Элементарной единицей наследственности является ген. Один ген кодирует один тип белка, поэтому сколько генов столько типов белков

5. Мутации кодона, которые приводят к следующим нуклеотидным последовательностям в иРНК: УАА, УАГ, УГА прерывают синтез молекулы белка на полисоме.

ЗАДАЧА № 1. Вес молекулы ДНК 12x10¹⁸. Найти длину ДНК, сколько белков закодировано в ней, если один полипептид состоит из 200 мономеров. Найти нуклеотидный состав молекулы ДНК, если адениновых нуклеотидов 12%. Вес нуклеотида – 300, длина – 3,4 А^о.

Решение.

1. Найдем количество нуклеотидов =12x10¹⁸ / 300 (вес одного нуклеотида) =4 x10¹⁶

2. Длина ДНК= 4 x10¹⁶ : 2 x 3,4 А^о = 6,8 x10¹⁶ А^о

3. Вес гена = 200 x 3 x 300 =180000 (200 аминокислот - мономеров белков).

4. Найдем количество белков. Так как один ген кодирует один тип белка, то

n (количество) генов = n белков = вес ДНК/ вес гена = 12x10¹⁸ : 180000 = 0,7x10¹⁴

Запомнить, что структурной единицей ДНК и гена является нуклеотид, а структурной единицей белка – аминокислота; функциональной единицей ДНК – ген.

5. Найдем нуклеотидный состав по правилу Чаргаффа: А=Т, Г=Ц.

А=Т=18%; А+Т+Ц+Г= 100% Г=Ц= (100% - 18%x2) : 2 = 32%

n А = n Т= 18% x 12x10¹⁸ : 100% = 216x10¹⁶;

n Ц = n Г= 32% x 12x10¹⁸ : 100% = 382x10¹⁶ .

ЗАДАЧА № 2. Длина всей ДНК клетки эпителия человека равна 218 см. Найти количество пар нуклеотидов в ДНК, если длина одного нуклеотида 3,4 А^о.

Решение.

1. В одном метре содержится 10¹⁰ А^о, поэтому 218см = 2,18м = 2,18x10¹⁰А^о.

2. Найдем кол-во пар нуклеотидов: n пар = 2,18x10¹⁰А^о: 3,4 А^о = 0,6x10¹⁰А^о

ЗАДАЧА № 3. Длина гена составляет 0,9x10⁸А^о. Найти, что тяжелее вес гена или вес белка, который кодируется данным геном и во сколько раз? Вес одной аминокислоты 110.

Решение.

1. L гена = n нукл. x 3,4 А^о, поэтому n нукл. = 0,9x10⁸А^о : 3,4 А^о = 0,27x10⁸.

2. Вес гена = 0,27x10⁸ x 300 = 81x10⁸(ген – одна цепь ДНК)

3. n аминокислот = n нукл. : 3 = 0,27x10⁸ : 3 = 0,09x10⁸. Вес белка = n аминок-т x110 (вес одной аминокислоты) = 9,9x10⁸ Вес гена : вес белка = 8 раз

РЕШИТЬ ЗАДАЧИ

1.Сколько и каких видов нуклеотидов потребуется для редупликации фрагмента ДНК: ЦТГ, ТГА, ТТТ, ТГГ, ТТТ, ТАЦ, ААТ. Каким принципом Вы при этом руководствовались ?

2. В ДНК нуклеотиды расположены в такой последовательности ААТ, ГТА, ГТА, ААА, ГГЦ, АГТ, ЦЦА, ААА ... . Какую первичную структуру имеет полипептид (белок), синтезируемый при участии этой цепи ?

3. Полипептид состоит из следующих аминокислот: аланин-цистеин-гистидин-метионин-тирозин. Определите структуру ДНК, кодирую­щего эту полипептидную цепь.

4. Как изменится структура белка, если из кодирующего его участка ДНК: ГАТАЦГТАТААААГАЦЦАГАГЦЦГ - удалить пятый и три­надцатый нуклеотиды слева?

5. При синдроме Фанкони (нарушение образования костной ткани) у больного с мочой выделяются аминокислоты, которым соответству­ют следующие триплеты и-РНК: АУА-ГУЦ-АУГ-УЦА-УУГ-УАУ-ГУУ-ГУУ-АУУ. Определите, выделение каких аминокислот с мочой характерно для синдрома Фанкони ?

6. У человека, больного цистинурией (содержание в моче больного больше чем в норме числа аминокислот) с мочой выделяются амино­кислоты, которым соответсвуют следующие триплеты и-РНК: ЦУУ-ГУУ-ЦУГ-ГУГ-УЦГ-ГУЦ-АУА. У здорового человека в моче обна­руживается - аланин-серин-глутаминовая кислота-глицин.

1.Выделение каких аминокислот с мочой характерно для больных цистинурией ?

2. Напишите триплеты, соответствующие аминокислотам, имеющимся в моче здорового человека.

7. Участок цепи белка вируса табачной мозаики состоит из следующих аминокислот: серин-глицин-серин-изолейцин-треонин-пролин-серин. В результате воздействия на и-РНК азотистой кислотой цитозин и-РНК превращается в гуанин. Определите изменения в строении белка, вируса табачной мозаики после воздействия на РНК азотис­той кислотой.

8. Как изменится структура белка, если из кодирующего его участка ДНК - ГАТАЦТТАТАТАЦАЦГАЦЦЦГААА удалить пятый, шес­той и седьмой ?

