genetica (842698), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Необходимо учесть при этомособенности молекулярной структуры гена прокариот и эукариот.У эукариот структура белка зашифрована только в экзонных участках гена.• Зная первичную структуру белка, можно расшифровать строение участка ДНК, кодирующего этот белок, и наоборот. При этомиспользуя принцип комплементарности азотистых оснований и триплетность генетического кода. Кроме того, необходимо учитыватьсвойство вырожденности генетического кода, то есть одну аминокислоту может кодировать несколько кодонов. Для решения задачи нужно выбрать один (любой) триплет нуклеотидов.• Определяя длину гена, количество нуклеотидов в гене умножаемна длину одного нуклеотида (данная величина постоянная – 0,34 нмили 3,4 А°).• Задачи на генные мутации решают дважды: сначала определяютструктуру белка до изменения структуры гена, затем – после.7Таблица 1Биохимический код наследственностиПервыйнуклеотидЦГУАВторой нуклеотидЦГУаргининЦУЦЦУГ лейцинЦУУЦУАглицинГУЦГУГГУУГУААЦЦЦЦЦГ пролинЦЦАЦЦУЦГЦЦГГЦГАЦГУГЦЦГЦГ аланинГЦУГЦАГГЦГГГГГУГГАУЦЦУЦГ серинУЦУУЦАУГЦ цистеинУГУУГГ – триптофанУГА - - - - - -УУЦ фенилУУУ аланинУУАлейцинУУГУАЦ тироУАУ зинУАГ - - - УАА - - - -АЦЦАЦГ треонинАЦУАЦААГЦ серинАГУАГГ аргининАГААУЦизолейАУУ цинАУААУГ – метионинААЦ аспаААУ рагинААГлизинАААвалинЦАЦЦАУЦАГЦААгистидинглутаминГАЦ аспарагиГАУ новая к-таГАГ глутамиГАА новая к-таПримеры решения задачЗадача 1.Участок гена имеет следующее строение: ЦГГ ЦГЦ ТЦА АААТЦГ.
Определите последовательность аминокислот в полипептиде,зашифрованном в данном гене.Решение:Кодогенная цепь ДНК: 5´ ЦГГ ЦГЦ ТЦА ААА ТЦГ 3´Матричная цепь ДНК: 3´ ГЦЦ ГЦГ АГТ ТТТ АГЦ 5´и-РНК: 5´ ЦГГ ЦГЦ УЦА ААА УЦГ 3´Белок: аргинин – аргинин – серин – лизин – серинОтвет. Белок: аргинин – аргинин - серин – лизин – серин.8Задача 2.Отрезок молекулы ДНК, определяющий первичную структурубелка, содержит следующую последовательность нуклеотидов:ЦГА ААТ ТАЦ ГЦА ЦГГ. Определите последовательность нуклеотидов на и-РНК, число т-РНК, участвующих в биосинтезе белка, и нуклеотидный состав их антикодонов. Объясните полученные результаты.Решение:1) Определяем последовательность нуклеотидов матричной цепочки ДНК по принципу комплементарности:Кодогенная цепь 5´ ДНК: ЦГА ААТ ТАЦ ГЦА ЦГГМатричная цепь 3´ ДНК: ГЦТ ТТА АТГ ЦГТ ГЦЦ2) На матричной цепочке ДНК синтезируется и-РНК, состав еенуклеотидов:Матричная цепь ДНК: ГЦТ ТТА АТГ ЦГТ ГЦЦи-РНК: ЦГА ААУ УАЦ ГЦА ЦГГ3) т-РНК может присоединять только одну аминокислоту.
Антикодон т-РНК комплементарен кодону и-РНК, следовательно, числот-РНК равно 5; последовательность нуклеотидов в антикодонах: ГЦУУУА АУГ ЦГУ ГЦЦ.Задача 3.Цепочка аминокислот белка рибонуклеазы имеет следующий состав:лизин–глутамин–треонин–аланин–аланин–аланин–лизин. Определитепоследовательность нуклеотидов участка ДНК, кодирующего данныйА+Тбелок и соотношение Г + Ц (коэффициент специфичности ДНК).Решение:Белок: лизин–глутамин–треонин–аланин–аланин–аланин–лизини-РНК:ААГ ЦАГ АЦУ ГЦУ ГЦУ ГЦУ ААГДНК:ТТЦ ГТЦ ТГА ЦГА ЦГА ЦГА ТТЦ| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |ААГ ЦАГ АЦТ ГЦТ ГЦТ ГЦТ ААГА+Т10 + 10 20Г + Ц = 11 + 11 = 22 = 0,9.Ответ.
ДНК:ТТЦ ГТЦ ТГА ЦГА ЦГА ЦГА ТТЦ| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |ААГ ЦАГ АЦТ ГЦТ ГЦТ ГЦТ ААГ9А+Т= 0,9.Г+ЦЗадача 4.Как отразится на строении белка удаление из участка молекулыДНК: ТЦТ ЦЦЦ ААА ААГ АТА пятого нуклеотида?Решение:В норме:Кодогенная цепь ДНК: ТЦТ ЦЦЦ ААА ААГ АТАМатричная цепь ДНК: АГА ГГГ ТТТ ТТЦТАТи-РНК: УГУ ЦЦЦ ААА ААГ АУАБелок: цистеин – пролин – лизин – лизин – изолейцинДНК: ТЦТ ЦЦЦ ААА ААГ АТАПосле изменения:Кодогенная цепь ДНК: ТЦТ ЦЦА ААА АГА ТАМатричная цепь ДНК: АГА ГГТ ТТТ ТЦТ АТи-РНК: УЦУ ЦЦА ААА АГА УАБелок: серин – пролин – лизин – аргининОтвет.
В норме белок: цистеин – пролин – лизин – лизин – изолейцин.После мутации белок имеет состав: серин – пролин – лизин –аргинин.Задача 5.Ген, имеющий длину 342,72 нм, кодирует белок, состоящий из 136аминокислот. Сколько нуклеотидов приходится на некодирующуюзону гена? Длина одного нуклеотида составляет 0,34 нм.Решение:1. 136 ⋅ 3 = 408 (количество нуклеотидов в кодирующей зоне).Используем свойство триплетности генетического кода.2. 408 ⋅ 0,34 = 138,72 нм (длина кодирующей части гена).3.
342,72 – 138,72 = 204 нм (длина некодирующей части гена).4. 204 : 0,34 = 600 (количество нуклеотидов в некодирующей частигена).Ответ. 600 нуклеотидов в некодирующей зоне.10Задачи для самостоятельного решения1. Одна из цепочек молекулы ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: АГТ АЦЦ ГАТ АЦТ ЦГА ТТТ АЦГ ...
Какуюпоследовательность нуклеотидов имеет вторая цепочка этой же молекулы?2. Участок гена имеет следующее строение: ЦГГ ЦГЦ ТЦА АААТЦГ. Укажите строение соответствующего участка белка, информация о котором содержится в данном гене.3. Полипептид состоит из следующих аминокислот: валин–аланин–глицин–лизин–триптофан–валин–серин–глутаминовая кислота. Определите структуру участка ДНК, кодирующего данный белок.4.
Полипептид состоит из следующих аминокислот: аланин–цистеин–гистидин–лейцин–метионин–тирозин. Определите структуру участка ДНК, кодирующего белок и коэффициент специфичностиДНК.5. Определите продукты транскрипции и трансляции участка молекулы одной цепи ДНК следующего нуклеотидного состава:…А А Т Т Т Ц А Г Т А Т Г Г Ц Г А Ц Г.6. В аминоацильном участке рибосомы с кодонами и-РНК последовательно связывались т-РНК, имеющие следующие антикодоны: ААУ,АУА, ГУА, ЦЦУ. Из каких аминокислот был синтезирован пептид?7.
Как изменится структура белка, если из кодирующего его участка ДНК: ААТ АЦА ТТТ ААА ГТЦ удалить пятый и десятый слевануклеотиды?8. Участок молекулы ДНК, кодирующий полипептид, имеет в норме следующий порядок азотистых оснований: ААА АЦЦ ААА АТАЦТГ АТА ЦАА. Во время репликации изменилась рамка считывания врезультате удвоения третьего слева нуклеотида. Как отразится даннаямутация на строении белка?9. В одной молекуле ДНК нуклеотиды с гуанином (Г) составляют13 % от общего числа нуклеотидов. Определите количество (в процентах) нуклеотидов с цитозином (Ц), аденином (А), тимином (Т) вотдельности в молекуле ДНК и объясните полученные результаты.10.
