help_outlineУсловие задачи
Решить задачи: А) Задача с заменой Это тот тип задач, в котором указано, что произошла замена одного нуклеотида (либо произошла точечная мутация) в таком случае мы при решении смотрим на варианты замены только 1 нуклеотида в триплете Исходный фрагмент молекулы ДНК имеет следующую последовательность: (верхняя цепь – смысловая, нижняя – транскрибируемая). 5’ – Г Ц Г Г Г Ц Т А Т Г А Т Ц Т Г – 3’ 3’ – Ц Г Ц Ц Ц Г А Т А Ц Т А Г А Ц – 5’ В результате замены одного нуклеотида в ДНК четвертая аминокислота во фрагмента 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 . При написании последовательностей Нуклеиновых кислот указывайте направление цепи. Б) В данном типе задач в отличие от предыдущего не сказано сколько заменилось нуклеотидов, поэтому здесь мы учитываем все возможные замены. Исходный фрагмент молекулы ДНК имеет следующую последовательность: (верхняя цепь – смысловая, нижняя – транскрибируемая). 5’ – Г Т Ц А Ц А Г Ц Г А Т Ц А А Т – 3’ 3’ – Ц А Г Т Г Т Ц Г Ц Т А Г Т Т А – 5’ Определите последовательность аминокислот во фрагмента полипептидной цепи и обоснуйте свой ответ. Какие изменения могли произойти в результате генной мутации во фрагмента молекулы ДНК , если вторая аминокислота в полипептиде заменилась на аминокислоту Про? Какое свойство генетического кода определяет возможность существования различных фрагментов мутированной молекулы ДНК? Ответ обоснуйте. Для решения задания используйте таблицу генетического кода. При написании последовательностей нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.
lightbulbКраткий ответ
В результате замены одного нуклеотида, кодон ГАУ мутировал в ГУУ, что привело к замене аминокислоты аспарагиновой кислоты (Асп) на валин (Вал).
Задача А
Решение:
1. По транскрибируемой цепи ДНК (нижняя цепь) находим последовательность иРНК по принципу комплементарности:
ДНК: 3’ – Ц Г Ц Ц Ц Г А Т А Ц Т А Г А Ц – 5’
иРНК: 5’ – Г Ц Г Г Г Ц У А У Г А У Ц У Г – 3’
2. Разделим иРНК на триплеты (кодоны) и определим четвертую аминокислоту до мутации:
1-й: ГЦГ, 2-й: ГГЦ, 3-й: УАУ, 4-й: ГАУ, 5-й: ЦУГ.
По таблице генетического кода кодону 5’ – ГАУ – 3’ соответствует аминокислота Асп (аспарагиновая кислота).
3. По условию, в результате замены одного нуклеотида четвертая аминокислота стала Вал (валин).
Аминокислоте Вал соответствуют кодоны: ГУУ, ГУЦ, ГУА, ГУГ.
Сравниваем исходный кодон ГАУ с возможными кодонами Вал:
Исходный: ГАУ
Варианты Вал: ГУУ, ГУЦ, ГУА, ГУГ.
Замена одного нуклеотида возможна только в случае перехода ГАУ в ГУУ.
4. Изменения в молекулах:
В иРНК в четвертом кодоне нуклеотид А заменился на У (5’ – ГАУ – 3’ перешел в 5’ – ГУУ – 3’).
В смысловой цепи ДНК в четвертом триплете нуклеотид А заменился на Т (5’ – ГАТ – 3’ перешел в 5’ – ГТТ – 3’).
В транскрибируемой цепи ДНК в четвертом триплете нуклеотид Т заменился на А (3’ – ЦТА – 5’ перешел в 3’ – ЦАА – 5’).
5. Свойство генетического кода:
Данное свойство называется универсальность. Это означает, что генетический код един для всех живых организмов на Земле (от бактерий до человека), что свидетельствует о единстве происхождения жизни.
Задача Б
Решение:
1. Находим последовательность иРНК по транскрибируемой цепи ДНК (нижняя цепь):
ДНК: 3’ – Ц А Г Т Г Т Ц Г Ц Т А Г Т Т А – 5’
иРНК: 5’ – Г У Ц А Ц А Г Ц Г А У Ц А А У – 3’
2. Определяем последовательность аминокислот в полипептиде по таблице генетического кода:
Кодон 1: ГУЦ — Вал
Кодон 2: АЦА — Тре
Кодон 3: ГЦГ — Ала
Кодон 4: АУЦ — Иле
Кодон 5: ААУ — Асн
Последовательность: Вал-Тре-Ала-Иле-Асн.
3. Вторая аминокислота Тре (кодон 5’ – АЦА – 3’) заменилась на Про (пролин).
Аминокислоте Про соответствуют кодоны: ЦЦУ, ЦЦЦ, ЦЦА, ЦЦГ.
Следовательно, в иРНК второй кодон 5’ – АЦА – 3’ мог замениться на любой из четырех: 5’ – ЦЦУ – 3’, 5’ – ЦЦЦ – 3’, 5’ – ЦЦА – 3’, 5’ – ЦЦГ – 3’.
4. Изменения в ДНК (второй триплет):
В смысловой цепи ДНК триплет 5’ – АЦА – 3’ мог замениться на 5’ – ЦЦТ – 3’, 5’ – ЦЦЦ – 3’, 5’ – ЦЦА – 3’ или 5’ – ЦЦГ – 3’.
В транскрибируемой цепи ДНК триплет 3’ – ТГТ – 5’ мог замениться на 3’ – ГГА – 5’, 3’ – ГГГ – 5’, 3’ – ГГТ – 5’ или 3’ – ГГЦ – 5’.
5. Свойство генетического кода:
Возможность существования разных вариантов мутировавшей ДНК для одной и той же аминокислоты Про обусловлена избыточностью (вырожденностью) генетического кода. Это свойство означает, что одна аминокислота может кодироваться более чем одним триплетом (в данном случае четырьмя разными кодонами).
