Белок ген триплет аминокислота

Сегодня предлагаем ознакомится со статьей на тему: белок ген триплет аминокислота с профессиональным описанием и объяснением.

Что такое генетический код

Генетический, или биологический, код является одним из универсальных свойств живой природы, доказывающим единство ее происхождения. Генетический кодэто способ кодирования последовательности аминокислот полипептида с помощью последовательности нуклеотидов нуклеиновой кислоты ( информационной РНК или комплиментарного ей участка ДНК, на котором синтезируется иРНК).

Встречаются другие определения. Генетический код — это соответствие каждой аминокислоте (входящей в состав белков живого) определенной последовательности трех нуклеотидов. Генетический код — это зависимость между основаниями нуклеиновых кислот и аминокислотами белка.

В научной литературе под генетическим кодом не понимают последовательность нуклеотидов в ДНК у какого-либо организма, определяющую его индивидуальность. Неверно считать, что у одного организма или вида код один, а у другого — другой. Генетический код — это то, как кодируются аминокислоты нуклеотидами (т. е. принцип, механизм); он универсален для всего живого, одинаков для всех организмов. Поэтому некорректно говорить, например, «Генетический код человека» или «Генетический код организма», что нередко используется в околонаучной литературе и фильмах. В данных случаях обычно имеется в виду геном человека, организма и др.

Разнообразие живых организмов и особенностей их жизнедеятельности обусловлено в первую очередь разнообразием белков. Специфическое строение белка определяется порядком и количеством различных аминокислот, входящих в его состав. Последовательность аминокислот пептида зашифрована в ДНК с помощью биологического кода. С точки зрения разнообразия набора мономеров, ДНК более примитивная молекула, чем пептид. ДНК представляет собой различные варианты чередования всего четырех нуклеотидов. Это долгое время мешало исследователям рассматривать ДНК как материал наследственности.

Как кодируются аминокислоты нуклеотидами

1) Нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) — это полимеры, состоящие из нуклеотидов. В каждый нуклеотид может входить одно из четырех азотистых оснований: аденин (А, еn: A), гуанин (Г, G), цитозин (Ц, en: C), тимин (T, en: Т). В случае РНК тимин заменяется на урацил (У, U).

При рассмотрении генетического кода принимают во внимание только азотистые основания. Тогда цепочку ДНК можно представить в виде их линейной последовательности. Например:

Комплиментарный данному коду участок иРНК будет таким:

2) Белки (полипептиды) — это полимеры, состоящие из аминокислот. В живых организмах для построения полипептидов используется 20 аминокислот (еще несколько очень редко). Для их обозначения тоже можно использовать одну букву (хотя чаще используют три — сокращение от названия аминокислоты).

Аминокислоты в полипептиде соединены между собой пептидной связью также линейно. Например, пусть имеется участок белка со следующей последовательностью аминокислот (каждая аминокислота обозначается одной буквой):

3) Если стоит задача закодировать каждую аминокислоту с помощью нуклеотидов, то она сводится к тому, как с помощью 4 букв закодировать 20 букв. Это можно сделать, сопоставляя буквам 20-ти буквенного алфавита слова, составленные из нескольких букв 4-х буквенного алфавита.

Если одну аминокислоту кодировать одним нуклеотидом, то можно закодировать только четыре аминокислоты.

Если каждой аминокислоте сопоставлять два подряд идущих в цепи РНК нуклеотида, то можно закодировать шестнадцать аминокислот. Действительно, если имеется четыре буквы (A, U, G, C), то количество их разных парных комбинаций будет 16: (AU, UA), (AG, GA), (AC, CA), (UG, GU), (UC, CU), (GC, CG), (AA, UU, GG, CC). [Скобки используются для удобства восприятия.] Это значит, что таким кодом (двухбуквенным словом) можно закодировать только 16 разных аминокислот: каждой будет соответствовать свое слово (два подряд идущих нуклеотида).

Из математики формула, позволяющая определить количество комбинаций, выглядит так: a b = n. Здесь n — количество разных комбинаций, a — количество букв алфавита (или основание системы счисления), b — количество букв в слове (или разрядов в числе). Если подставить в эту формулу 4-х буквенный алфавит и слова, состоящие из двух букв, то получим 4 2 = 16.

Если в качестве кодового слова каждой аминокислоты использовать три подряд идущих нуклеотида, то можно закодировать 4 3 = 64 разных аминокислот, так как 64 разных комбинации можно составить из четырех букв, взятых по три (например, AUG, GAA, CAU, GGU и т. д.). Это уже больше, чем достаточно для кодирования 20 аминокислот.

Именно трехбуквенный код используется в генетическом коде. Три подряд идущих нуклеотида, кодирующих одну аминокислоту, называются триплетом (или кодоном ).

