биосинтез

1. РЕАКЦИИ МАТРИЧНОГО СИНТЕЗА. БИОСИНТЕЗ БЕЛКА

https://www.youtube.com/watch?v=jv1PIklti_k

2. Особенности реакций матричного синтеза

Свойственны только живым организмам
Отражают основное свойства живого –
воспроизведение себе подобных
Обеспечивают специфическую
последовательность нуклеотидов
Способствуют высокой скорости реакции

3.

К реакциям матричного синтеза относят репликацию ДНК, синтез и-РНК
на ДНК (транскрипцию) и синтез белка на и-РНК (трансляцию), а также
синтез РНК или ДНК на РНК вирусов.
Биосинтез белка — это один из видов пластического обмена, в ходе
которого наследственная информация, закодированная в генах ДНК,
реализуется в определенную последовательность аминокислот в белковых
молекулах.
В биосинтезе белка выделяют два основных этапа:
1. транскрипцию
2. трансляцию.

4.

• Передача информации и синтез белка идут по матричному
принципу, сравнимому с работой печатного станка в
типографии. Информация от ДНК многократно копируется.
• Если при копировании произойдут ошибки, то они повторятся во
всех последующих копиях. Правда, некоторые ошибки при
копировании информации молекулой ДНК могут исправлятьсяпроцесс устранения ошибок называется репарацией.
• Первой из реакций в процессе передачи информации является
репликация молекулы ДНК и синтез новых цепей ДНК.

5.

В клетках принцип матричного синтеза заключается в том, что новые
молекулы белков и нуклеиновых кислот синтезируются в соответствии
с программой, заложенной в структуре ранее существовавших молекул
тех же нуклеиновых кислот (ДНК или РНК).
Репликация ДНК. ДНК представляет собой двухцепочечный
биополимер, мономерами которого являются нуклеотиды.
Поэтому процесс удвоения ДНК происходит иным,
полуконсервативным способом: молекула ДНК расплетается, и на
каждой из цепей синтезируется новая цепь по принципу
комплементарности.
В результате репликации образуются две абсолютно точные копии
материнской молекулы ДНК, каждая из которых несет по одной копии
материнской.

6.

• Основой матрицы - ДНК.
• интерфаза (синтетический
период), происходит удвоение количества молекул
ДНК.
ДНК-хеликаза (фермент) расшивает спираль ДНК на 2
отдельные цепи, в то время как ДНКполимераза (фермент) достраивает новые цепи по
принципу комплементарности и антипараллельности.
• Антипараллельность -при синтезе любой нуклеиновой
цепи штрих-концы новой цепочки противоположны
материнской (напротив 3' — 5', и наоборот).
В результате получаются 2 абсолютно одинаковые цепи
ДНК и хромосомный набор клетки
из 2n2c становится 2n4c. Происходит всё это дело в ядре.

7.

Этапы процесса репликации ДНК:
1.Инициация. Ферменты хеликаза и
топоизомераза расплетают двойную
спираль ДНК, образуя репликационные
вилки. ДНК-связывающие белки
удерживают цепи в разведённом
состоянии.
2.Элонгация. ДНК-полимераза
синтезирует новые цепи в направлении
от 5' к 3', добавляя нуклеотиды по
принципу комплементарности. Ведущая
цепь синтезируется непрерывно, а
отстающая — фрагментами Оказаки,
которые затем соединяются ДНКлигазой.
3.Терминация. Завершение синтеза,
удаление РНК-праймеров и
восстановление целостности молекулы
ДНК.
• напротив аденина - тимин,
напротив гуанина - цитозин.

8.

9.

10.

Этапы биосинтеза
Транскрипция
Трансляция

11.

12.

• Транскрипция — это биосинтез молекул и-РНК на
соответствующих участках ДНК.
• Транскрипция происходит только на одной цепи ДНК, которая
называется транскрибируемой, или кодирующей, в отличие от
другой — смысловой, или кодогенной.
• Обеспечивает процесс переписывания специальный фермент
РНК-полимераза, который подбирает нуклеотиды РНК по
принципу комплементарности.

13.

14.

15.

• Матрицей для транскрипции также служит цепочка ДНК.
• Синтез происходит с помощью фермента РНК-полимеразы( присоединяется к участку
гена (ген — это участок цепи ДНК), который необходимо транскрибировать, далее
он раскручивает ДНК и присоединяет новые нуклеотиды).
После образуется предшественник РНК (незрелая преРНК), которая дозревает в ядре.
После дозревания РНК выходит из ядра.
• Всего с ДНК можно синтезировать 3 вида
РНК: информационную (матричную), рибосомальную и транспортную.
Данные процессы происходят в ядре.

16.

• Транскрипция происходит по принципу
комплементарности и антипараллельности.
• Синтез РНК происходит по транскрибируемой цепи.
1. Пример: мы имеем ДНК, у которой часть транскрибируемой цепи состоит из :
5'-АТТГЦЦААААГГ-3'. Нас просят синтезировать иРНК по этой цепи.
2. По принципу комплементарности мы знаем, что напротив А всегда стоит Т (в ДНК)
или У (в РНК), напротив Ц всегда стоит Г.
По принципу антипараллельности мы обязаны поменять штрих-концы местами
при синтезе новой нуклеиновой кислоты.
Давайте построим цепочку иРНК,
комплементарную данной цепи ДНК.
ДНК: 5'-АТТГЦЦААААГГ-3'
иРНК: 3'-УААЦГГУУУУЦЦ-5'
Цепь иРНК комплементарна и антипараллельна
транскрибируемой ДНК.

17.

• Синтезированные в процессе транскрипции в ядре молекулы и-РНК
покидают его через ядерные поры, а митохондриальные и
пластидные и-РНК остаются внутри органоидов.
• После транскрипции происходит процесс активации аминокислот, в
ходе которой аминокислота присоединяется к соответствующей
свободной тРНК.

18.

19.

• Трансляция— это биосинтез полипептидной цепи на матрице
и-РНК, при котором происходит перевод генетической информации
в последовательность аминокислот полипептидной цепи.
• Второй этап синтеза белка чаще всего происходит в цитоплазме,
например на шероховатой ЭПС.
• Для его протекания необходимы наличие рибосом, активация
т-РНК, в ходе которой они присоединяют соответствующие
аминокислоты, присутствие ионов Mg2+, а также оптимальные
условия среды (температура, рН, давление и т. д.).

20.

• Трансляция происходит на рибосомах.
• Матрицей для трансляции служит иРНК.
Очень важно: трансляция идёт с 5' конца на 3' конец, то
есть рибосома читает иРНК с 5' конца!!!

21.

22.

• Для начала транскрипции (инициации) к молекуле и-РНК
присоединяется малая субъединица рибосомы, а затем по
принципу комплементарности к первому кодону АУГ
подбирается т-РНК, несущая аминокислоту метионин. Лишь
после этого присоединяется большая субъединица рибосомы.
• В пределах собранной рибосомы оказываются два
кодона и-РНК, первый из которых уже занят.
• К соседнему с ним кодону присоединяется вторая тРНК, также несущая аминокислоту, после чего
между остатками аминокислот с помощью
ферментов образуется пептидная связь.

23.

Когда рибосома передвигается на один кодон и-РНК, первая из
т-РНК, освободившаяся от аминокислоты, возвращается в
цитоплазму за следующей аминокислотой, а фрагмент будущей
полипептидной цепи как бы повисает на оставшейся тРНК.
К новому кодону, оказавшемуся в пределах
рибосомы, присоединяется следующая т-РНК,
процесс повторяется, и шаг за шагом
полипептидная цепь удлиняется, то есть
происходит ее элонгация.

24.

• Кодон всегда комплементарен и
антипараллелен антикодону.
• Действует правило комплементарности —
напротив аденина всегда стоит урацил, а
напротив гуанина — цитозин. (А-У, Г-Ц).
• Поэтому для кодона 5'-ААА-3' антикодоном
будет 3'-УУУ-5', для кодона 5'-ГГЦ-3'
антикодоном будет 3'-ЦЦГ-5', и так далее…

25.

Окончание синтеза белка (терминация) происходит, как только в молекуле
и-РНК встретится специфическая последовательность нуклеотидов, которая
не кодирует аминокислоту (стоп-кодон).
После этого рибосома, и-РНК и
полипептидная цепь разделяются, а вновь
синтезированный белок приобретает
соответствующую структуру и
транспортируется в ту часть клетки, где он
будет выполнять свои функции.

26.

• Трансляция является весьма энергоемким процессом:
• на присоединение 1 АК к т-РНК расходуется энергия 1 АТФ, еще
несколько используются для продвижения рибосомы по молекуле иРНК.
Репликация ДНК и синтез белка в клетке протекают по
принципу матричного синтеза, поскольку новые
молекулы НК и белков синтезируются в соответствии с
программой, заложенной в структуре ранее
существовавших молекул тех же нуклеиновых кислот
(ДНК или РНК).

27.

https://www.youtube.com/watch?v=sgwcPT9MSlg

28.

29.

30.

31.

т-РНК

32.

https://www.youtube.com/watch?v=jv1PIklti_k

33.

— В чём смысл всего этого?
Пример: в ДНК закодирован чёрный цвет кожи. Во время
экспрессии генов эта информация реализуется, и после
синтеза белка и его преобразования человек получает
меланин — пигмент чёрного цвета.
• Существует такая штука — экспрессия генов.
• В ДНК закодирована информация: её нужно как-то
прочитать.
• С помощью матричных процессов эта информация
переносится, читается и «превращается» в белок.
• Синтез белков — вот конечная цель существования
генетического кода.
• Экспрессия генов — это путь от ДНК к признаку.

34.

ТЕСТ

35.

Установите последовательность процессов при
транскрипции.
Запишите соответствующую последовательность цифр
1) отделение РНК-полимеразы от ДНК
2) соединение РНК-полимеразы с промотором гена
3) синтез РНК по принципу комплементарности
4) разрушение водородных связей между цепями ДНК
5) созревание иРНК
6) выход РНК из ядра
Ответ: 243156
В молекуле белка первичной структуры 110 пептидных
связей. Определите количество тРНК, которые
потребовались для синтеза данного белка.
Считайте, что все аминокислоты, принесенные молекулами
тРНК, были включены в состав белка.

36.

Рассмотрите рисунок.
Заполните пустые ячейки таблицы, используя элементы,
приведённые в списке. Для каждой ячейки, обозначенной
буквой, выберите соответствующий элемент из
предложенного списка.

37.

Установите последовательность процессов, происходящих
при репликации ДНК.
Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) синтез короткого фрагмента РНК
2) присоединение праймазы к цепи ДНК
3) формирование репликационной вилки
4) присоединение новых нуклеотидов ДНК-полимеразой
5) прикрепление хеликазы к точке начала репликации
6) терминация репликации
Ответ: 532146

38.

Установите последовательность этапов репликации
молекулы ДНК.
Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) разрыв водородных связей ферментом хеликазой
2) синтез ДНК-полимеразой фрагментов Оказаки на
отстающей цепи
3) образование двух идентичных молекул ДНК
4) синтез короткого фрагмента РНК ферментом праймазой
5) сшивка ферментом лигазой отдельных фрагментов ДНК
Ответ: 14253
Ответ: 14253
Установите последовательность процессов биосинтеза
белка в эукариотической клетке.
1) синтез иРНК на ДНК
2) соединение рибосомы с иРНК
3) отрыв полипептидной цепи от рибосомы
4) перемещение иРНК в цитоплазму
5) образование пептидных связей

39.

Решение:
1 - ДНК, 2 - зрелая иРНК, 3 - рибосома, 4 - тРНК, 5
- незрелая иРНК, 6 - последовательность
аминокислот, 7 - аминокислота, 8 синтезированный полипептид.
Ответ: 143234

40.

Установите последовательность событий, происходящих
при биосинтезе белка.
1) посттрансляционная модификация
2) активация аминокислоты метионин
3) завершение сборки инициирующего комплекса (иРНК –
мет-тРНК – рибосома)
4) терминация синтеза
5) элонгация полипептидной цепи
Установите последовательность процессов, происходящих
при трансляции.
1) сдвиг рибосомы на один триплет
2) вхождение тРНК в рибосому
3) прикрепление рибосомы к иРНК
4) выход тРНК из рибосомы
5) образование пептидной связи

41.

Решение:
1 - фермент РНК-полимераза, 2 синтезируемая РНК, 3 - молекула
ДНК, 4 - смысловая (кодирующая)
цепь ДНК, 5 - транскрибируемая
(матричная) цепь ДНК.
Ответ: 122133

42.

В процессе трансляции участвовало 100
молекул тРНК. Определите количество
нуклеотидов в двуцепочечном фрагменте
ДНК, содержащем информацию о
синтезированном полипептиде. Ответ
запишите в виде числа.

43.

Решение:
1 - рибосома, 2 - тРНК, 3 - пептид, 4 - аминокислоты, 5 триплеты иРНК, 6 - антикодон тРНК, 7 - иРНК, 8 - ДНК.
Ответ: 321211

44.

Сколько нуклеотидов необходимо для репликации одной
цепи ДНК, если фрагмент матричной цепи содержит 25
мономеров? В ответе запишите только соответствующее
число.
Сколько молекул ДНК содержится в ядре клетки после
репликации, если в диплоидном наборе содержится 46
молекул ДНК? В ответе запишите только соответствующее
число.

45.

46.

Антикодоны тРНК поступают к рибосомам в следующей
последовательности нуклеотидов 3'-УЦГ-5' , 3'-ЦГА-5' , 3'ААУ-5' , 3'-ЦЦЦ-5’.
Определите последовательность нуклеотидов на иРНК, последовательность нуклеотидов на ДНК, кодирующих
определенный белок и последовательность аминокислот
во фрагменте молекулы синтезируемого белка, используя
таблицу генетического кода:

47.

Решение задачи:
1) Сейчас от нас требуются обратные действия: через антикодоны тРНК найти
иРНК, а после по иРНК найти ДНК и белок. Всё по порядку, давайте сначала
по принципу антипараллельности и комплементарности найдём кодоны
иРНК.
3'-УЦГ-5' , 3'-ЦГА-5' , 3'-ААУ-5' , 3'-ЦЦЦ-5' — антикодоны тРНК.
5'-АГЦГЦУУУАГГГ-3' — кодоны иРНК.
2) Теперь, когда мы знаем кодоны иРНК, мы можем найти и ДНК по
принципу комплементарности и антипараллельности.
5'-АГЦГЦУУУАГГГ-3' — кодоны иРНК.
3'-ТЦГЦГАААТЦЦЦ-5'— транскрибируемая цепь ДНК.
5'-АГЦГЦТТТАГГГ-3' — смысловая цепь ДНК.
3) Теперь по иРНК, пользуясь таблицей, ищем последовательность
аминокислот.
5'-АГЦГЦУУУА-ГГ-3' — кодоны иРНК. Читаем слева направо (от 5' к 3’)
СЕР-АЛА-ЛЕЙ-ГЛИ — последовательность аминокислот.

48.

Определите: последовательность нуклеотидов на иРНК,
антикодоны соответствующих тРНК и аминокислотную последовательность соответствующего фрагмента молекулы
белка (используя таблицу генетического кода), если фрагмент транскрибируемой цепи ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: 5'-ГТГТАТГГААГТ-3'

49.

Решение задачи:
1) Зная, что иРНК синтезируется на ДНК по принципу комплементарности и антипараллельности,
построим цепь иРНК на имеющейся цепи ДНК.
5'-ГТГТАТГГААГТ-3' — трДНК.
3'-ЦАЦАУАЦЦУУЦА-5' — кодоны иРНК.
2) Зная, что антикодоны тРНК комплементарны и антипараллельны кодонам иРНК, мы можем найти и их:
3'-ЦАЦАУАЦЦУУЦА-5' — кодоны иРНК.
5'-ГУГ-3' ; 5'-УАУ-3' ; 5'-ГГА-3' ; 5'-АГУ-3' — антикодоны тРНК (записываем через точку с запятой, так как
антикодоны — не цепочка).
3) Теперь воспользуемся таблицей. Обратите внимание: белок синтезируется на основе иРНК, а не тРНК!
3'-ЦАЦАУАЦЦУУЦА-5' — кодоны иРНК. Ещё раз обращаю внимание, что рибосома считывает иРНК с 5'
конца. Поэтому читаем мы эту последовательность справа налево!!!
ТРЕ-СЕР-ИЛЕ-ГИС — аминокислотная последовательность.

