ ТГА ЦАА ТГТ-3’ 3’-ГЦТ ТЦЦ АЦТ ГТТ АЦА-5’. Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте, обозначьте 5’ и 3’ концы этого фрагмента и определите аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет с 5’ конца соответствует антикодону тРНК. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.
Задача 9 (тип 15). 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. Фрагмент молекулы ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: 5’-АТЦГГЦАТАГЦТАТГ-3’, 3’-ТАГЦЦГТАТЦГАТАЦ-5’. Определите последовательность фрагмента полипептида, кодируемого данным участком ДНК, если известно, что полипептид начинается с аминокислоты гис и имеет длину не менее четырех аминокислот. Объясните последовательность ваших действий Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода. При написании нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.
Задача 10. Фрагмент полипептида имеет следующую аминокислотную последовательность: фен-тир-глу-лиз-асп. Определите антикодоны тРНК, участвовавших в переносе этих аминокислот в активный центр рибосомы при биосинтезе этого фрагмента полипептида. Ответ поясните, используя свои знания о свойствах генетического кода. Для решения задачи используйте таблицу генетического кода.
Задача 11. Молекулы тРНК, несущие соответствующие антикодоны, входят в рибосому в следующем порядке: АУГ, ЦАУ, ЦГУ, АЦГ. Используя таблицу генетического кода определите последовательность нуклеотидов матричной цепи ДНК, иРНК и аминокислот в молекуле синтезируемого фрагмента белка. Ответ поясните. Для решения задачи используйте таблицу генетического кода.
Задача 12. Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на котором синтезируется участок центральной петли т-РНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов: ЦГТ ТГГ ГЦТ АГГ ЦТТ. Установите нуклеотидную последовательность участка т-РНК, который синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта т-РНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет соответствует антикодону т-РНК. Ответ поясните. Для решения задачи используете таблицу генетического кода.
Задача 13 (тип 4). Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь смысловая, нижняя транскрибируемая). 5’-ЦГА АГГ ТГА ЦАА ТГТ-3’, 3’-ГЦТ ТЦЦ АЦТ ГТТ АЦА-5’. Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте, обозначьте 5’ и 3’ концы этого фрагмента и определите аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет с 5’ конца соответствует антикодону тРНК. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.
Задача 14 (тип 2). Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны. Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5’ конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5’ к 3’ концу. Все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. В цепи РНК и ДНК могут иметься специальные комплементарные участки – палиндромы, благодаря которым у молекулы может возникать вторичная структура. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов (нижняя цепь матричная). 5’-ГААТТЦЦТГЦЦГААТТЦ-3’, 3’-ЦТТААГГАЦГГЦТТААГ-5’. Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте. Найдите на данном участке палиндром и установите вторичную структуру центральной петли тРНК. Определите аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если антикодон равноудален от палиндрома. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.
Задача 15. В результате мутации в фрагменте молекулы белка гемоглобина человека произошла замена аминокислоты глицина (Гли) на аспарагиновую кислоту (Асп). Определите аминокислотный состав фрагментов молекулы гемоглобина больного и здорового человека, возможный фрагмент иРНК больного человека, если в норме этому фрагменту белка соответствует следующий фрагмент иРНК: УУУ УЦУ УУА ЦАА ГГУ ЦАУ АЦУ. Ответ поясните. .
Задача 16 (тип 1). 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. Ген имеет кодирующую и некодирующую области. Кодирующая область гена называется «открытой рамкой считывания». Фрагмент начала гена имеет следующую последовательность нуклеотидов (нижняяя цепь ДНК матричная (транскрибируемая): ‘5-ЦАТГГЦАТГАТАТАТГЦГЦЦАГ-3′,‘3-ГТАЦЦГТАЦТАТАТГЦГЦГЦТЦ-5’. Определите верную открытую рамку считывания и найдите последовательность аминокислот во фрагменте начал полипептидной цепи. При ответе учитывайте, что полипептидная цепь начинается с аминокислоты Мет. Известно, что итоговый полипетид, кодируемый этим геном, имеет длину более четырёх аминокислот. Объясните последовательность решения задачи. Для решения задачи используйте таблицу генетического кода. При написании нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.