Каждой аминокислоте сопоставляется определенный триплет нуклеотидов. Кроме того, поскольку комбинаций триплетов с избытком перекрывают количество аминокислот, то многие аминокислоты кодируются несколькими триплетами.

Три триплета не кодируют ни одну из аминокислот (UAA, UAG, UGA). Они обозначают конец трансляции и называются стоп-кодонами (или нонсенс-кодонами).

Триплет AUG кодирует не только аминокислоту метионин, но и инициирует трансляцию (играет роль старт-кодона).

Ниже приведены таблицы соответствия аминокислот триплетам нуклеоитидов. По первой таблице удобно определять по заданному триплету соответствующую ему аминокислоту. По второй — по заданной аминокислоте соответствующие ей триплеты.

Рассмотрим пример реализации генетического кода. Пусть имеется иРНК со следующим содержанием:

Разобьем последовательность нуклеотидов на триплеты:

Сопоставим каждому триплету кодируемую им аминокислоту полипептида:

Метионин — Аспаргиновая кислота — Серин — Треонин — Триптофан — Лейцин — Лейцин — Лизин — Аспарагин — Глутамин

Последний триплет является стоп-кодоном.

Свойства генетического кода

Свойства генетического кода во многом являются следствием способа кодирования аминокислот.

Первое и очевидное свойство — это триплетность. Под ним понимают тот факт, что единицей кода является последовательность из трех нуклеотидов.

Важным свойством генетического кода является его неперекрываемость. Нуклеотид, входящий в один триплет, не может входить в другой. То есть последовательность AGUGAA можно прочитать только как AGU-GAA, но нельзя, например, так: AGU-GUG-GAA. Т. е. если пара GU входит в один триплет, она не может уже быть составной частью другого.

Читайте так же:  Л карнитин без спорта

Под однозначностью генетического кода понимают то, что каждому триплету соответствует только одна аминокислота. Например, триплет AGU кодирует аминокислоту серин и больше никакую другую. Данному триплету однозначно соответствует только одна аминокислота.

С другой стороны, одной аминокислоте может соответствовать несколько триплетов. Например, тому же серину, кроме AGU, соответствует кодон AGC. Данное свойство называется вырожденностью генетического кода. Вырожденность позволяет оставлять многие мутации безвредными, так как часто замена одного нуклеотида в ДНК не приводит к изменению значения триплета. Если внимательно посмотреть на таблицу соответствия аминокислот триплетам, то можно увидеть, что, если аминокислота кодируется несколькими триплетами, то они зачастую различаются последним нуклеотидом, т. е. он может быть любым.

Также отмечают некоторые другие свойства генетического кода (непрерывность, помехоустойчивость, универсальность и др.).

Генетический код и классификация генов

Последовательность нуклеотидов ДНК, составляющая ген, кодирует последовательность аминокислот в белке. Всего известно двадцать основных аминокислот (рис. 8.14). Четыре типа нуклеотидов — А, Г, Ц, Т, сгруппированные по три, могут кодировать шестьдесят четыре аминокислоты (43 = 64).

В результате исследований Ф. Крика, Г. Кораны, М. Ниренберга, П. Ледерберга в 1965 году был составлен генетический код в его современном виде (табл. 8.1). Отмечаются следующие его особенности:

1. Код является триплетным, т. е. каждая аминокислота кодируется группой из трех нуклеотидов (триплетом нуклеотидов).

2. Код является неперекрывающимся.

3. Код вырожден, т. е. одна аминокислота может кодироваться не одним, а несколькими определенными триплетами нуклеотидов.

4. Код не имеет никаких «запятых», т. е. кодоны ничем не отделены друг от друга и нет никаких указаний, как выбирать лучшие триплеты.

5. Код считывается с фиксированной точки в пределах гена (молекулы нуклеиновой кислоты) в одном направлении.

В таблице генетического кода каждая из 20 аминокислот представлена трехбуквенным сокращением. Триплет нуклеотидов, кодирующий определенную аминокислоту, можно найти следующим образом. Первое основание кодона обозначается заглавной буквой слева. Она относится к четырем триюнтальным строкам справа. Второе основание обозначается заглавной буквой, стоящей в головке таблицы над вертикальным столбцом. Пересечение одного четырехстрочного ряда с одним вертикальным столбцом дает прямоугольник, включающий четыре кодона, содержащих одинаковое первое и второе основания. Третье основание кодона обозначается буквой справа в последнем столбце против каждой строчки.

