1. Де на молекулярному рівні записана генетична інформація про всі властивості і ознаки організму?
2. Характеристика первинної, вторинної і третинної структури ДНК.
3. Характеристика рРНК, тРНК, іРНК.
4. Суть реплікації, репарації, транскрипції, трансляції, рекомбінації.
5. Генетичний код і його властивості.
6. Розв’язання задач з молекулярних основ спадковості.
3. Опрацювати задачі.
Задача 1. Молекула ДНК розпалася на два ланцюги. Один має таку будову:
ТАГАЦТГГТАЦАЦТГГГТГАГГГ……
Яку будову має другий ланцюг?
Задача 2. Ділянка гена має таку будову:
ЦГГЦГЦТЦААААТЦГ…
Яку послідовність нуклеотидів матиме і-РНК, що синтезуватиметься на цьому ланцюгу?
Задача 3. Визначте послідовність амінокислот, якщо вони закодовані такою послідовністю нуклеотидів ДНК:
ТЦТЦЦЦАААГАТГГЦ…?
Які зміни виникнуть у складі білка, якщо вилучити з ДНК перші два нуклеотиди? Другий і третій зліва нуклеотиди?
Задача 4. Які амінокислоти синтезуватимуться на і-РНК з таким змістом нуклеотидів:
УУУЦЦУУЦАААГГГАУГАГГУ?
Задача 5. Визначте антикодони тРНК, які беруть участь у синтезі білка, кодованого таким фрагментом ДНК: АЦГ–ГГТ–АТГ–АГА–ТЦА.
Ответы
Відповідь:
1.Генетична інформація зберігається на молекулярному рівні в ДНК, яка знаходиться у ядрі клітини багатьох організмів.
2.ДНК має лінійну полімерну структуру з нуклеотидів, що складаються з дезоксирибози, фосфату та одного з чотирьох типів азотистих основ: A, T, G та C. Вторинна структура - це подвійна спіралевидна структура, що складається з двох ланцюгів, які утворюють гелікальну структуру з елементами структурної організації, такими як групи основ, заліза-фосфатний каркас та водневі зв'язки. Третинна структура - це складніша структура, яка включає у себе тривимірне складання ДНК, що визначається взаємодією між амінокислотами на основі кодонів ДНК.
3.Різні види РНК відіграють різні ролі в синтезі білків. РРНК знаходиться в рибосомах і сприяє зчитуванню інформації з ДНК під час трансляції. ТРНК переносить амінокислоти до рибосоми для використання під час трансляції. ІРНК переносить інформацію з ДНК до рибосоми для синтезу білків.
4.Реплікація - копіювання ДНК під час клітинного ділення, репарація - відновлення пошкодженого ДНК, транскрипція - копіювання ДНК у вигляді РНК, трансляція - переклад РНК в білок, рекомбінація - обмін генетичним матеріалом під час мейозу.
5.Генетичний код - послідовність трьох нуклеотидів, які визначають послідовність амінокислот в білку. Є універсальним для всіх організмів і складається з 64 тріплетів, з яких 61 кодують амінокислоти, а три є стоп-кодонами.
6.Задачі молекулярної генетики: визначення генотипу на основі фенотипу, виявлення генетичних захворювань та їх передача від батьків до потомства, розв'язання питань про генетичну спадковість. Використовуються різні методи, включаючи генетичні аналізи та ПЛР.
Задачі:
1.Ця задача вимагає знання правил комплементарності основ ДНК. За цими правилами, аденін (A) завжди парується з тимином (T), а гуанін (G) завжди парується з цитозином (C).
У даному ланцюзі нуклеотид збігається з нуклеотидом A - T - G - A - C - T - G - T - A - C - C - A - A - C - C - C - T - G - A - G - Г - Г - Г. Тому другий ланцюг повинен мати послідовність Т - А - С - Т - Г - А - С - А - Т - Г - Г - Т - Т - Г - Г - Г - А - С - Т - С - Ц - Ц - Ц.
