Конкурс «Загадки молекулярной биологии»



жүктеу/скачать 93.5 Kb.
Дата25.06.2016
өлшемі93.5 Kb.
#158036
түріКонкурс
VII Всероссийский конкурс

«Загадки молекулярной биологии»
Одна из лучших работ участников конкурса:
Школина Татьяна, МБОУ "Кортузская СОШ", с. Кортуз, Красноярский край
Задание №1.

Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов: –ЦГТ–ТГГ–ГЦТ–АГГ–ЦТТ–.


Вопросы:

  1. Определите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте?

  2. Определите аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет соответствует антикодону тРНК?

  3. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

Дано:

Решение:

Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов: –ЦГТ–ТГГ–ГЦТ–АГГ–ЦТТ–.



  1. По фрагменту молекулы ДНК , определяем нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте.
    ДНК:–ЦГТ–ТГГ–ГЦТ–АГГ–ЦТТ–
    тРНК:: –ГЦА–АЦЦ–ЦГА–УЦЦ–ГАА–

  2. Определяем аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет соответствует антикодону тРНК.
    иРНК:–ЦГУ–УГГ–ГЦУ–АГГ–ЦУУ–
    третий треплет –ГЦУ–аланин.

  3. Нуклеотидная последовательность антикодона тРНК – ЦГА, что соответствует кодону иРНК – ГЦУ по правилу комплементарности.


2 вариант решения с учетом штрих концов:

  1. По фрагменту молекулы ДНК , определяем нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте.

ДНК: 3'–ЦГТ–ТГГ–ГЦТ–АГГ–ЦТТ–5',

тРНК: 5'–ГЦА–АЦЦ–ЦГА–УЦЦ–ГАА–3'. На ДНК с 3' конца строится тРНК с 5' – конца:



  1. Определяем аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет соответствует антикодону тРНК. -ЦГА-
    определяем иРНК: 5'–УЦГ–3', аминокислота серин.




Найти:

  1. Нуклеотидную последовательность участка тРНК.

  2. Аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет соответствует антикодону тРНК.

Ответ:

  1. Нуклеотидная последовательность участка тРНК: –ГЦА–АЦЦ–ЦГА–УЦЦ–ГАА–

  2. Аминокислота, которую будет переносить тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет соответствует кодону иРНК: –ГЦУ– аланин.


Ответ (2 вариант с учетом штрих концов):

1. Нуклеотидная последовательность участка тРНК: 5'–ГЦА–АЦЦ–ЦГА–УЦЦ–ГАА–3'.

2. Аминокислота, которую будет переносить тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет соответствует кодону иРНК: 5'–УЦГ–3', аминокислота серин.



Ответ:

1. Нуклеотидная последовательность участка тРНК: –ГЦА–АЦЦ–ЦГА–УЦЦ–ГАА–

2. Аминокислота, которую будет переносить тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет соответствует кодону иРНК: –ГЦУ– аланин.
Ответ (2 вариант с учетом штрих концов):

1. Нуклеотидная последовательность участка тРНК: 5'–ГЦА–АЦЦ–ЦГА–УЦЦ–ГАА–3'

2. Аминокислота, которую будет переносить тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет соответствует кодону иРНК: 5'–УЦГ–3', аминокислота серин.

Задание №2.

В кодовом триплете –ГАА– молекулы ДНК (с которой синтезируются тРНК в процессе транскрипции) закодирован антикодон тРНК.



Вопросы:

  1. Определите нуклеотидную последовательность антикодона тРНК;

  2. Определите аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка.

  3. В процессе определения аминокислоты обратите внимание на специфику реальных механизмов транскрипции и трансляции и учтите её при решении задачи.




Дано:

Решение:

Кодовый триплет–ГАА– молекулы ДНК.

  1. ДНК: –ГАА–
    антикодон на тРНК: –ЦУУ–
    кодон на иРНК: –ГАА–

  2. Аминокислота , соответствующая кодону иРНК ГАА – глутаминовая кислота.