50. Задачи 27

51.

Задача 1. Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент
молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет
следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь смысловая, нижняя
транскрибируемая)
5’-ЦГААГГТГАЦААТГТ-3’
3’-ГЦТТЦЦАЦТГТТАЦА-5’
Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется
на данном фрагменте, обозначьте 5’ и 3’ концы этого фрагмента и определите
аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если
третий триплет с 5’ конца соответствует антикодону тРНК. Ответ поясните. Для
решения задания используйте таблицу генетического кода.

52.

1. Нуклеотидная последовательность участка тРНК (верхняя цепь по условию
смысловая):
ДНК: 3’-ГЦТ-ТЦЦ-АЦТ-ГТТ-АЦА-5’
тРНК: 5’-ЦГА-АГГ-УГА-ЦАА-УГУ-3’
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.

53.

Алгоритм выполнения задания
1. По фрагменту молекулы ДНК, определяем нуклеотидную последовательность участка тРНК, который
синтезируется на данном фрагменте.
ДНК: 3’-ГЦТ-ТЦЦ-АЦТ-ГТТ-АЦА-5’
тРНК: 5’-ЦГА-АГГ-УГА-ЦАА-УГУ-3’
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.

54.

Задача 2. Фрагмент начала гена имеет следующую последовательность
нуклеотидов (верхняя цепь — смысловая, нижняя — транскрибируемая):
5’ − ТААТГАЦЦГЦАТАТАТЦЦАТ −3’
3’ − АТТАЦТГГЦГТАТАТАГГТА −5’
Ген содержит информативную и неинформативную части для трансляции.
Информативная часть гена начинается с триплета, кодирующего аминокислоту
Мет. С какого нуклеотида начинается информативная часть гена? Определите
последовательность аминокислот во фрагменте полипептидной цепи. Ответ
поясните. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода.

55.

1. По принципу комплементарности находим цепь иРНК:
5’ − УААУГАЦЦГЦАУАУАУЦЦАУ − 3’.
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:
Мет-Тре-Ала-Тир-Иле-Гис

56.

Алгоритм выполнения задания
1. По принципу комплементарности на основе транскрибируемой цепи ДНК находим цепь иРНК:
ДНК 3’ − АТТАЦТГГЦГТАТАТАГГТА −5’
иРНК 5’ − УААУГАЦЦГЦАУАУАУЦЦАУ − 3’
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) :
иРНК 5’ − АУГ-АЦЦ-ГЦА-УАУ-АУЦ-ЦАУ − 3’
белок: Мет-Тре-Ала-Тир-Иле-Гис

57.

Задача 3. Исходный 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 четвёртая аминокислота во
фрагменте полипептида заменилась на аминокислоту Вал. 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.

58.

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.

59.

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 5'-АТЦ-3'. 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).

60.

Задача 4. Молекулы тРНК, несущие соответствующие антикодоны,
входят в рибосому в следующем порядке: ГУА, УАЦ, УГЦ, ГЦА.
Определите последовательность нуклеотидов смысловой и
транскрибируемой цепей ДНК, иРНК и аминокислот в молекуле
синтезируемого фрагмента белка. Ответ поясните. Для решения задания
используйте таблицу генетического кода. При выполнении задания
учитывайте, что антикодоны тРНК антипараллельны кодонам иРНК.

61.

1. По принципу комплементарности определяем последовательность иРНК:
5’— УАЦГУАГЦАУГЦ - 3’;
2. Нуклеотидную последовательность транскрибируемой и смысловой
цепей ДНК также определяем по принципу комплементарности:
5’ − ТАЦГ ТАГЦАТГЦ − 3’
3’ − АТ ГЦАТЦГТАЦГ − 5’.
3. По таблице генетического кода и кодонам иРНК находим
последовательность аминокислот в пептиде: Тир-Вал-Ала-Цис.

62.

Алгоритм выполнения задания
1. По принципу комплементарности определяем последовательность иРНК на основе антикодонов
тРНК, но сначала ориентируем антикодоны тРНК (3’→ 5’) так, чтобы они присоединялись к иРНК
антипараллельно (по условию антикодоны тРНК даны в ориентации 5’→ 3’)
тРНК: 3’АУГ 5’, 3’ЦАУ 5’, 3’ЦГУ 5’, 3’АЦГ 5’
иРНК: 5’— УАЦ-ГУА-ГЦА-УГЦ - 3’
2. Нуклеотидную последовательность транскрибируемой и смысловой цепей ДНК также определяем
по принципу комплементарности (на основе найденной иРНК по принципу комплементарности
строим транскрибируемую ДНК, затем на её основе находим смысловую. В молекулярной генетике
принято смысловую ДНК писать сверху, транскрибируему - снизу):
5’ − ТАЦ-ГТА-ГЦА-ТГЦ − 3’
3’ − АТГ-ЦАТ-ЦГТ-АЦГ − 5’.
3. По таблице генетического кода и кодонам иРНК находим последовательность аминокислот в
пептиде:
иРНК: 5’— УАЦ-ГУА-ГЦА-УГЦ - 3’
белок: Тир-Вал-Ала-Цис

63.

Задача 5. Фрагмент молекулы ДНК имеет следующую последовательность
нуклеотидов (верхняя цепь — смысловая, нижняя — транскрибируемая):
5’ − ГТЦАЦАГЦГАТЦААТ − 3’
3’ − ЦАГТГТЦГЦТАГТТА − 5’
Определите последовательность аминокислот во фрагменте полипептидной
цепи и обоснуйте свой ответ. Какие изменения могли произойти в результате
генной мутации во фрагменте молекулы ДНК, если вторая аминокислота в
полипептиде заменилась на аминокислоту Про? Какое свойство
генетического кода определяет возможность существования разных
фрагментов мутированной молекулы ДНК? Ответ обоснуйте. Для решения
задания используйте таблицу генетического кода.

64.

1. Последовательность аминокислот в полипептиде: Вал-Тре-Ала-Иле-Асн
определяется по последовательности нуклеотидов в молекуле иРНК:
5’ − ГУЦАЦАГЦГАУЦААУ − 3’.
2. Во фрагменте белка вторая аминокислота Тре заменилась на Про что
возможно при замене второго триплета в смысловой цепи ДНК АЦА на
триплет ЦЦТ, ЦЦЦ, ЦЦА или ЦЦГ (второго кодона в РНК АЦА на кодон
ЦЦУ, ЦЦЦ, ЦЦА или ЦЦГ).
3. Свойство генетического кода — избыточность (вырожденность), так как
одной аминокислоте (Про) соответствует более одного триплета (четыре
триплета).

65.

Алгоритм выполнения задания
1. Последовательность аминокислот в полипептиде определяется по последовательности нуклеотидов
в молекуле иРНК:
иРНК: 5’ − ГУЦ-АЦА-ГЦГ-АУЦ-ААУ − 3’
белок: Вал-Тре-Ала-Иле-Асн
2. Во фрагменте белка вторая аминокислота Тре заменилась на Про что возможно при замене второго
кодона в иРНК 5’-АЦА-3’ на кодон 5’-ЦЦУ-3’, 5’-ЦЦЦ-3’, 5’-ЦЦА-3’ или 5’-ЦЦГ-3’ → кодоны находим
по таблице генетического кода
Второй триплет в смысловой цепи ДНК 5’-АЦА-3’ заменился на триплет 5’-ЦЦТ-3’, 5’-ЦЦЦ-3’, 5’ЦЦА-3’ или 5’-ЦЦГ-3’.
дополнительно - НЕ ДЛЯ ОТВЕТА! - Скорее всего произошла мутация инверсия - хромосомная
перестройка, при которой происходит поворот участка хромосомы на 180°:
иРНК: 5’ − ГУЦ-АЦА-ГЦГ -АУЦ-ААУ − 3’ → иРНК: 5’ − ГУА-ЦЦА-ГЦГ -АУЦ-ААУ − 3’
Первая аминокислота осталась той же, т.к. кодон ГУА, так же как и ГУЦ, кодирует аминокислоту вал
(определяем по таблице генетического кода).
3. Свойство генетического кода — избыточность (вырожденность), так как одной аминокислоте (Про)
(и вал) соответствует более одного триплета (четыре триплета).