Как видно из таблицы, код сильно вырожден. Только две аминокислоты (метионин и триптофан) имеют по одному кодирующему триплету, девять аминокислот (тирозин, фенилаланин и др.) кодируются каждая двумя триплетами, одна аминокислота (изолейцин) кодируется тремя триплетами, пять аминокислот (пролин, глицин и др.) кодируются четырьмя, а три аминоксилоты (аргинин, лейцин и серии) — даже шестью разными триплетами каждая

Из 64 1возможных триплетов, образуемых сочетаниями четырех оснований, 61 триплет кодирует аминокислоты, а три триплета, а именно: УАА (UAА),УАГ (UAG) У ГА (UGA), получившие в молекулярной генетике условные названия «охра», «амбер» и «опал», служат своего рода стоп-сигналами, обозначающими конец трансляции, и аминокислот не кодируют. На рисунке 8.15 генетический код представлен в форме круга.

Таким образом, из всего вышеизложенного можно сделать вывод, что ген — это участок молекулы ДНК, контролирующий определенный признак организма, или, по С. М. Гершензону (1979), —участок молекулы геномной (из гаплоидного набора) нуклеиновой кислоты, характеризуемый специфической для него последовательностью нуклеотидов, представляющий единицу функции, отличной от функции других генов, и способный изменяться путем мутирования.

Согласно схеме С. Бензера, генетический материал разделяется на цистроны — единицы функции, мутоны — единицы мутации и реконы — единицы рекомбинации. Все эти единицы характеризуются разным количеством пар нуклеотидов. Например, цистроны, отвечающие за синтез полипептидной нити, могут содержать до 1000 нуклеотидов, в то время как мутоны и реконы могут состоять только из одной пары нуклеотидов (К. Вилли, 1968; Г. Г. Баранецкий, 1987).

Гены делятся на две категории:

—структурные, кодирующие строение определенных белков (именно они определяют строение рибосомальных РНК);

[2]

—функциональные (акцепторные), служащие местами специфического присоединения белков-репрессоров и белков-активаторов.

К акцепторным генам относятся: ген-оператор, ген-промотор, ген-терминатор. Ген-оператор координирует проявление соседних генов, составляющих оперон. Оперон — это функциональная генетическая единица

Размером, средним между размерами гена и хромосомы. Оперон представляет совокупность совместно транскрибируемых генов, обычно контролирующих родственные биохимические функции. Он составлен из ряда линейно расположенных генов, структурная активность которых координируется прилегающим к ним функциональным геном.

Ген-промотор — это стартовые точки на ДНК, к которым присоединяются РНКполимеразы с тем, чтобы начать транскрипцию (по данным молекулярной генетики, начало транскрипции связано с присоединением к определенным последовательностям ДНК молекул РНК-полимеразы).

Ген-терминатор — ген, прекращающий определенные действия других генов.

8.5. Транскрипция и трансляция

Реализация генетической информации, заключенной в последовательности нуклеотидов ДНК, включает две стадии.

На первой стадии каждый ген служит матрицей для синтеза молекул РНК. На информационную РНК (иРНК) переписывается последовательность нуклеотидов определенного гена. Следовательно, в иРНК закодирована последовательность аминокислот. Процесс переписывания, или транскрипции, происходит в ядре на одной из нитей ДНК. Транскрипция — это переписывание последовательности нуклеотидов гена с ДНК на иРНК.

Далее, на второй стадии, иРНК (она же матричная — мРНК) перемещается в цитоплазму, где последовательность нуклеотидов переводится в последовательность аминокислот полипептида (белка). Этот процесс назван трансляцией. То есть трансляция — это перевод последовательности нукпеотипов гена в последовательность аминокислот белка (рис 8.16)

Информация о синтезе белка зашифрована в последовательности нуклеотидов. Три нуклеотида, кодирующие одну аминокислоту в ДНК, назы­ваются кодоногеном, а в иРНК-кодоном. Каждый кодоноген присоединяет комплементарный кодон. В процессе трансляции в рибосомах кодо-
нам иРНК подходят транспортные РНК (тРНК) с соответствующими анти-
кодонами. Аминокислота, принесенная тРНК, только в том случае идет на
синтез белка, когда триплет иРНК комплементарен триплету тРНК.

Читайте так же:  Содержание аминокислот в продуктах

Процессы транскрипции и трансляции в клетках эукариот проходят значительно сложнее по сравнению с бактериальными.

На первых этапах развития учения о молекулах иРНК Ф. Крик выдви­нул идею (в 1958 году) о главных процессах, протекающих при синтезе белков, назвав ее центральной догмой молекулярной биологии. Согласно центральной догме, ДНК обладает способностью строить на генах молеку­лы иРНК, которые переходят в цитоплазму и передают код гена на синтез полипептидов (трансляция). Эти процессы не имеют обратной связи, т. е. полипептид не способен транскрибировать молекулы иРНК, а молекулы иРНК не способны транскрибировать молекулы ДНК. Однако позже, как отмечает Н. П.Дубинин (1986), была установлена транскрипция молекул ДНК с молекул РНК. Это еще не является полным опровержением цент­ральной догмы молекулярной генетики, но показывает разнообразие генетических процессов, наследование которых может привести к неожидан­ным открытиям.

Вопросы для самопроверки

1. Как было доказано, что именно ДНК, а не белок является носителем наследственной информации?

2. Из каких компонентов состоят нуклеотиды нуклеиновых кислот? Как они расположе­ны?

3. Чем отличаются пурины от пиримидинов и какие азотистые основания входят в ту или иную группу? Чем отличается ДНК от РНК?

4. Охарактеризуйте модель структуры ДНК, предложенную Дж. Уотсоном и Ф. Криком.

5. Чем обусловлено правило Э. Чаргаффа и в чем оно заключается? Что такое коэффици­ент специфичности ДНК?

6. Как происходит репликация нуклеиновых кислот?

7. Какие из основных аминокислот входят в состав белка? Сколько их? Сколько аминокис­лот теоретически могут кодировать четыре типа яуклеотидов?

8. Что представляет собой генетический код? Покажите его в виде таблицы и в виде кру­га.

9. Каковы особенности генетического кода?

10. Приведите классификацию генов. На какие категории они делятся?

11. Что такое транскрипция и трансляция? Как происходит синтез белка у бактерий?

[3]

12. В чем сущность центральной догмы молекулярной биологии?

В белке до и после изменений в ДНК

Решение задач по цитологии на применение знаний в новой ситуации

Задачи на количественные соотношения при реализации наследственной информации

При решении задач данного типа необходимо помнить и обязательно указывать в пояснениях следующее:

  • Каждая аминокислота доставляется к рибосомам одной тРНК, значит, количество аминокислот в белке равно количеству молекул тРНК, участвующих в биосинтезе белка;
  • Каждая аминокислота кодируется тремя нуклетидами(одним триплетом или кодоном), следовательно количество кодирующих нуклеотидов всегда в три раза больше, а количество триплетов(кодонов) равно количеству аминокислот в белке;
  • Каждая тРНК имеет антикодон, комплементарный кодону иРНК, поэтому количество антикодонов, а значит и в целом молекул тРНК равно количеству кодонов иРНК;
  • иРНК комплиментарна одной из цепей ДНК, поэтому количество нуклеотидов иРНК равно количеству нуклеотидов ДНК. Количество триплетов, разумеется, также будет одинаковым.

Задача 1. В трансляции участвовало 75 молекул тРНК. Определите число аминокислот, входищих в состав синтезируемого белка, а также число триплетов и нуклеотидов в гене, который синтезирует данный белок.

1. Одна молекула тРНК доставляет к рибосоме одну аминокислоту. В трансляции участвовало 75 молекул тРНК, следовательно, в состав синтезируемого белка входит 75 аминокислот.

2. Каждая аминокислота кодируется одним триплетом ДНК, поэтому участок ДНК, кодирующий данный белок, содержит 75 триплетов.

3. Каждый триплет – это три нуклеотида, следовательно, указанный участок ДНК содержит 75х3=225 нуклеотидов.

Ответ: 75 аминокислот, 75 триплетов, 225 нуклеотидов ДНК.

Задача 2. Белок состоит из 200 аминокислот. Установите, во сколько раз молекулярная масса участка гена, кодирующего данный белок, превышает молекулярную массу белка, если средняя молекулярная масса аминокислоты – 110, а нуклеотида – 300. Ответ поясните.

1. Средняя масса аминокислоты -110, количество аминокислот – 200, следовательно, молекулярная масса белка 110х200=22000.

2. Каждая аминокислота кодируется тремя нуклеотидами, следовательно, количество нуклеотидов в указанном участке гена 200х3=600.

3. молекулярная масса участка гена составляет 600х300=180000.

4. 180000/22000=8,2, т.е. молекулярная масса участка гена в 8, 2 раза больше молекулярной массы кодируемого белка.

Ответ: в 8,2 раза.

Задачи на построение молекулы иРНК, антикодонов тРНК и определение последовательности аминокислот в белке.

При решении задач данного типа нужно помнить и указывать в пояснениях следующее:

  • нуклеотиды иРНК комплементарны нуклеотидам ДНК;
  • вместо тимина во всех видах РНК – урацил;
  • нуклеотиды иРНК пишутся подряд, без запятых, тюк. Имеется в виду одна молекула;

антикодоны тРНК пишутся через запятую, т.к. каждый антикодон принадлежит отдельной молекуле тРНК;

  • аминокислоты находим по таблице генетического кода;
  • если дана таблица генетического кода для иРНК, значит используем кодоны иРНК;
  • аминокислоты в белке пишутся через дефис, т.к. имеется ввиду, что они уже соединились и образовали первичную структуру белка.

