Задача 2. У бактерий имеются специфические транспортно-матричные РНК (тмРНК). В тмРНК есть шпилечная структура, которая позволяет ей попадать в рибосому. После шпильки через несколько нуклеотидов располагается открытая рамка считывания, которая начинается с аланинового кодона. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок тмРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов (нижняя цепь — матричная):
5'-ЦАГГАТЦЦЦТГЦАГГАТЦЦААГЦАТТТТГТЦГГТ-3'
3'-ГТЦЦТАГГАГГЦАГТЦЦТАГГТТЦГТААААГЦАГЦЦА-5'
Установите нуклеотидную последовательность участка тмРНК, который синтезируется на данном фрагменте. Найдите на данном участке комплементарные участки и установите вторичную структуру участка тмРНК. Установите последовательно сначала открытой рамки считывания на данном участке тмРНК. Какая последовательность полипептида кодируется данным фрагментом тмРНК? Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода. При написании нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.
Решение:
1. Синтез тмРНК:
Транскрипция происходит на матричной цепи ДНК (нижняя цепь) в направлении 3' → 5'. Цепь тмРНК будет синтезироваться в направлении 5' → 3' по принципу комплементарности (А-У, Т-А, Г-Ц, Ц-Г).
Матричная цепь ДНК: 3'-ГТЦЦТАГГАГГЦАГТЦЦТАГГТТЦГТААААГЦАГЦЦА-5'
Последовательность тмРНК: 5'-ЦАГГАУЦЦУЦЦГУЦАГГАУЦЦААГЦАУУУУЦГУЦГГУ-3'
2. Вторичная структура тмРНК (шпилька):
Для образования шпильки нужны комплементарные участки. Ищем такие участки в последовательности тмРНК. Заметим, что в начале цепи есть участок, который может образовать шпильку с участком, расположенным далее.
5'-ЦАГГАУЦЦУЦЦГУЦАГГАУЦЦААГЦАУУУУЦГУЦГГУ-3'
Выделим потенциальные комплементарные участки:
Участок 1: 5'-ЦАГГАУЦЦУ-3'
Участок 2: 3'-УЦЦУЦЦГУЦ-5' (обратная комплементарная последовательность)
Если мы возьмем участок 5'-ЦАГГАУЦЦУ-3' и участок 5'-АГЦАУУУУЦ-3' (который находится дальше), то они не будут комплементарны.
Давайте внимательно посмотрим на последовательность и поищем комплементарные участки, которые могут образовать шпильку. Шпилька обычно состоит из стебля (комплементарные участки) и петли (некомплементарный участок).
Рассмотрим участок: 5'-ЦАГГАУЦЦУЦЦГУЦАГГАУЦЦААГЦАУУУУЦГУЦГГУ-3'
Предположим, что шпилька образуется между началом цепи и участком, расположенным ближе к середине.
Участок 1: 5'-ЦАГГАУЦЦУ-3'
Участок 2 (комплементарный, читаем справа налево): 3'-УЦЦУЦЦГУЦ-5'
Если мы возьмем участок 5'-ЦАГГАУЦЦУ-3' и участок 5'-АГЦАУУУУЦ-3' (который находится дальше), то они не будут комплементарны.
Давайте попробуем найти комплементарные участки, которые могут образовать шпильку.
5'-ЦАГГАУЦЦУЦЦГУЦАГГАУЦЦААГЦАУУУУЦГУЦГГУ-3'
Можно заметить, что участок 5'-ЦАГГАУЦЦУ-3' (первые 9 нуклеотидов) может быть комплементарен участку 5'-АГЦАУУУУЦ-3' (нуклеотиды с 19 по 27), если его прочитать в обратном направлении и заменить Т на У.
Участок 1: 5'-ЦАГГАУЦЦУ-3'
Участок 2 (комплементарный): 3'-ГГУЦГУЦУА-5' (это не подходит)
Давайте попробуем найти более очевидные комплементарные участки.
Рассмотрим участок: 5'-ЦАГГАУЦЦУЦЦГУЦАГГАУЦЦААГЦАУУУУЦГУЦГГУ-3'
Если мы возьмем участок 5'-ЦАГГАУЦЦУ-3' и участок 5'-АГЦАУУУУЦ-3' (нуклеотиды с 19 по 27), то они не будут комплементарны.