66.

Задача 6. Некоторые вирусы в качестве генетического материала несут РНК.
Такие вирусы, заразив клетку, встраивают ДНК-копию своего генома в геном
хозяйской клетки. В клетку проникла вирусная РНК следующей
последовательности:
5’ − АУГГЦУУУУГЦА − 3’.
Определите, какова будет последовательность вирусного белка, если матрицей
для синтеза иРНК служит цепь, комплементарная вирусной РНК. Напишите
последовательность двуцепочечного фрагмента ДНК, укажите 5’ и 3’ концы
цепей. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического
кода.

67.

1. По принципу комплементарности находим нуклеотидную
последовательность участка ДНК:
5’ − АТГГЦТТТТГЦА − 3’
3’ — ТАЦЦГААААЦГТ − 5’.
2. По принципу комплементарности находим нуклеотидную
последовательность иРНК:
5’ − АУГГЦУУУУГЦА − 3’.
3. По таблице Генетического кода определяем последовательность вирусного
белка: МЕТ-АЛА-ФЕН-АЛА.

68.

Алгоритм выполнения задания
1. По принципу комплементарности на основе вирусной РНК находим нуклеотидную последовательность
транскрибируемого участка ДНК:
вирусная РНК: 5’ − АУГ-ГЦУ-УУУ-ГЦА − 3’
транскрибируемая ДНК 3’− ТАЦ-ЦГА-ААА-ЦГТ − 5’.
Нуклеотидную последовательность транскрибируемой и смысловой цепей ДНК также определяем по
принципу комплементарности (на основе данной РНК по принципу комплементарности строим
транскрибируемую ДНК, затем на её основе находим смысловую. В молекулярной генетике принято
смысловую ДНК писать сверху, транскрибируемую - снизу):
5’ − АТГ-ГЦТ-ТТТ-ГЦА − 3’
3’ — ТАЦ-ЦГА-ААА-ЦГТ − 5’.
2. По принципу комплементарности на основе транскрибируемой ДНК находим нуклеотидную
последовательность иРНК:
ДНК: 3’ — ТАЦ-ЦГА-ААА-ЦГТ − 5
иРНК: 5’ − АУГ-ГЦУ-УУУ-ГЦА − 3’.
3. По таблице Генетического кода на основе иРНК определяем последовательность вирусного белка:
иРНК: 5’ − АУГ-ГЦУ-УУУ-ГЦА − 3’
белок: МЕТ-АЛА-ФЕН-АЛА

69.

Задача 7. Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице.
Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной
петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя
цепь — смысловая, нижняя — транскрибируемая):
5’ − ТГЦГЦТГЦАЦЦАГЦТ − 3’
3’ − АЦГЦГАЦГТГГТЦГА − 5’
Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который
синтезируется на данном фрагменте, обозначьте 5’ и 3’ концы этого
фрагмента и определите аминокислоту, которую будет переносить эта
тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет с 5’ конца
соответствует антикодону тРНК. Ответ поясните. Для решения задания
используйте таблицу генетического кода.

70.

1. Нуклеотидная последовательность участка тРНК (нижняя цепь по условию
транскрибируемая):
ДНК: 3’-АЦГ-ЦГА-ЦГТ-ГГТ-ЦГА-5’
тРНК: 5’-УГЦ-ГЦУ-ГЦА-ЦЦА-ГЦУ-3’
2. Нуклеотидная последовательность антикодона ГЦА (по условию третий
триплет) соответствует кодону на иРНК УГЦ;
3. По таблице генетического кода этому кодону соответствует
аминокислота -Цис, которую будет переносить данная тРНК.