Задача 3. Фрагмент цепи ДНК имеет последовательность АЦГТТГЦЦЦААТ. Определите последовательность нуклеотидов иРНК, антикодоны тРНК и последовательность аминокислот в синтезируемом белке.

1. фрагмент цепи ДНК:Кодоны иРНК Антикодоны тРНК Белок АЦГТТГЦЦЦААТУГЦААЦГГГУУА АЦГ, УУГ, ЦЦЦ, ААУ цис-асн-гли-лей

2. Пояснения: иРНК строим комплементарно ДНК; антикодоны тРНК комплементарны кодонам иРНК; аминокислоты находим по кодонам иРНК, используя таблицу генетического кода.

Задачи на определение аминокислотной последовательности

в белке до и после изменений в ДНК

при решении задач этого типа главное правильно убрать или, наоборот, добавить в зависимости от условий указанный нуклеотид или , возможно, целый триплет.

Задача 4. С какой последовательности аминокислот начинается белок, если он закодирован такой последовательностью нуклеотидов: ГАЦЦГАТГТАТГАГА. Каким станет начало цепочки, если под влиянием облучения четвертый нуклеотид окажется выбитым из молекулы ДНК? Как это отразится на свойствах синтезируемого белка?

1. Исходная (нормальная) ДНК: ГАЦЦГАТГТАТГАГА

2. Получаем измененную последовательность нуклеотидов. Для этого считаем слева направо, находим четвертый нуклеотид и убираем его. Оставшаяся последовательность будет на один нуклеотид короче, поэтому последний триплет будет неполным. Значит, и последовательность аминокислот будет короче на одну аминокислоту.

Читайте так же:  Спортпит для похудения для девушек

Измененная (мутантная) ДНК: ГАЦГАТГТАТГАГА

3. Первичная структура белка изменилась (изменилось число аминокислот и их последовательность), что отразится на пространственной структуре молекулы, а значит, и на ее свойствах и функциях.

| следующая лекция ==>
Факторный анализ прибыли предприятия от реализации продукции (от продаж) | Дополнение к теории тяготения в 20 веке

Дата добавления: 2016-10-30 ; просмотров: 456 | Нарушение авторских прав

Решение задач второго типа. Определение количества аминокислот в белке, нуклеотидов и триплетов в ДНК и РНК.

Справочная информация:

Видео (кликните для воспроизведения).

Аминокислоты, необходимые для синтеза белка, доставляются в рибосомы с помощью т-РНК. Каждая молекула т-РНК переносит только одну аминокислоту.

Информация о первичной структуре молекулы белка зашифрована в молекуле ДНК.

Каждая аминокислота зашифрована последовательностью из трех нуклеотидов. Эта последовательность называется триплетом или кодоном.

Пример 1. В про­цес­се транс­ля­ции участ­во­ва­ло 30 мо­ле­кул т-РНК. Опре­де­ли­те число ами­но­кис­лот, вхо­дя­щих в со­став син­те­зи­ру­е­мо­го белка, а также число три­пле­тов и нук­лео­ти­дов в гене, ко­то­рый ко­ди­ру­ет этот белок.

Элементы ответа:

1) Одна т-РНК транс­пор­ти­ру­ет одну ами­но­кис­ло­ту. Так как в син­те­зе белка участ­во­ва­ло 30 т-РНК, белок со­сто­ит из 30 ами­но­кис­лот.

2) Одну ами­но­кис­ло­ту ко­ди­ру­ет три­плет нук­лео­ти­дов, зна­чит, 30 ами­но­кис­лот ко­ди­ру­ет 30 три­пле­тов.

3) Три­плет со­сто­ит из 3 нук­лео­ти­дов, зна­чит ко­ли­че­ство нук­лео­ти­дов в гене, ко­ди­ру­ю­щем белок из 30 ами­но­кис­лот, равно 30х3=90.

Пример 2. В био­син­те­зе по­ли­пеп­ти­да участ­ву­ют мо­ле­ку­лы т-РНК с ан­ти­ко­до­на­ми УГА, АУГ, АГУ, ГГЦ, ААУ. Опре­де­ли­те нук­лео­тид­ную по­сле­до­ва­тель­ность участ­ка каж­дой цепи мо­ле­ку­лы ДНК, ко­то­рый несет ин­фор­ма­цию о син­те­зи­ру­е­мом по­ли­пеп­ти­де, и число нук­лео­ти­дов, со­дер­жа­щих аде­нин (А), гу­а­нин (Г), тимин (Т), ци­то­зин (Ц) в двух­це­по­чеч­ной мо­ле­ку­ле ДНК. Ответ по­яс­ни­те.

Элементы ответа:

1) и-РНК: АЦУ – УАЦ – УЦА – ЦЦГ – УУА (по прин­ци­пу ком­пле­мен­тар­но­сти).

2) ДНК: 1-ая цепь: ТГА – АТГ – АГТ – ГГЦ – ААТ

2-ая цепь: АЦТ – ТАЦ –ТЦА –ЦЦГ — ТТА

3) ко­ли­че­ство нук­лео­ти­дов: А — 9 (30%), Т — 9 (30%),

так как А=Т; Г — 6 (20%), Ц — 6 (20%), так как Г=Ц.

Пример 3.и-РНК со­сто­ит из 156 нук­лео­ти­дов. Опре­де­ли­те число ами­но­кис­лот, вхо­дя­щих в ко­ди­ру­е­мый ею белок, число мо­ле­кул т-РНК, участ­ву­ю­щих в про­цес­се био­син­те­за этого белка, и ко­ли­че­ство три­пле­тов в гене, ко­ди­ру­ю­щем пер­вич­ную струк­ту­ру белка. Объ­яс­ни­те по­лу­чен­ные ре­зуль­та­ты.

Элементы ответа:

1. Белок со­дер­жит 52 ами­но­кис­ло­ты, т. к. одну ами­но­кис­ло­ту ко­ди­ру­ет один три­плет (156:3).

2. т-РНК транс­пор­ти­ру­ет к месту син­те­за белка одну ами­но­кис­ло­ту, сле­до­ва­тель­но, всего в син­те­зе участ­ву­ют 52 т-РНК.

3. В гене пер­вич­ную струк­ту­ру белка ко­ди­ру­ют 52 три­пле­та, так как каж­дая ами­но­кис­ло­та ко­ди­ру­ет­ся одним три­пле­том.

Пример 4. Ген со­дер­жит 1500 нук­лео­ти­дов. В одной из цепей со­дер­жит­ся 150 нук­лео­ти­дов А, 200 нук­лео­ти­дов Т, 250 нук­лео­ти­дов Г и 150 нук­лео­ти­дов Ц. Сколь­ко нук­лео­ти­дов каж­до­го вида будет в цепи ДНК, ко­ди­ру­ю­щей белок? Сколь­ко ами­но­кис­лот будет за­ко­ди­ро­ва­но дан­ным фраг­мен­том ДНК?

Элементы ответа:

1) В ко­ди­ру­ю­щей цепи ДНК в со­от­вет­ствии с пра­ви­лом ком­пле­мен­тар­но­сти нук­лео­ти­дов будет со­дер­жать­ся: нук­лео­ти­да Т — 150, нук­лео­ти­да А — 200, нук­лео­ти­да Ц — 250, нук­лео­ти­да Г — 150. Таким об­ра­зом, всего А и Т по 350 нук­лео­ти­дов, Г и Ц по 400 нук­лео­ти­дов.

2) Белок ко­ди­ру­ет­ся одной из цепей ДНК.

3) По­сколь­ку в каж­дой из цепей 1500/2=750 нук­лео­ти­дов, в ней 750/3=250 три­пле­тов. Сле­до­ва­тель­но, этот уча­сток ДНК ко­ди­ру­ет 250 ами­но­кис­лот.

[1]

Пример 5. Фрагмент молекулы и-РНК состоит из 87 нуклеотидов. Определите число нуклеотидов двойной цепи ДНК, число триплетов матричной цепи ДНК и число нуклеотидов в антикодонах всех т-РНК, которые участвуют в синтезе белка. Ответ поясните.

Элементы ответа:

1) двойная цепь ДНК содержит 87 х 2 = 174 нуклеотида, так как молекула ДНК состоит из двух цепей;

2) матричная цепь ДНК содержит 87: 3 = 29 триплетов, так как триплет содержит три нуклеотида;

3) в антикодонах всех т-РНК содержится 87 нуклеотидов.

Пример 6.Сколько нуклеотидов содержит ген (обе цепи ДНК), в котором запрограммирован белок из 520 аминокислот? Какую он имеет длину (расстояние между нуклеотидами в ДНК составляет 0,34 нм)? Какое время понадобиться для синтеза этого белка, если скорость передвижения рибосомы по и-РНК составляет 6 триплетов в секунду?

Элементы ответа:

1) одну аминокислоту кодирует тройка нуклеотидов — число нуклеотидов в двух цепях: 520 х 3 х 2 = 3120;

2) длина гена: 1560 х 0,34 = 530,4 нм (определяется по одной цепи, так как цепи располагаются параллельно);

3) время синтеза: 1560 : 6 = 260 с (4,3 мин.).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Для студента самое главное не сдать экзамен, а вовремя вспомнить про него. 9791 —

| 7397 — или читать все.