2 вариант решения с учетом штрих концов:

  1. ДНК: 3'–ГАА–5', следовательно,

антикодон на тРНК: 5'–ЦУУ–3', следовательно

кодон на иРНК: 5'–ААГ–3'



  1. Аминокислота , соответствующая кодону иРНК

-ААГ –лизин

Найти:

  1. Нуклеотидную последовательность антикодона тРНК.

  2. Аминокислоту тРНК

Ответ:

  1. Нуклеотидную последовательность антикодона тРНК: ЦУУ.

  2. Аминокислота, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка: ГАА – глутаминовая кислота.

Ответ (2 вариант с учетом штрих концов):

  1. ДНК: 3'–ГАА–5'

антикодон на тРНК: 5'–ЦУУ–3', кодон на иРНК: 5'–ААГ–3'

  1. Аминокислота , соответствующая кодону иРНК -ААГ–, лизин


Ответ:

1. Нуклеотидную последовательность антикодона тРНК: ЦУУ.

2. Аминокислота, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка: ГАА – глутаминовая кислота.
Ответ (2 вариант с учетом штрих концов):


  1. ДНК: 3'–ГАА–5' , антикодон на тРНК: 5'–ЦУУ–3' , кодон на иРНК: 5'–ААГ–3'

  2. Аминокислота , соответствующая кодону иРНК -ААГ –лизин



Задание №3.

Известно, что фрагмент кодирующей цепи ДНК гена лабораторной белой мыши содержит 1800 нуклеотидов. Из них 600 приходятся на интроны. Экзоны данного фрагмента гена содержат 300 адениловых нуклеотидов, 200 тимидиловых нуклеотидов, 100 гуаниловых нуклеотидов.



Вопросы:

  1. Определите длину данного фрагмента молекулы ДНК;

  2. Подсчитайте количество кодонов в зрелой и-РНК, соответствующей данному фрагменту молекулы ДНК;

  3. Вычислите процентное содержание нуклеотидов каждого вида в зрелой и-РНК;

  4. Определите количество аминокислот в соответствующем фрагменте молекулы белка.



Дано:

Решение:

Фрагмент кодирующей цепи ДНК гена лабораторной белой мыши содержит 1800 нуклеотидов.
600 интроны.
Экзоны: 300 адениловых нуклеотидов.
200 тимидиловых нуклеотидов.
100 гуаниловых нуклеотидов.

  1. L одного нуклеотида в цепи ДНК = 0,34нм.
    L фрагмента молекулы ДНК, состоящего из 1800 нуклеотидов , 1800 * 0,34 = 612 нм.

  2. В молекуле ДНК интроны – не кодирующие участки ДНК, которые при сплайсинге вырезаются.
    Экзоны – это кодирующие участки, они остаются в зрелой иРНК.
    Т. к. всего 1800 нуклеотидов, из них 600 нуклеотидов – это интроны, значит на экзоны приходится 1200 нуклеотидов. Один кодон или триплет состоит из трех нуклеотидов, значит, чтобы узнать количество кодонов, надо 1200/3=400 кодонов или триплетов, содержит зрелая иРНК.

  3. Т. к. всего 1800 нуклеотидов и из них 600 приходится на интроны, значит в зрелой иРНК будет содержатся 1200 нуклеотидов. Зрелая иРНК образуется в процессе сплайсинга при сшивании только экзонов (кодирующих участков).

В ДНК: из 1200 нуклеотидов 300 приходится на адениловые, 200 на тимидиловые, 100 на гуаниловые, а оставшиеся 600 приходятся на цитидиловые.
Чтобы вычислить процентное соотношение нуклеотидов в иРНК, воспользуемся пропорциями:

· Вычисляем процент урациловых

1200-100%
300У-Х%

300*100%/1200=25% на урациловые.

· Вычисляем процент адениловых

1200-100%


200А-Х%

200*100%/1200==17% на адениловые.

· Вычисляем процент цитидиловых

1200-100%


100Ц-Х%

100%*100/1200 = 8% на цитидиловые.

· Вычисляем процент гуаниловых

1200-100%


600Г-Х%

100%*600/1200 = 50% на гуаниловые

Итак, на У=25%, А=17%, Ц=8%, Г=50%


  1. Одну аминокислоту кодирует один триплет, было выяснено, что в данном фрагменте зрелой иРНК содержится 400 триплетов, следовательно , 400 аминокислот кодирует данный фрагмент.


2 вариант решения с учетом того, что: 1 цепь- это кодирующая ДНК, строим 2 цепь- это матричная ДНК- с нее строим иРНК: следовательно меняем А на Т затем на У и т.д.

Чтобы вычислить процентное соотношение нуклеотидов в иРНК, воспользуемся пропорциями:

· Вычисляем процент адениловых (А-Т-А)

1200-100%

300А-Х%

300*100%/1200=25% на адениловые.



· Вычисляем процент урациловых (Т-А-У)

1200-100%

200У-Х%

200*100%/1200==17% на урациловые.



· Вычисляем процент гуаниловых (Г-Ц-Г)

1200-100%

100Г-Х%

100%*100/1200 = 8% на гуаниловые.



· Вычисляем процент цитидиловых (Ц-Г-Ц)

1200-100%

600Ц-Х%

100%*600/1200 = 50% на цитидиловые



Итак, на А=25%, У=17%, Г=8%, Ц=50%

Длина фрагмента ДНК, количество кодонов в иРНК и количество аминокислот в белке останутся как в 1 решении.

Найти:

  1. L данного фрагмента молекулы ДНК.

  2. Количество кодонов в зрелой и-РНК.

  3. Процентное содержание нуклеотидов каждого вида в зрелой и-РНК.

  4. Количество аминокислот в соответствующем фрагменте молекулы белка.

Ответ:1. L данного фрагмента молекулы ДНК = 612 нм.
2. Количество кодонов в зрелой и-РНК = 400.
3. Процентное содержание нуклеотидов каждого вида в зрелой и-РНК:

У=25%, А=17%, Ц=8%, Г=50%


4. Количество аминокислот в соответствующем фрагменте молекулы белка = 400 аминокислот.
2 вариант ответа с учетом того, что: 1 цепь- это кодирующая ДНК, строим 2 цепь- это матричная ДНК- с нее строим иРНК:

1. L данного фрагмента молекулы ДНК = 612 нм.

2. Количество кодонов в зрелой и-РНК = 400.

3. Процентное содержание нуклеотидов каждого вида в зрелой и-РНК: А=25%, У=17%, Г=8%, Ц=50%


Ответ:

  1. L данного фрагмента молекулы ДНК = 612 нм.

  2. Количество кодонов в зрелой и-РНК = 400.

  3. Процентное содержание нуклеотидов каждого вида в зрелой и-РНК: У=25%, А=17%, Ц=8%, Г=50%

  4. Количество аминокислот в соответствующем фрагменте молекулы белка = 400 аминокислот.

2 вариант ответа с учетом того, что: 1 цепь- это кодирующая ДНК, строим 2 цепь- это матричная ДНК- с нее строим иРНК:

1. L данного фрагмента молекулы ДНК = 612 нм.

2. Количество кодонов в зрелой и-РНК = 400.

3. Процентное содержание нуклеотидов каждого вида в зрелой и-РНК: А=25%, У=17%, Г=8%, Ц=50%


Задание №4.

Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется центральный участок одной из функциональных петель рРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов: –АТГ–ГЦЦ–ЦАА–АЦГ–ГЦТ–.



Вопросы:

  1. Определите нуклеотидную последовательность участка рРНК, который синтезируется на данном фрагменте?