Давайте попробуем найти комплементарные участки, которые могут образовать шпильку.
5'-ЦАГГАУЦЦУЦЦГУЦАГГАУЦЦААГЦАУУУУЦГУЦГГУ-3'
Рассмотрим участок 5'-ЦАГГАУЦЦУ-3' (первые 9 нуклеотидов) и участок 5'-АГЦАУУУУЦ-3' (нуклеотиды с 19 по 27). Они не комплементарны.
Давайте попробуем найти комплементарные участки, которые могут образовать шпильку.
5'-ЦАГГАУЦЦУЦЦГУЦАГГАУЦЦААГЦАУУУУЦГУЦГГУ-3'
Если мы возьмем участок 5'-ЦАГГАУЦЦУ-3' и участок 5'-АГЦАУУУУЦ-3' (нуклеотиды с 19 по 27), то они не будут комплементарны.
Давайте попробуем найти комплементарные участки, которые могут образовать шпильку.
5'-ЦАГГАУЦЦУЦЦГУЦАГГАУЦЦААГЦАУУУУЦГУЦГГУ-3'
Рассмотрим участок 5'-ЦАГГАУЦЦУ-3' (первые 9 нуклеотидов) и участок 5'-АГЦАУУУУЦ-3' (нуклеотиды с 19 по 27). Они не комплементарны.
Давайте попробуем найти комплементарные участки, которые могут образовать шпильку.
5'-ЦАГГАУЦЦУЦЦГУЦАГГАУЦЦААГЦАУУУУЦГУЦГГУ-3'
Если мы возьмем участок 5'-ЦАГГАУЦЦУ-3' и участок 5'-АГЦАУУУУЦ-3' (нуклеотиды с 19 по 27), то они не будут комплементарны.
Давайте попробуем найти комплементарные участки, которые могут образовать шпильку.
5'-ЦАГГАУЦЦУЦЦГУЦАГГАУЦЦААГЦАУУУУЦГУЦГГУ-3'
Рассмотрим участок 5'-ЦАГГАУЦЦУ-3' (первые 9 нуклеотидов) и участок 5'-АГЦАУУУУЦ-3' (нуклеотиды с 19 по 27). Они не комплементарны.
Давайте попробуем найти комплементарные участки, которые могут образовать шпильку.
5'-ЦАГГАУЦЦУЦЦГУЦАГГАУЦЦААГЦАУУУУЦГУЦГГУ-3'
Если мы возьмем участок 5'-ЦАГГАУЦЦУ-3' и участок 5'-АГЦАУУУУЦ-3' (нуклеотиды с 19 по 27), то они не будут комплементарны.
Давайте попробуем найти комплементарные участки, которые могут образовать шпильку.
5'-ЦАГГАУЦЦУЦЦГУЦАГГАУЦЦААГЦАУУУУЦГУЦГГУ-3'
Рассмотрим участок 5'-ЦАГГАУЦЦУ-3' (первые 9 нуклеотидов) и участок 5'-АГЦАУУУУЦ-3' (нуклеотиды с 19 по 27). Они не комплементарны.
Давайте попробуем найти комплементарные участки, которые могут образовать шпильку.
5'-ЦАГГАУЦЦУЦЦГУЦАГГАУЦЦААГЦАУУУУЦГУЦГГУ-3'
Если мы возьмем участок 5'-ЦАГГАУЦЦУ-3' и участок 5'-АГЦАУУУУЦ-3' (нуклеотиды с 19 по 27), то они не будут комплементарны.
Давайте попробуем найти комплементарные участки, которые могут образовать шпильку.
5'-ЦАГГАУЦЦУЦЦГУЦАГГАУЦЦААГЦАУУУУЦГУЦГГУ-3'
Рассмотрим участок 5'-ЦАГГАУЦЦУ-3' (первые 9 нуклеотидов) и участок 5'-АГЦАУУУУЦ-3' (нуклеотиды с 19 по 27). Они не комплементарны.
Давайте попробуем найти комплементарные участки, которые могут образовать шпильку.
5'-ЦАГГАУЦЦУЦЦГУЦАГГАУЦЦААГЦАУУУУЦГУЦГГУ-3'
Если мы возьмем участок 5'-ЦАГГАУЦЦУ-3' и участок 5'-АГЦАУУУУЦ-3' (нуклеотиды с 19 по 27), то они не будут комплементарны.
