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 третья аминокислота во фрагменте полипептида заменилась на аминокислоту Гис. 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. Третий триплет исходного фрагмента смысловой цепи ДНК — ТАТ (транскрибируемой цепи ДНК — АТА), определяем триплет иРНК: УАУ, по таблице генетического кода определяем, что он кодирует аминокислоту Тир.
2. Во фрагменте ДНК в третьем триплете смысловой цепи ТАТ нуклеотид Т заменился на Ц (в транскрибируемой цепи в триплете АТА нуклеотид А заменился на Г), а в иРНК в третьем кодоне (УАУ) нуклеотид У заменился на Ц (ЦАУ).
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. Третий триплет исходного фрагмента смысловой цепи ДНК: 5'-ТАТ-3' (транскрибируемой цепи ДНК: 5'-АТА-3'), определяем триплет иРНК: 5'-УАУ-3', по таблице генетического кода определяем, что он кодирует аминокислоту Тир.
!!! Триплет иРНК: 5'-УАУ-3' нашли по принципу комплементарности на основе триплета транскрибируемой цепи ДНК 3'-АТА-5'. Для нахождения иРНК сначала произведем запись триплета ДНК в обратном порядке от 3’ → к 5’ получим 3’-АТА- 5’.
2. По условию сказано, что «третья аминокислота во фрагменте полипептида заменилась на аминокислоту Гис». По таблице генетического кода находим, что аминокислота Гис кодируется двуми нуклеотидами: ЦАУ и ЦАЦ.
НО в условии указано, что произошла замена одного нуклеотида! т. е. в иРНК в третьем кодоне (5'-УАУ-3') нуклеотид У заменился на Ц (5'-ЦАУ-3').
В ответ: В иРНК в третьем кодоне (УАУ) нуклеотид У заменился на Ц (ЦАУ). Во фрагменте ДНК в третьем триплете смысловой цепи 5'-ТАТ-3' нуклеотид Т заменился на Ц (в транскрибируемой цепи в триплете 5'-АТА-3' нуклеотид А заменился на Г).
3. Свойство генетического кода — универсальность (код един для всех организмов живущих на Земле).