71.

Алгоритм выполнения задания
1. По фрагменту молекулы ДНК, определяем нуклеотидную последовательность участка
тРНК, который синтезируется на данном фрагменте.
ДНК: 3’-АЦГ-ЦГА-ЦГТ-ГГТ-ЦГА-5’
тРНК: 5’-УГЦ-ГЦУ-ГЦА-ЦЦА-ГЦУ-3’
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’- ГЦА-3’ , для нахождения иРНК
сначала произведем запись в обратном порядке от 3’ → к 5’ получим 3’-АЦГ- 5’, определяем
иРНК: 5'–УГЦ–3'.
3. По таблице генетического кода кодону 5'-УГЦ-3' соответствует аминокислота Цис,
которую будет переносить данная тРНК.

72.

Задача 8. Антикодоны тРНК поступают к рибосомам в следующей
последовательности нуклеотидов УЦГ, ЦГА, ААУ, ЦЦЦ. Определите
последовательность нуклеотидов на иРНК, последовательность
нуклеотидов смысловой и транскрибируемой цепей ДНК и
последовательность аминокислот во фрагменте молекулы синтезируемого
белка, используя таблицу генетического кода.
Ответ поясните. При выполнении задания учитывайте, что антикодоны
тРНК антипараллельны кодонам иРНК.

73.

1. По принципу комплементарности определяем последовательность иРНК на основе
антикодонов тРНК, но сначала ориентируем антикодоны тРНК (3’→ 5’) так, чтобы они
присоединялись к иРНК антипараллельно (по условию антикодоны тРНК даны в ориентации
5’→ 3’)
тРНК: 3’ГЦУ 5’, 3’АГЦ5’, 3’УАА5’, 3’ЦЦЦ5’
иРНК: 5’-ЦГА-УЦГ-АУУ-ГГГ- 3’
2. Нуклеотидную последовательность транскрибируемой и смысловой цепей ДНК также
определяем по принципу комплементарности (на основе найденной иРНК по принципу
комплементарности строим транскрибируемую ДНК, затем на её основе находим смысловую. В
молекулярной генетике принято смысловую ДНК писать сверху, транскрибируему - снизу):
5’ − ЦГА-ТЦГ-АТТ-ГГГ − 3’
3’ − ГЦТ-АГЦ-ТАА-ЦЦЦ − 5’.
3. По таблице генетического кода и кодонам иРНК находим последовательность аминокислот в
пептиде:
иРНК: 5’- ЦГА-УЦГ-АУУ-ГГГ - 3’
белок: Арг-Сер-Иле-Гли

74.

Задача 9. Фрагмент генетического аппарата вируса, представленного
молекулой РНК, имеет нуклеотидную последовательность:
5' − АУГГУАГЦУУУУАУА − 3'.
Определите нуклеотидную последовательность фрагмента двуцепочечной
молекулы ДНК, которая синтезируется в результате обратной транскрипции
на вирусной РНК, укажите 5' и 3' концы. Установите последовательность
нуклеотидов в иРНК и аминокислот во фрагменте белка вируса, если
матрицей для синтеза иРНК
служит цепь, комплементарная вирусной РНК. Ответ поясните. Для решения
задания используйте таблицу генетического кода.

75.

1) Фрагмент двуцепочечной молекулы ДНК определяется по принципу
комплементарности по вирусной РНК:
5' − АТГГТАГЦТТТТАТА − 3' (кодирующая цепь)
3' − ТАЦЦАТЦГААААТАТ − 5' (матричная цепь);
Примечание
Обратная транскрипция — процесс образования двуцепочечной ДНК на
основе одноцепочечной РНК, характерный для РНК-вирусов.
2) Последовательность иРНК — 5' − АУГГУАГЦУУУУАУА − 3' — находим
комлементарную цепь иРНК по условию задачи по матричной цепи ДНК,
которая в свою очередь комплементарна вирусной РНК;
3) По таблице генетического кода определяем последовательность
аминокислот вирусного белка: Мет-Вал-Ала-Фен-Иле.