Question

Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5’концу в одной цепи соответствует 3’конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5’ конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5’ к 3’ концу. Фрагмент гена имеет следующую последовательность нуклеотидов (нижняя цепь матричная, транскрибируемая): 5’-АТТЦГГАТЦГГЦАТТ-3’ 3’-ТААГЦЦТАГЦЦГТАА-5’ В результате точечной мутации вторая аминокислота во фрагменте полипептида заменилась на аминокислоту  Гли. Определите аминокислоту, которая кодировалась до мутации, а также последовательность ДНК после мутации. Объясните последовательность своих действий. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. Благодаря какому свойству генетического кода данный фрагмент ДНК будет кодировать одинаковый фрагмент белка и в клетках растений, и в клетках животных? Ответ поясните. При написании последовательностей нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.​

Answer 1

Ответ: 1) ДНК: 5’-АТТ ЦГГ АТЦ ГГЦ АТТ-3’ →

                       3’-ТАА ГЦЦ ТАГ ЦЦГ ТАА-5’  ←

            иРНК:  3’-УАА ГЦЦ УАГ ЦЦГ УАА-5’ ←

            иРНК:  5’-АУУ ЦГГ АУЦ ГГЦ АУУ-3’ →

ЦГГ заменилась на ГГГ (гли)

2) Аминокислота, которая кодировалась до мутации - арг,

Последовательность ДНК после мутации:

ДНК:  5’-АТТ ГГГ АТЦ ГГЦ АТТ-3’  →

         3’-ТАА ЦЦЦ ТАГ ЦЦГ ТАА-5  ←

3)Благодаря какому свойству генетического кода данный фрагмент ДНК будет кодировать одинаковый фрагмент белка и в клетках растений, и в клетках животных?

Ответ: благодаря свойству универсальность - все организмы имеют один и тот же ген. код.

Answer 2

Для определения аминокислоты, которая кодировалась до мутации, необходимо провести обратный трансляционный процесс. Так как фрагмент гена представлен нижней цепью матричной ДНК, то для обратной трансляции мы должны использовать верхнюю цепь комплементарной ДНК.

Сначала проведем транскрипцию, то есть синтезируем РНК на основе матричной ДНК. При этом в процессе транскрипции аденин (А) заменяется на урацил (У), тимин (Т) на аденин (А), цитозин (С) на гуанин (G), а гуанин (G) на цитозин (С). Полученная молекула РНК будет иметь следующую последовательность нуклеотидов:

5’-AUUCGGAUCCGGCAUU-3’

Затем проведем обратную трансляцию, то есть переведем последовательность РНК в последовательность аминокислот. Для этого используем таблицу генетического кода.

AUU - Изолейцин CGG - Аргинин AUC - Изолейцин CGG - Аргинин CAU - Гистидин Учитывая, что в результате мутации вторая аминокислота заменилась на аминокислоту Гли, можно сделать вывод, что до мутации вторая аминокислота кодировалась аргинином.

Теперь рассмотрим последовательность ДНК после мутации. Так как мутация произошла во второй аминокислоте, то нам необходимо заменить соответствующий нуклеотид в верхней цепи комплементарной ДНК. В данном случае, чтобы заменить аргинин на глицин, необходимо заменить последний нуклеотид CGG на GGG. Таким образом, последовательность ДНК после мутации будет:

5’-ATTCCGATCGGGCATT-3’

Ответ: Аминокислота, которая кодировалась до мутации, - аргинин. Последовательность ДНК после мутации - 5’-ATTCCGATCGGGCATT-3’.

Данный фрагмент ДНК кодирует одинаковый фрагмент белка в клетках растений и животных благодаря свойству универсальности генетического кода. Генетический код - это система, по которой последовательность нуклеотидов в гене переводится в последовательность аминокислот в белке. Универсальность генетического кода означает, что определенные комбинации нуклеотидов всегда кодируют одну и ту же аминокислоту, независимо от организма. Это обеспечивает консервативность генетической информации и возможность передачи генетических инструкций от одного организма к другому.