Rezolvarea problemelor în genetica moleculară
O genă este o regiune a ADN-ului care codifică o proteină specifică. Cea mai mică schimbare în structura ADN-ului conduce la modificări de proteine, care, la rândul lor schimbă lanțul de reacții biochimice care implică, care definesc o anumită caracteristică sau o serie de caracteristici.
Structura primară a proteinei, adică amnokislotnyh resturile de secvență este codificată într-o secvență de ADN a bazelor adenina azotoase (A), timină (T), guanina (G) și citozină (C). Fiecare aminoacid este codificat de una sau mai multe secvențe de trei nucleotide - triplete. Sinteza proteinei este precedată de transferul codului său din ADN la transcripția ARN-ului de informații (mRNA). Când transcrierea se realizează adăugări principiu sau complementaritate: A, T, G și C în ADN corespund U (uracil) și A, U și T în ARNm-. sinteza proteinelor directe sau traducerea apare pe ribozomi: aminoacizi plasat în apropierea ribozomului ARN lor de transport (ARNt), conectate în lanțul polipeptidic al proteinei, respectiv baze triplet ARNm-.
Legătura neechivocă între secvențele nucleotidice din ADN și aminoacizii din lanțul polipeptidic al proteinei permite determinarea celeilalte. Cunoscând modificările ADN, se poate spune cum se va schimba structura primară a proteinei.
Sarcina 1. Fragmentul moleculei ADN constă în nucleotide aranjate în următoarea secvență: TAAATGGTSATSTS. Determinați compoziția și secvența aminoacizilor din lanțul de polipeptide codificați în această regiune a genei.
Scriem nucleotidele ADN-ului și, trăgându-le în tripleți, obținem codonii lanțului moleculei ADN:
Compunem triplete de ARNm complementare codonilor ADN și le scriem într-o linie de mai jos:
Conform tabelului cu codon (apendicele 6), determinăm care aminoacid este codificat de fiecare triplă de ARNm:
Problema 2. Fragmentul moleculei conține aminoacizi: acid aspartic-alanină-metionină-valină. Definiți:
a) care este structura porțiunii moleculei ADN care codifică această secvență de aminoacizi;
b) numărul (în%) al diferitelor tipuri de nucleotide din această regiune a genei (în două lanțuri);
c) lungimea acestei secțiuni a genei.
a) Conform tabelului cu codon (apendicele 6), găsim tripleți de ARNm care codifică fiecare dintre acești aminoacizi.
Dacă aminoacidul corespunde mai multor codoni, atunci se poate alege oricare dintre acestea.
Se determină structura acelei linii ADN care a codificat structura ARNm. În acest scop, sub fiecare codon al moleculei mRNA, se înregistrează codonul complementar al moleculei ADN.
Primul lanț al ADN-ului: CTG-CGT-TAC-CAA.
b) Pentru a determina cantitatea (%) de nucleotide în gena, este necesar, folosind principiul complementarității (A-T, G-C) pentru a termina a doua catenă a ADN-ului:
Al doilea lanț de ADN: GATS-GCA-ATG-GTT
Observăm numărul de nucleotide (NTD): în două lanțuri - 24 ntd, din care A = 6. Noi formează proporția:
x = (6x100). 24 = 25%
Conform regulii Chargaff, cantitatea de adenină din molecula ADN este egală cu cantitatea de timină și cantitatea de guanină este egală cu cantitatea de citozină. Prin urmare:
T + A = 50%, prin urmare
C + G = 100% - 50% = 50%.
c) Moleculele ADN sunt întotdeauna dublu-catenare, lungimea lor este egală cu lungimea unui lanț. Lungimea fiecărei nucleotide este de 0,34 nm, prin urmare:
12 ntd x 0,34 = 4,08 nm.
Problema 3. Greutatea moleculară a proteinei X este de 50.000 daltoni (50 kDa). Determinați lungimea genei corespunzătoare.
Notă. Greutatea moleculară medie a unui aminoacid poate fi luată ca 100 Da și o nucleotidă ca 345 Da.
Proteina X constă din 50 000. 100 = 500 aminoacizi.
Unul dintre lanțurile genei care codifică proteina X ar trebui să fie format din 500 tripleți sau 500 x 3 = 1500 ntd.
Lungimea unui astfel de lanț ADN este de 1500 x 0,34 nm = 510 nm. Aceasta este, de asemenea, lungimea genei (o regiune dublu-catenară a ADN-ului).
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: