Задача 4. Постройте фрагмент первичной структуры нуклеиновой кислоты. В одном из вариантов преднамеренно допущена ошибка, обнаружив её – исправьте!
1. ДНК: гуанин – цитозин – тимин – аденин.
Решение:
Первичная структура нуклеиновой кислоты – это последовательность нуклеотидов. Каждый нуклеотид состоит из азотистого основания, дезоксирибозы (для ДНК) или рибозы (для РНК) и остатка фосфорной кислоты.
В ДНК азотистые основания образуют комплементарные пары: аденин (А) с тимином (Т), гуанин (Г) с цитозином (Ц).
Нам дана последовательность азотистых оснований одной цепи ДНК: гуанин – цитозин – тимин – аденин.
Запишем эту последовательность в виде сокращений:
Г – Ц – Т – А
Теперь построим комплементарную цепь, используя правило комплементарности:
- Напротив гуанина (Г) всегда стоит цитозин (Ц).
- Напротив цитозина (Ц) всегда стоит гуанин (Г).
- Напротив тимина (Т) всегда стоит аденин (А).
- Напротив аденина (А) всегда стоит тимин (Т).
Таким образом, комплементарная цепь будет выглядеть так:
Ц – Г – А – Т
Теперь объединим обе цепи, чтобы показать фрагмент первичной структуры ДНК:
Цепь 1: Г – Ц – Т – А
Цепь 2: Ц – Г – А – Т
Обнаружение и исправление ошибки:
В условии задачи сказано, что в одном из вариантов преднамеренно допущена ошибка. Давайте внимательно посмотрим на предложенную последовательность: "гуанин – цитозин – тимин – аденин".
Эта последовательность сама по себе не содержит ошибки, если это просто перечисление нуклеотидов в одной цепи. Ошибка может быть допущена при построении комплементарной цепи, если бы нам был дан уже готовый "неправильный" вариант.
Однако, если предположить, что "вариант" – это сама предложенная последовательность, и в ней есть ошибка, то это может быть связано с тем, что в ДНК не может быть, например, урацила (У), который встречается в РНК. Но в данном случае все основания (гуанин, цитозин, тимин, аденин) являются характерными для ДНК.
Возможно, ошибка подразумевается в формулировке или в неявном предположении. Если бы, например, было написано "гуанин – цитозин – урацил – аденин", то "урацил" был бы ошибкой для ДНК, и его нужно было бы исправить на "тимин".
Поскольку в самой последовательности "гуанин – цитозин – тимин – аденин" для ДНК нет явной ошибки, и нет другого "варианта" для сравнения, я предполагаю, что задача подразумевает, что мы должны были бы найти ошибку, если бы нам дали, например, уже готовую комплементарную цепь с неверным нуклеотидом.
Предположим, что ошибка могла бы быть в следующем: если бы нам предложили такую последовательность для ДНК: "гуанин – цитозин – урацил – аденин".
В этом случае, ошибка – это "урацил", так как урацил (У) встречается в РНК, а в ДНК вместо него присутствует тимин (Т).
Исправление: "урацил" нужно заменить на "тимин".
Тогда правильная последовательность для ДНК была бы: гуанин – цитозин – тимин – аденин.
Окончательный ответ (с учетом возможной ошибки, если бы она была введена):
Если бы исходная последовательность была: Г – Ц – У – А (где У – урацил), то ошибка была бы в наличии урацила.
Исправленная последовательность для ДНК:
Цепь 1: Г – Ц – Т – А
Комплементарная цепь 2: Ц – Г – А – Т
Фрагмент первичной структуры ДНК:
\[ \begin{array}{c} \text{5'-Г-Ц-Т-А-3'} \\ \text{3'-Ц-Г-А-Т-5'} \end{array} \]