185.189.13.12 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Белок ген триплет аминокислота

Генетический код – это способ, с помощью которого информация о строении белка записана в ДНК. Свойства генкода:

  • Триплетность: одна аминокислота кодируется тремя нуклеотидами. Эти 3 нуклеотида в ДНК называются триплет, в иРНК – кодон, в тРНК – антикодон.
  • Избыточность (вырожденность): аминокислот всего 20, а триплетов, кодирующих аминокислоты – 61, поэтому каждая аминокислота кодируется несколькими триплетами.
  • Однозначность: каждый триплет (кодон) кодирует только одну аминокислоту.
  • Универсальность: генетический код одинаков для всех живых организмов на Земле.

Этапы синтеза белка

Транскрипция (переписывание информации с ДНК на иРНК). В определенном участке ДНК разрываются водородные связи, получается две одинарных цепочки. На одной из них по принципу комплементарности строится иРНК. Затем она отсоединяется и уходит в цитоплазму, а цепочки ДНК снова соединяются между собой.

Читайте так же:  Какой протеин для мышечной

Трансляция (синтез белка). Внутри рибосомы к кодонам иРНК по принципу комплементарности присоединяются антикодоны тРНК. Рибосома соединяет между собой аминокислоты, принесенные тРНК, получается белок.

1. Сколько аминокислот кодирует 900 нуклеотидов
А) 100
Б) 200
В) 300
Г) 400

2. Какой антикодон транспортной РНК соответствует триплету ТГА в молекуле ДНК
А) АЦУ
Б) ЦУГ
В) УГА
Г) АГА

3. Сборка белковых молекул в клетке происходит на
А) мембранах эндоплазматической сети
Б) мембранах аппарат Гольджи
В) митохондриях
Г) рибосомах

4. С помощью молекул иРНК осуществляется передача наследственной информации
А) из ядра к митохондрии
Б) из одной клетки в другую
В) из ядра к рибосоме
Г) от родителей потомству

5. Антикодону ААУ на транспортной РНК соответствует триплет на ДНК
А) ТТА
Б) ААТ
В) ААА
Г) ТТТ

6. иРНК является копией
А) одного гена или группы генов
Б) цепи молекулы белка
В) одной молекулы белка
Г) части плазматической мембраны

7. Сколько нуклеотидов в гене кодируют последовательность 60 аминокислот в молекуле белка
А) 60
Б) 120
В) 180
Г) 240

8. Белок состоит из 100 аминокислот. Определите число нуклеотидов в молекуле ДНК, кодирующей данный белок
А) 200
Б) 300
В) 400
Г) 600

9. Какое число нуклеотидов в гене кодирует первичную структуру белка, состоящего из 300 аминокислот
А) 150
Б) 300
В) 600
Г) 900

10. Генетический код определяет принцип записи информации о
А) последовательности аминокислот в молекуле белка
Б) транспорте иРНК в клетке
В) расположении глюкозы в молекуле крахмала
Г) числе рибосом на эндоплазматической сети

11. Рибонуклеиновая кислота в клетках участвует в
А) хранении наследственной информации
Б) биосинтезе белков
В) биосинтезе углеводов
Г) регуляции обмена жиров

12. Каждая аминокислота в клетке кодируется
А) одной молекулой ДНК
Б) несколькими триплетами
В) несколькими генами
Г) одним нуклеотидом

13. Определенной последовательностью трех нуклеотидов зашифрована в клетке каждая молекула
А) аминокислоты
Б) глюкозы
В) крахмала
Г) глицерина

14. Функциональная единица генетического кода
А) нуклеотид
Б) триплет
В) аминокислота
Г) тРНК

15. Синтез белка происходит в
А) аппарате Гольджи
Б) рибосомах
В) гладкой эндоплазматической сети
Г) лизосомах

16. Какой триплет в тРНК комплементарен кодону ГЦУ на иРНК
А) ЦГТ
Б) АГЦ
В) ГЦТ
Г) ЦГА

17. Генетический код является универсальным, так как
А) каждая аминокислота кодируется тройкой нуклеотидов
Б) место аминокислоты в молекуле белка определяют разные триплеты
В) он един для всех живущих на Земле существ
Г) несколько триплетов кодируют одну аминокислоту

18. Число нуклеотидов, кодирующих в клетке каждую аминокислоту,
А) один
Б) два
В) три
Г) четыре

19. Какой триплет в молекуле информационной РНК соответствует кодовому триплету ААТ в молекуле ДНК
А) УУА
Б) ТТА
В) ГГЦ
Г) ЦЦА

20. Принцип записи информации о расположении аминокислот в молекуле белка в виде последовательности триплетов ДНК
А) ген
Б) кодон
В) антикодон
Г) генетический код

21. Триплетность, специфичность, универсальность, неперекрываемость — это свойства
А) генотипа
Б) генома
В) генетического кода
Г) генофонда популяции

22. Белок состоит из 240 аминокислотных остатков. Сколько нуклеотидов в гене, в котором закодирована первичная структура этого белка?
А) 120
Б) 360
В) 480
Г) 720

