Question

1) Участок белковой молекулы имеет слудующую структуру: глицин-глутамин-метионин-трионин-тирозин. Подсчитайте соотношение аденин+тимин, гуанин+цитозин в участке ДНК, кодирующем данную последовательность аминокислот. 2) В эукариотической клетке ген , хранящей информацию о белке, состоит из 648 пар нуклеотидов. Из них три участка по 70 пар нуклеотидов - несмысловые (интроны). Сколько молекул тРНК учавствовало в сборке полипептида? Сколько нуклеотидов в матричной РНК? Какова масса всего белка (масса 1 аминокислоты 100)? Прошу решение с подробным пояснением или хотя бы алгоритм.

Answer 1

Ответ: белок: гли-глу-мет-три-тир кодируется следующими нуклеотидами иРНК: ГГА-ГАА-АУГ-УГГ-УАУ (находим по таблице кода). Данная цепь кодируется нуклеотидами двуцепочечного фрагмента ДНК: 1ЦЕПЬ-ЦЦТ-ЦТТ-ТАЦ-АЦЦ-АТА. 2ЦЕПЬ-ГГА-ГАА-АТГ-ТГГ-ТАТ. Может быть другой состав нуклеотидов, т.к генетический код вырожден (избыточен). Общее количество нуклеотидов в ДНК 30,что составляет 100%. Зная это находим, что процентное содержание Г=6х100:30=20%, значит и Ц=20% (по правилу Чаргаффа). Следовательно А и Т по 30 %. (АТ:ГЦ относится как 1,5:1, АТ в полтора раза больше). Задание 2. Ген состоит из 648 нуклеотидов. Значит в одной цепи 324 нуклеотида. Из них 105 некодирующие (70 пар в ДНК, что составляет 105 нуклеотидов в одной цепи). Таким образом мРНК состоит из 219 кодирующих нуклеотидов (324-105=219). Так как одну аминокислоту кодирует три нуклеотида, то количество аминокислот в белке равно 219:3=73. Масса белка 73х100=7300 Дальтон. Количество тРНК, участвующих в сборке 73,т.к одна тРНК переносит одну аминокислоту.

Объяснение:

Answer 2

Для решения задачи нам понадобится знание о процессе трансляции (синтеза белка) и способе кодирования аминокислотной последовательности в ДНК. Давайте разберемся с поставленными вопросами.

1. Соотношение аденин+тимин, гуанин+цитозин в участке ДНК, кодирующем данную последовательность аминокислот:

Поскольку ДНК кодирует аминокислотную последовательность, нам нужно знать, какие триплеты кодируют какие аминокислоты. Это основано на генетическом коде. Для примера, рассмотрим кодон нашего интересующего участка: "глицин-глутамин-метионин-трионин-тирозин".

• Глицин: глицин кодируется кодонами "GGU", "GGC", "GGA" и "GGG".
• Глутамин: глутамин кодируется кодонами "CAA" и "CAG".
• Метионин: метионин кодируется кодоном "AUG".
• Трионин: трионин кодируется кодонами "ACU", "ACC", "ACA" и "ACG".
• Тирозин: тирозин кодируется кодонами "UAU" и "UAC".

Теперь мы можем перевести эти кодоны в последовательность нуклеотидов (буквы ДНК) и подсчитать количество аденина, тимина, гуанина и цитозина.

GGU + CAA + AUG + ACU + UAU

Преобразуем каждый кодон в нуклеотиды: GGU: G-G-U CAA: C-A-A AUG: A-U-G ACU: A-C-U UAU: U-A-U

Считаем нуклеотиды:

• A (аденин): 3
• T (тимин): 1
• G (гуанин): 3
• C (цитозин): 3

Таким образом, соотношение аденин+тимин:гуанин+цитозин в данном участке ДНК составляет 4:6 или 2:3.

2. Количество молекул тРНК, нуклеотидов в матричной РНК и масса белка:

• Общая длина гена: 648 пар нуклеотидов.
• Длина несмысловых участков (интронов): 3 участка * 70 пар нуклеотидов = 210 пар нуклеотидов.
• Длина смыслового участка (экзона): 648 - 210 = 438 пар нуклеотидов.

Для трансляции мРНК в белок, требуется тРНК, каждая из которых связывается с конкретной аминокислотой. Однако одному кодону может соответствовать несколько тРНК (из-за дегенерации кодона).

Давайте рассмотрим количество тРНК, необходимых для сборки белка из 438 пар нуклеотидов:

• Каждый кодон состоит из 3 нуклеотидов.
• Таким образом, у нас есть 146 кодонов (438 / 3).

Количество тРНК будет зависеть от дегенерации кодона (сколько разных тРНК может связаться с одним кодоном). Поскольку дегенерация кодона различается, нам нужно знать точный генетический код для оценки количества тРНК.

Касательно матричной РНК (мРНК), она имеет ту же длину, что и экзон, то есть 438 нуклеотидов.

Чтобы вычислить массу белка, мы сначала вычислим количество аминокислот в белке и затем умножим его на массу одной аминокислоты (100):

• Длина белка в аминокислотах: количество кодонов (146).
• Масса белка: 146 аминокислот * 100 масса/аминокислоту = 14600 масса белка.

Обратите внимание, что точное количество тРНК и масса белка могут изменяться в зависимости от дополнительных деталей, таких как дегенерация кодонов и конкретная последовательность кодонов в мРНК.