9. Ионизирующая радиация способна иногда "выбивать" отдельные нуклеотиды из молекулы ДНК или РНК, не нарушая ее целостности. Допустим, что в одном случае из молекулы удалены только один нуклеотид, в другом три подряд, в третьем случае тоже три нуклеотида, но расположены они на некотором расстоянии друг от друга. Как это отразится на белке синтезируемом на основе наследственной информации, закодированной в такой поврежденной молекуле ? В каких трех указанных случаях фактически образующийся белок будет отличаться от нормального всего слабее и какой будет отличаться всего сильнее ?

10. Белок состоит из 185 аминокислот. Какую длину имеет ген, опреде­ляющий его, если размер одного нуклеотида 3,4 А ?

11. Химический анализ показал, что 20% от общего числа нуклеотидов данной и-РНК приходится на аденин, 6% на урацил, 40% на гуанин Каков должен быть нуклеотидный состав соответствующего участка ДНК (двухцепочечного), информация с которого переписана данная, и-РНК ? А каков будет состав ДНК, если и-РНК содержит 18% гуа­нина, 30% аденина, 20% урацила ?

12. Бактерия кишечная палочка содержит всего одну молекулу ДНК с молекулярной массой 2000000000, а бактериофаг, паразитирующий в бактерии кишечной палочке, содержит тоже одну молекулу ДНК, но с массой 30000000.

A. Сколько видов белков может быть закодировано в ДНК бактерии, если принять, что типичный белок состоит из 200 ами­нокислот? Сколько видов белка можно закодировать в ДНК бак­териофага?

B. Что имеет большую массу и во сколько раз, одна молекула белка или ген, в котором закодирован такой белок ?

С. Почему ДНК бактерии длиннее ДНК бактериофага и во сколько раз?

D. Сравните длину молекулы ДНК бактерии и всей бактериальной клетки

(1 мкм). Во сколько раз ДНК длиннее самой клетки? Как такая ДНК может поместиться в клетке? Если молекулярная масса нуклеотида - 330. Молекулярная масса аминокислот - 110.

13 . Сколько молекул рибозы и фосфорной кислоты содержится в молекуле и-РНК, если количество цитозина составляет - 1000, урацила -500, гуанина - 600, аденина - 400.

14. Что опаснее с точки зрения возможного влияния на

наследственность:

А. Замена в кодовой тройке первого нуклеотида.

В. Замена в кодовой тройке последнего нуклеотида

15. Какое изменение молекулы ДНК сильнее повлияет на строение

белка: выпадение одного нуклеотида из триплета или целого триплета ? Нормальная цепь ДНК имеет следующее строение: АГТ ТГГ ЦТЦ ЦТГ Г.

РАБОТА 2: ПОСТРОЕНИЕ СХЕМЫ ТРАНСКРИПЦИИ И ТРАН­СЛЯЦИИ У ЭУКАРИОТ.

1. Записать схему транскрипции, отметив участки ДНК и и-РНК: ДНК:

Отметьте цифрами:

ДНК:

Структурные гены:

1. Экзон -

2. Интрон -

3. Промотор -

4. Терминатор –

и РНК:

1. Пре- мРНК -

2. Терминатор -

3. РНК-полимераза –

2. Отметьте в каком случаи происходит сплайсинг ( А или В)

А.

В.

3. Строение зрелой и РНК (отметьте цифрами):

кодирующая часть -

стартовый кодон -

колпачок -

лидер -

трейлер -

4. Нарисуйте схему трансляции.

ИТОГОВЫЙ КОНТРОЛЬ.

Вариант1.

1. Виды РНК.

2. Структуры гена:

А. промотор

В.экзон

С.интрон

D. терминатор

Е.трейлер

3. Что означает термин сплайсинг:

A. вырезание неинформативных участков (нитронов).

B. созревание и-РНК.

C. синтез белка.

4. Роль колпачка в и-РНК:

A. Последовательность нуклеотидов с метилированными основания­ми, которая обеспечивает узнавание малой субъединицы рибосомы.

B. Вводная последовательность нуклеотидов, комплиментарная по­следовательности в молекуле р-РНК малой субъединицы рибосомы, которая обеспечивает прикрепление и-РНК к малой субъеди­нице.

5. Фазы трансляции.

6. Ген-оператор это:

А. последовательность нуклеотидов, которая узнается белком регу­лятором.

В. участок ДНК между промотором и структурными генами. С. тесно связанная последовательность структурных генов, опреде­ляющих синтез группы ферментов для какой-то одной цепи био­химических реакций и регулирующаяся как единое целое.

7. Фазы репарации ДНК.

Вариант 2.

1. Свойства кода.

2. Структуры зрелой и-РНК:

А. промотор

В.колпачок

С. лидер

D. стартовый кодон

Е. кодирующая часть

F. трейлер

3. Что означает тер мин процессинг:

A. вырезание неинформативных участков (интронов).

B. созревание и-РНК.

C. синтез белка.

4. Роль лидерной последовательности в и-РНК:

A. последовательность нуклеотидов с метилированными основания­ми, которая обеспечивает узнавание малой субъединицы рибосо-мы.

B. вводная последовательность нуклеотидов, комплиментарная по­следовательности в молекуле р-РНК малой субъединицы рибосо-мы, которая обеспечивает прикрепление и-РНК к малой субъеди­нице.

5. Фазы трансляции.

6. Оперон это:

А. последовательность нуклеотидов, которая узнается белком регу­лятором.

В. участок ДНК между промотором и структурными генами. С. тесно связанная последовательность структурных генов, опреде­ляющих синтез группы ферментов для какой-то одной цепи био­химических реакций и регулирующаяся как единое целое.

7. Что означает "репарация ДНК".

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.