Исходный фрагмент молекулы ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь — смысловая, нижняя — транскрибируемая):
5’ − ГЦГГГЦТАТГАТЦТГ − 3’
3’ − ЦГЦЦЦГАТАЦТАГАЦ − 5’.
В результате замены одного нуклеотида в ДНК четвёртая аминокислота во фрагменте 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.
Генетический код (иРНК)
| Первое основание | Второе основание | Третье основание | |||
|---|---|---|---|---|---|
| У | Ц | А | Г | ||
| У | Фен Фен Лей Лей | Сер Сер Сер Сер | Тир Тир — — | Цис Цис — Три | У Ц А Г |
| Ц | Лей Лей Лей Лей | Про Про Про Про | Гис Гис Глн Глн | Арг Арг Арг Арг | У Ц А Г |
| А | Иле Иле Иле Мет | Тре Тре Тре Тре | Асн Асн Лиз Лиз | Сер Сер Арг Арг | У Ц А Г |
| Г | Вал Вал Вал Вал | Ала Ала Ала Ала | Асп Асп Глу Глу | Гли Гли Гли Гли | У Ц А Г |
Правила пользования таблицей
Первый нуклеотид в триплете берётся из левого вертикального ряда, второй — из верхнего горизонтального ряда и третий — из правого вертикального. Там, где пересекутся линии, идущие от всех трёх нуклеотидов, и находится искомая аминокислота.
1. Четвёртый триплет исходного фрагмента смысловой цепи ДНК — 5’-ГАТ-3’ (транскрибируемой цепи ДНК — 3’-ЦТА- 5’), определяем триплет иРНК: 5’-ГАУ-3’, по таблице генетического кода определяем, что он кодирует аминокислоту Асп.
2. Во фрагменте ДНК в четвёртом триплете смысловой цепи 5’-ГАТ-3’ нуклеотид А заменился на Т (в транскрибируемой цепи в триплете 3’-ЦТА- 5’ нуклеотид Т заменился на А), а в иРНК в четвёртом кодоне (5’-ГАУ-3’) нуклеотид А заменился на У (5’-ГУУ-3’).
3. Свойство генетического кода — универсальность.
Наличие в ответе множества триплетов считается ошибкой, так как в задании указано, что произошла замена одного нуклеотида.
Примечание. Алгоритм выполнения задания.
1. Четвёртый триплет исходного фрагмента смысловой цепи ДНК: 5'-ГАТ-3' (транскрибируемой цепи ДНК: 3’-ЦТА- 5’), определяем триплет иРНК: 5'-ГАУ-3', по таблице генетического кода определяем, что он кодирует аминокислоту Асп.
Триплет иРНК: 5'-ГАУ-3' нашли по принципу комплементарности на основе триплета транскрибируемой цепи ДНК 3’-ЦТА- 5’.
2. По условию сказано, что «четвёртая аминокислота во фрагменте полипептида заменилась на аминокислоту Вал». По таблице генетического кода находим, что аминокислота Вал кодируется четырьмя нуклеотидами: ГУУ, ГУЦ, ГУА, ГУГ.
НО в условии указано, что произошла замена одного нуклеотида! То есть в иРНК в четвёртом кодоне (5'-ГАУ-3') нуклеотид А заменился на У (5'-ГУУ-3').
В ответ: В иРНК в четвёртом кодоне (ГАУ) нуклеотид А заменился на У (ГУУ). Во фрагменте ДНК в четвёртом триплете смысловой цепи 5'-ГАТ-3' нуклеотид А заменился на Т (в транскрибируемой цепи в триплете 3’-ЦТА- 5’ нуклеотид Т заменился на А).
3. Свойство генетического кода — универсальность (код един для всех организмов живущих на Земле).