  2. Если это возможно, то определите аминокислоту(-ы), которая будет соответствовать данной нуклеотидной последовательности?

  3. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода, если в этом есть необходимость.




Дано:

Решение:

Фрагмент молекулы ДНК.

  1. Зная ДНК: –АТГ–ГЦЦ–ЦАА–АЦГ–ГЦТ– строим
    рРНК: –УАЦ–ЦГГ–ГУУ–УГЦ–ЦГА–

  2. Белок можно определить непосредственно только по иРНК, пользуясь таблицей генетического когда.

Найти:

  1. Нуклеотидную последовательность участка рРНК.

  2. Определить аминокислоту.

Ответ:

1. Нуклеотидная последовательность участка рРНК: –УАЦ–ЦГГ–ГУУ–УГЦ–ЦГА–

2. Белок можно определить непосредственно только по иРНК, пользуясь таблицей генетического когда.

Ответ:


1. Нуклеотидная последовательность участка рРНК: –УАЦ–ЦГГ–ГУУ–УГЦ–ЦГА–

2. Белок можно определить непосредственно только по иРНК, пользуясь таблицей генетического когда.


Задание №5.

Общая масса молекул ДНК в 32 хромосомах ядра тетраплоидной соматической клетки высокопродуктивной сельскохозяйственной культуры составляет 8∙10−9 мг.


Вопросы:

  1. Определите, чему будет равна масса всех молекул ДНК в ядрах в конце интерфазы?

  2. Определите, чему будет равна масса всех молекул ДНК в ядрах в конце телофазы мейоза I?

  3. Определите, чему будет равна масса всех молекул ДНК в ядрах в конце телофазы мейоза II?

  4. Ответ поясните.

Дано:

Решение:

масса молекул ДНК в 32 хромосомахсоставляет 8∙10−9 мг.

  1. Масса молекул ДНК в конце интерфазы: 2 * 8∙10−9= 16∙10−9мг.(за счет удвоения молекул ДНК)

  2. Масса всех молекул ДНК в ядрах в конце телофазы мейоза I: 2 * 8∙10−9 мг (в конце телофазы I, образуются две клетки с набором 2n.)

  3. Масса всех молекул ДНК в ядрах в конце телофазы мейоза II: 4 * 4∙10−9 мг. (за счёт расхождения хроматид и образования четырёх гаплоидных клеток)

Найти:

  1. Массу всех молекул ДНК в ядрах в конце интерфазы.

  2. Массу всех молекул ДНК в ядрах в конце телофазы мейоза I.

  3. Массу всех молекул ДНК в ядрах в конце телофазы мейоза II.

Ответ:

  1. Масса молекул ДНК в конце интерфазы: 2 * 8∙10−9= 16∙10−9мг.(за счет удвоения молекул ДНК)

  2. Масса всех молекул ДНК в ядрах в конце телофазы мейоза I: 2 * 8∙10−9 мг. (в конце телофазы I, образуются две клетки с набором 2n.)

  3. Масса всех молекул ДНК в ядрах в конце телофазы мейоза II: 4 * 4∙10−9 мг. (за счёт расхождения хроматид и образования четырёх гаплоидных клеток)

Ответ:


  1. Масса молекул ДНК в конце интерфазы: 2 * 8∙10−9= 16∙10−9мг.(за счет удвоения молекул ДНК)

  2. Масса всех молекул ДНК в ядрах в конце телофазы мейоза I: 2 * 8∙10−9 мг. (в конце телофазы I, образуются две клетки с набором 2n.)

  3. Масса всех молекул ДНК в ядрах в конце телофазы мейоза II: 4 * 4∙10−9 мг. (за счёт расхождения хроматид и образования четырёх гаплоидных клеток)

жүктеу/скачать 93.5 Kb.

Достарыңызбен бөлісу:



©dereksiz.org 2024
әкімшілігінің қараңыз
    Басты бет