Химическое исследование показало, что 30 % общего числануклеотидов в молекуле и-РНК приходится на урацил, 26 % – на ци11тозин и 24 % – на аденин. Что можно сказать о нуклеотидном составесоответствующего участка двухцепочечной ДНК, «слепком» с которого является исследованная РНК?11. Белок рибонуклеазы имеет следующее начало аминокислот:лизин–глутамин–треонин–аланин–аланин–аланин–лизин.
ОпределиА+Тте количественные соотношения Г + Ц в соответствующей цепиДНК.12. Молекулярная масса белка А равна 50 000. Определите длинусоответствующего гена, зная при этом, что молекулярный вес однойаминокислоты равен в среднем 100, а расстояние между двумя нуклеотидами в ДНК равно 0,34 нм.13. Нуклеиновая кислота фага имеет относительную массу порядка 107. Сколько (примерно) белков закодировано в ней, если принять,что типичный белок состоит в среднем из 400 мономеров, а молекулярная масса нуклеотида – около 300 Дальтон?14. Галактозный оперон кишечной палочки содержит блок из трехструктурных генов, которыми закодировано три белка.
Первый содержит 196, второй – 218, третий – 309 аминокислот. Длина оперонавместе с регуляторной частью – 1648 нм. Учитывая, что длина одногонуклеотида 0,34 нм, определите, сколько нуклеотидов в кодирующейзоне оперона? Какова длина этой зоны? Сколько нуклеотидов в регуляторной зоне, какова ее длина?15. Сколько аминокислот закодировано геном, состоящим из пятиэкзонов по 180 нуклеотидов и четырех интронов по 6000 нуклеотидов?Какова длина этого гена, если длина одного нуклеотида 0,34 нм?12Глава 2. Закономерности наследования признаков2.1. Основы формальной генетикиГ.
Мендель предположил о существовании единиц наследственности и назвал их наследственными задатками. В современном понимании наследственные задатки – это гены.Ген – это участок молекулы ДНК, содержащий информацию оструктуре одного белка, управляющего формированием какого-тоопределенного признака.Гибридологический метод – это анализ характера наследованияпризнаков с помощью системы скрещиваний, суть которого состоит вполучении гибридов и анализе их потомков в ряду поколений (анализрасщепления).Суть гибридологического метода:1. Родительские особи должны отличаться одним или несколькими признаками и должны быть чистыми линиями по изучаемымпризнакам, то есть гомозиготными.2. Должен осуществляться анализ потомков от каждой родительской пары в каждом поколении.3.
Закономерности результатов скрещиваний должны анализироваться статистически.Г. Мендель предложил систему записей скрещивания, которую используют до настоящего времени при решении генетических задач.Для того, чтобы правильно решить задачу, необходимо прежде всего внимательно прочитать и осмыслить ее условие. Чтобы определитьтип задачи, необходимо выяснить:• сколько пар признаков рассматривается в задаче;• сколько пар генов контролируют развитие признаков;• какие организмы (гомозиготные, гетерозиготные) скрещиваются;• каков тип скрещивания (прямое, возвратное, анализирующее и т.д.);• сцеплено или независимо наследуются гены, контролирующиеразвитие признаков;• связано ли наследование признака с половыми хромосомами;• сколько классов фенотипов (или генотипов) образуется в потомстве, полученном от скрещивания, их количественное соотношение.13Иногда в задаче требуется определить, какой из рассматриваемыхпризнаков является доминантным, а какой – рецессивным (доминантный признак всегда проявляется фенотипически, за исключениемнеполного доминирования).При решении задач не возникает затруднений с определением числа и типов гамет, образуемых организмом, если учитывать нижеследующее:1.
Соматические клетки – диплоидны, поэтому каждый ген представлен двумя аллелями гомологичной пары (по одной аллели вкаждой хромосоме).2. Гаметы всегда гаплоидны. Так как во время мейоза происходитравномерное распределение хромосом между образующимися гаметами, каждая гамета содержит только по одной хромосоме из каждой гомологичной пары.3. Так как каждая гамета получает только одну хромосому изкаждой гомологичной пары, она получает и одну аллель из каждойаллельной пары генов.4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