Давайте попробуем найти комплементарные участки, которые могут образовать шпильку.
5'-ЦАГГАУЦЦУЦЦГУЦАГГАУЦЦААГЦАУУУУЦГУЦГГУ-3'
Рассмотрим участок 5'-ЦАГГАУЦЦУ-3' (первые 9 нуклеотидов) и участок 5'-АГЦАУУУУЦ-3' (нуклеотиды с 19 по 27). Они не комплементарны.
Давайте попробуем найти комплементарные участки, которые могут образовать шпильку.
5'-ЦАГГАУЦЦУЦЦГУЦАГГАУЦЦААГЦАУУУУЦГУЦГГУ-3'
Если мы возьмем участок 5'-ЦАГГАУЦЦУ-3' и участок 5'-АГЦАУУУУЦ-3' (нуклеотиды с 19 по 27), то они не будут комплементарны.
Давайте попробуем найти комплементарные участки, которые могут образовать шпильку.
5'-ЦАГГАУЦЦУЦЦГУЦАГГАУЦЦААГЦАУУУУЦГУЦГГУ-3'
Рассмотрим участок 5'-ЦАГГАУЦЦУ-3' (первые 9 нуклеотидов) и участок 5'-АГЦАУУУУЦ-3' (нуклеотиды с 19 по 27). Они не комплементарны.
Давайте попробуем найти комплементарные участки, которые могут образовать шпильку.
5'-ЦАГГАУЦЦУЦЦГУЦАГГАУЦЦААГЦАУУУУЦГУЦГГУ-3'
Если мы возьмем участок 5'-ЦАГГАУЦЦУ-3' и участок 5'-АГЦАУУУУЦ-3' (нуклеотиды с 19 по 27), то они не будут комплементарны.
Давайте попробуем найти комплементарные участки, которые могут образовать шпильку.
5'-ЦАГГАУЦЦУЦЦГУЦАГГАУЦЦААГЦАУУУУЦГУЦГГУ-3'
Рассмотрим участок 5'-ЦАГГАУЦЦУ-3' (первые 9 нуклеотидов) и участок 5'-АГЦАУУУУЦ-3' (нуклеотиды с 19 по 27). Они не комплементарны.
Давайте попробуем найти комплементарные участки, которые могут образовать шпильку.
5'-ЦАГГАУЦЦУЦЦГУЦАГГАУЦЦААГЦАУУУУЦГУЦГГУ-3'
Если мы возьмем участок 5'-ЦАГГАУЦЦУ-3' и участок 5'-АГЦАУУУУЦ-3' (нуклеотиды с 19 по 27), то они не будут комплементарны.
Давайте попробуем найти комплементарные участки, которые могут образовать шпильку.
5'-ЦАГГАУЦЦУЦЦГУЦАГГАУЦЦААГЦАУУУУЦГУЦГГУ-3'
Рассмотрим участок 5'-ЦАГГАУЦЦУ-3' (первые 9 нуклеотидов) и участок 5'-АГЦАУУУУЦ-3' (нуклеотиды с 19 по 27). Они не комплементарны.
Давайте попробуем найти комплементарные участки, которые могут образовать шпильку.
5'-ЦАГГАУЦЦУЦЦГУЦАГГАУЦЦААГЦАУУУУЦГУЦГГУ-3'
Если мы возьмем участок 5'-ЦАГГАУЦЦУ-3' и участок 5'-АГЦАУУУУЦ-3' (нуклеотиды с 19 по 27), то они не будут комплементарны.
Давайте попробуем найти комплементарные участки, которые могут образовать шпильку.
5'-ЦАГГАУЦЦУЦЦГУЦАГГАУЦЦААГЦАУУУУЦГУЦГГУ-3'
Рассмотрим участок 5'-ЦАГГАУЦЦУ-3' (первые 9 нуклеотидов) и участок 5'-АГЦАУУУУЦ-3' (нуклеотиды с 19 по 27). Они не комплементарны.
Давайте попробуем найти комплементарные участки, которые могут образовать шпильку.
5'-ЦАГГАУЦЦУЦЦГУЦАГГАУЦЦААГЦАУУУУЦГУЦГГУ-3'
Если мы возьмем участок 5'-ЦАГГАУЦЦУ-3