2. У задачі нам потрібно визначити послідовність нуклеотидів і-РНК, яка синтезується на заданому ланцюзі ДНК. Для цього нам потрібно перекласти послідовність нуклеотидів в мРНК, використовуючи таблицю генетичного коду.
Отже, ми розпочинаємо з перекладу триплетів ДНК у відповідні амінокислоти, використовуючи таблицю генетичного коду. У даному випадку, послідовність нуклеотидів ЦГГЦГЦТЦААААТЦГ кодує для послідовності амінокислот Аргінін-Лейцин-Лейцин-Аспарагін, як показано у таблиці генетичного коду:
ЦГГ → Аргінін
ЦГЦ → Аргінін
ТЦА → Лейцин
ААА → Лізин
ТЦГ → Серин
Далі, ми перекладаємо ці амінокислоти в послідовність нуклеотидів у відповідну послідовність у і-РНК. Знову використовуючи таблицю генетичного коду, ми можемо отримати наступну послідовність нуклеотидів і-РНК:
Аргінін → CGU
Лейцин → UUA
Лізин → AAA
Серин → UCG
Таким чином, послідовність нуклеотидів і-РНК, яка синтезується на даному ланцюзі ДНК, буде CGUUUAAUCG.
3. Для того, щоб визначити послідовність амінокислот, необхідно спочатку перекласти послідовність нуклеотидів ДНК в послідовність нуклеотидів мРНК за допомогою генетичного коду. Потім за допомогою таблиці перекладу генетичного коду визначити послідовність амінокислот.
Для заданої послідовності нуклеотидів ДНК:
ТЦТЦЦЦАААГАТГГЦ...
спочатку необхідно перекласти його в послідовність нуклеотидів мРНК, замінивши Т на У (у РНК використовується урацил замість тиміну):
АГАААУКАЦЦГ...
Далі за таблицею перекладу генетичного коду можна визначити послідовність амінокислот:
АГА - аргінін,
ААУ - аспарагін,
КАЦ - лізин,
ЦГ - серин.
Отже, послідовність амінокислот для даної послідовності нуклеотидів ДНК буде: аргінін - аспарагін - лізин - серин.
4.Для вирішення цієї задачі потрібно скористатися таблицею генетичного коду. Кожні три нуклеотиди кодують одну конкретну амінокислоту.
УУУ - фенілаланін (Phe)
ЦЦУ - лейцин (Leu)
УЦА - серин (Ser)
ААА - лізин (Lys)
ГГГ - гліцин (Gly)
АУГ - метіонін (Met)
АГГ - аргінін (Arg)
УГА - стоп-кодон (STOP)
Отже, послідовність амінокислот, яку синтезує і-РНК, буде такою:
Phe-Leu-Ser-Lys-Gly-Met-Arg-STOP
Де STOP - стоп-кодон, який зупиняє синтез білка.
5.Для визначення антикодонів тРНК необхідно спочатку транскрибувати фрагмент ДНК у мРНК.
За правилами комплементарності основ, отримаємо таку послідовність мРНК: УГЦ–ЦЦА–УАЦ–УКУ.
Потім для кожного триплету нуклеотидів у мРНК знаходимо відповідний антикодон тРНК, згідно з генетичним кодом:
УГЦ (кодон метіоніну) відповідає антикодону тРНК АЦА.
ЦЦА (кодон глутаміну) відповідає антикодону тРНК ГУЦ.
УАЦ (кодон аспарагіну) відповідає антикодону тРНК АГУ.
УКУ (кодон серину) відповідає антикодону тРНК АКУ.
Отже, антикодони тРНК, які беруть участь у синтезі білка, кодованого фрагментом ДНК АЦГ–ГГТ–АТГ–АГА–ТЦА, будуть: АЦА, ГУЦ, АГУ та АКУ.
Пояснення: