Схема ре­ше­ния за­да­чи вклю­ча­ет:

1. Нук­лео­тид­ная по­сле­до­ва­тель­ность участ­ка тРНК (верх­няя цепь по усло­вию смыс­ло­вая):

2. Нук­лео­тид­ная по­сле­до­ва­тель­ность ан­ти­ко­до­на УГА (по усло­вию тре­тий три­плет) со­от­вет­ству­ет ко­до­ну на иРНК УЦА;

3. По таб­ли­це ге­не­ти­че­ско­го кода этому ко­до­ну со­от­вет­ству­ет ами­но­кис­ло­та -Сер, ко­то­рую будет пе­ре­но­сить дан­ная тРНК.

При­ме­ча­ние.

1. По фраг­мен­ту мо­ле­ку­лы ДНК, опре­де­ля­ем нук­лео­тид­ную по­сле­до­ва­тель­ность участ­ка тРНК, ко­то­рый син­те­зи­ру­ет­ся на дан­ном фраг­мен­те.

На ДНК с 3' конца стро­ит­ся тРНК с 5' — конца.

2. Опре­де­ля­ем кодон иРНК, ко­то­рый будет ком­пле­мен­та­рен три­пле­ту тРНК в про­цес­се био­син­те­за белка.

Если тре­тий три­плет со­от­вет­ству­ет ан­ти­ко­до­ну тРНК 5’- УГА-3’ , для на­хож­де­ния иРНК сна­ча­ла про­из­ве­дем за­пись в об­рат­ном по­ряд­ке от 3’ → к 5’ по­лу­чим 3’-АГУ- 5’, опре­де­ля­ем иРНК: 5'–УЦА–3'.

3. По таб­ли­це ге­не­ти­че­ско­го кода ко­до­ну 5'-УЦА-3' со­от­вет­ству­ет ами­но­кис­ло­та -Сер, 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. Мо­ле­ку­ла ДНК спи­раль­но за­кру­че­на во­круг своей оси. На один виток ДНК при­хо­дит­ся при­бли­зи­тель­но 10 пар ос­но­ва­ний.

Смыс­ло­вая цепь ДНК — По­сле­до­ва­тель­ность нук­лео­ти­дов в цепи ко­ди­ру­ет на­след­ствен­ную ин­фор­ма­цию.

Транс­кри­би­ру­е­мая (ан­тисмыс­ло­вая) цепь по сути яв­ля­ет­ся ко­пи­ей смыс­ло­вой цепи ДНК. Слу­жит мат­ри­цей для син­те­за иРНК (ин­фор­ма­цию о пер­вич­ной струк­ту­ре белка), тРНК, рРНК, ре­гу­ля­тор­ной РНК.

1. По прин­ци­пу ком­пле­мен­тар­но­сти на­хо­дим цепь иРНК:

2. Ин­фор­ма­тив­ная часть на­чи­на­ет­ся с тре­тье­го нук­лео­ти­да Т на ДНК, так как кодон АУГ ко­ди­ру­ет ами­но­кис­ло­ту Мет.

3. По­сле­до­ва­тель­ность ами­но­кис­лот на­хо­дим по ко­до­нам иРНК в таб­ли­це ге­не­ти­че­ско­го кода:

При­ме­ча­ние. Ал­го­ритм вы­пол­не­ния за­да­ния.

1. По прин­ци­пу ком­пле­мен­тар­но­сти на ос­но­ве транс­кри­би­ру­е­мой цепи ДНК на­хо­дим цепь иРНК:

2. По усло­вию ска­за­но, что син­тез на­чи­на­ет­ся с ко­до­на, ко­то­рым за­ко­ди­ро­ва­на ами­но­кис­ло­та МЕТ, по таб­ли­це ге­не­ти­че­ско­го на­хо­дим три­плет иРНК, ко­то­рый ко­ди­ру­ет МЕТ: АУГ (5’ −АУГ− 3’)

По прин­ци­пу ком­пле­мен­тар­но­сти опре­де­ля­ем, что ин­фор­ма­тив­ная часть гена в транс­кри­би­ру­е­мой цепи ДНК будет на­чи­нать­ся с нук­лео­ти­да Т (три­плет 3’−ТАЦ−5’)

В ответ: Ин­фор­ма­тив­ная часть на­чи­на­ет­ся с тре­тье­го нук­лео­ти­да Т на ДНК, так как кодон АУГ ко­ди­ру­ет ами­но­кис­ло­ту Мет.

