Известно, что все виды РНК синтезируются на матрице ДНК. Фрагмент гена ДНК содержит следующую последовательность:
5' − ТАГЦТЦГТАЦГЦАТА − 3'
3' − АТЦГАГЦАТГЦГТАТ − 5'.
Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, которая синтезируется на данном фрагменте, обозначьте 5' и 3' концы этого фрагмента и определите аминокислоту, которую будет переносить данная тРНК, если третий триплет приведённого фрагмента является антикодоном? Обоснуйте последовательность Ваших действий. 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. По принципу комплементарности на основе матричной цепи ДНК определяем последовательность тРНК: 5' − УАГЦУЦГУАЦГЦАУА − 3'.
2. Нуклеотидная последовательность антикодона ГУА (третий триплет) соответствует триплет иРНК: УАЦ.
Примечание.
Кодон иРНК записан в ориентации от 5' конца к 3' концу. Кодон иРНК соответствует третьему триплету тРНК 5’- ГУА-3’ , поэтому для нахождения иРНК сначала производим запись в обратном порядке от 3’ → к 5’ и получаем 3’-АУГ-5’, тогда иРНК в направлении 5'→ 3' будет УАЦ.
3. По таблице генетического кода этому кодону иРНК соответствует аминокислота Тир, которую будет переносить данная тРНК.
Пояснение к строению ДНК в условии.
Двойная спираль ДНК. Две антипараллельные (5’- конец одной цепи располагается напротив 3’- конца другой) комплементарные цепи полинуклеотидов, соединенной водородными связями в парах А-Т и Г-Ц, образуют двухцепочечную молекулу ДНК.
Смысловая (кодирующая) цепь ДНК — Последовательность нуклеотидов в цепи кодирует наследственную информацию.
Транскрибируемая (антисмысловая/матричная) цепь по сути является копией смысловой цепи ДНК. Служит матрицей для синтеза иРНК (информацию о первичной структуре белка), тРНК, рРНК, регуляторной РНК.
Примечание.
В данном типе заданий ключевыми словами являются: «все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице».
То есть нам необходимо найти именно тРНК — молекулы, состоящие из 70–90 нуклеотидов, которые свернуты определенным образом и напоминают по форме клеверный лист и переносят аминокислоты в биосинтезе белка. Синтезируются они на ДНК в определенных участках, которые видны под микроскопом в виде ядрышек.
Поэтому, сначала на ДНК по принципу комплементарности определяем участок тРНК (так же как мы это делали при определении иРНК).
Затем находим тот триплет, который является центральным, именно его по принципу комплементарности переводим в иРНК и только теперь по таблице генетического кода находим аминокислоту.