3. По­сле­до­ва­тель­ность ами­но­кис­лот на­хо­дим по ко­до­нам иРНК в таб­ли­це ге­не­ти­че­ско­го кода (на­чи­ная с три­пле­та АУГ, т.е. «от­ки­ды­ва­ем» два нук­лео­ти­да) :

1. По прин­ци­пу ком­пле­мен­тар­но­сти на­хо­дим цепь иРНК:

2. Ин­фор­ма­тив­ная часть гена на­чи­на­ет­ся с тре­тье­го нук­лео­ти­да Т на ДНК, так как кодон АУГ ко­ди­ру­ет ами­но­кис­ло­ту Мет.

3. По­сле­до­ва­тель­ность ами­но­кис­лот на­хо­дим по ко­до­нам иРНК в таб­ли­це ге­не­ти­че­ско­го кода:

При­ме­ча­ние. Ал­го­ритм вы­пол­не­ния за­да­ния.

1. По прин­ци­пу ком­пле­мен­тар­но­сти на ос­но­ве транс­кри­би­ру­е­мой цепи ДНК на­хо­дим цепь иРНК:

2. По усло­вию ска­за­но, что син­тез на­чи­на­ет­ся с ко­до­на, ко­то­рым за­ко­ди­ро­ва­на ами­но­кис­ло­та МЕТ, по таб­ли­це ге­не­ти­че­ско­го на­хо­дим три­плет иРНК, ко­то­рый ко­ди­ру­ет МЕТ: АУГ (5’ −АУГ− 3’)

По прин­ци­пу ком­пле­мен­тар­но­сти опре­де­ля­ем, что ин­фор­ма­тив­ная часть гена в транс­кри­би­ру­е­мой цепи ДНК будет на­чи­нать­ся с нук­лео­ти­да Т (три­плет 3’−ТАЦ−5’)

В ответ: Ин­фор­ма­тив­ная часть на­чи­на­ет­ся с тре­тье­го нук­лео­ти­да Т на ДНК, так как кодон АУГ ко­ди­ру­ет ами­но­кис­ло­ту Мет.

3. По­сле­до­ва­тель­ность ами­но­кис­лот на­хо­дим по ко­до­нам иРНК в таб­ли­це ге­не­ти­че­ско­го кода (на­чи­ная с три­пле­та АУГ, т.е. «от­ки­ды­ва­ем» два нук­лео­ти­да) :

1. По принципу комплементарности находим цепь иРНК:

2. Последовательность аминокислот находим по таблице генетического кода:

3. Информативная часть гена начинается с третьего нуклеотида Т на ДНК, так как кодон АУГ кодирует аминокислоту Мет.

Примечание. Алгоритм выполнения задания.

1. По принципу комплементарности на основе транскрибируемой цепи ДНК находим цепь иРНК:

2. По условию сказано, что синтез начинается с кодона, которым закодирована аминокислота МЕТ, по таблице генетического находим триплет иРНК, который кодирует МЕТ: АУГ (5’ −АУГ− 3’)

По принципу комплементарности определяем, что информативная часть гена в транскрибируемой цепи ДНК будет начинаться с нуклеотида Т (триплет 3’−ТАЦ−5’)

В ответ: Информативная часть начинается с третьего нуклеотида Т на ДНК, так как кодон АУГ кодирует аминокислоту Мет.

3. Последовательность аминокислот находим по кодонам иРНК в таблице генетического кода (начиная с триплета АУГ, т.е. «откидываем» два нуклеотида) :

1. Четвёртый три­плет ис­ход­но­го фраг­мен­та смыс­ло­вой цепи ДНК — ГАТ (транс­кри­би­ру­е­мой цепи ДНК — АТЦ), опре­де­ля­ем три­плет иРНК: ГАУ, по таб­ли­це ге­не­ти­че­ско­го кода опре­де­ля­ем, что он ко­ди­ру­ет ами­но­кис­ло­ту Асп.

2. Во фраг­мен­те ДНК в четвёртом три­пле­те смыс­ло­вой цепи ГАТ нук­лео­тид А за­ме­нил­ся на Т (в транс­кри­би­ру­е­мой цепи в три­пле­те АТЦ нук­лео­тид Т за­ме­нил­ся на А), а в иРНК в четвёртом ко­до­не (ГАУ) нук­лео­тид А за­ме­нил­ся на У (ГУУ).

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: 5'-АТЦ-3'), 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'. Для на­хож­де­ния иРНК сна­ча­ла про­из­ве­дем за­пись три­пле­та ДНК в об­рат­ном по­ряд­ке от 3’ → к 5’ по­лу­чим 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! т.е. 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 5'-АТЦ-3' нук­лео­тид Т за­ме­нил­ся на А).

3. Свой­ство ге­не­ти­че­ско­го кода — уни­вер­саль­ность (Код един для всех ор­га­низ­мов жи­ву­щих на Земле).