23. Информация о последовательности расположения аминокислот в молекуле белка переписывается в ядре с молекулы ДНК на молекулу
А) АТФ
Б) рРНК
В) тРНК
Г) иРНК

24. Участок ДНК, содержащий информацию об одной полипептидной цепи, называют
А) хромосомой
Б) триплетом
В) геном
Г) кодом

25. Белок состоит из 180 аминокислотных остатков. Сколько нуклеотидов в гене, в котором закодирована последовательность аминокислот в этом белке
А) 90
Б) 180
В) 360
Г) 540

26. Первичная структура молекулы белка, заданная последовательностью нуклеотидов иРНК, формируется в процессе
А) трансляции
Б) транскрипции
В) редупликации
Г) денатурации

27. Какая последовательность правильно отражает путь реализации генетической информации
А) ген —> иРНК —> белок —> признак
Б) признак —> белок —> иРНК —> ген —> ДНК
В) иРНК —> ген —> белок —> признак
Г) ген —> ДНК —> признак —> белок

28. Три рядом расположенных нуклеотида в молекуле ДНК называют
А) триплетом
Б) генетическим кодом
В) геном
Г) генотипом

29. Выберите правильную последовательность передачи информации в процессе синтеза белка в клетке
А) ДНК —> информационная РНК —> белок
Б) ДНК —> транспортная РНК —> белок
В) рибосомальная РНК —> транспортная РНК —> белок
Г) рибосомальная РНК —> ДНК —> транспортная РНК —> белок

30. Однозначность генетического кода проявляется в кодировании триплетом одной молекулы
А) аминокислоты
Б) полипептида
В) АТФ
Г) нуклеотида

31. Единство генетического кода всех живых существ на Земле проявляется в его
А) триплетности
Б) однозначности
В) специфичности
Г) универсальности

32. Какой триплет на ДНК соответствует кодону УГЦ на и-РНК?
А) ТГЦ
Б) АГЦ
В) ТЦГ
Г) АЦГ

33. Трансляция — это процесс, при котором
А) удваивается количество нитей ДНК
Б) на матрице ДНК синтезируется иРНК
В) на матрице иРНК в рибосоме синтезируются белки
Г) разрываются водородные связи между молекулами ДНК

34. Молекулы какого вещества являются посредниками в передаче информации о первичной структуре белка из ядра к рибосоме?
А) иРНК
Б) АТФ
В) тРНК
Г) ДНК

35. Одной и той же аминокислоте соответствует антикодон УЦА на транспортной РНК и триплет в гене на ДНК
А) ГТА
Б) АЦА
В) ТГТ
Г) ТЦА

Читайте так же:  Л карнитин и липоевая кислота

36. Синтез гемоглобина в клетке контролирует определенный отрезок молекулы ДНК, который называют
А) кодоном
Б) триплетом
В) генетическим кодом
Г) геном

37. Последовательность триплетов в иРНК определяет
А) образование вторичной структуры молекулы белка
Б) порядок соединения аминокислот в белке
В) синтез тРНК на ДНК
Г) скорость синтеза полипептидной цепи

ЕГЭ biologia’s Blog

Решение биологических задач. Генетический код

Задачи. Генетический код днк
Решение биологических задач по расшифровке генетического кода

Очень часто в части С пятая задача предлагается на расшифровку генетического кода, зная последовательность нуклеотидов в гене, необходимо установить аминокислотный состав белковой молекулы. Для того, чтобы решить такую задачу необходимо уметь пользоваться таблицей генетического кода.

Выглядит она следующим образом:

В таблице представлены три вида оснований (первое, второе и третье), обратите внимание на то, что они даются в двухвариантах: без скобок- нуклеотиды РНК, а в скобках — нуклеотиды ДНК.

Пользоваться ей не сложно. Предположим, нам известно, что в ДНК есть участок со следующим составом нуклеотидов А-А-Г-Ц-Т-Т-Т-Г-Ц-Ц-А-Г, разделим его на триплеты. Первый триплет ДНК: А-А-Г, смотрим в таблице первое основание (А), это первый горизонтатьный столбец. Далее ищем второе основание (А). на пересечении этих двух столбцов видим прямоугольник в котором расположены четыре аминокислоты, для того что бы выбрать нужную нам, необходимо в крайнем правом столбце выбрать третье основание (Г), это вторая строчка -аминовислота ФЕН (фенилаланин).

Зная алгоритм действия, мы можем решать биологические задачи и расшифровывать генетический код ДНК, используя таблицу Генетического кода.

Дорешаем нашу задачу до конца, Ц-Т-Т кодирует аминокислоту ГЛУ(глутаминовая кислота), Т-Г-Ц- ТРЕ (треонин), Ц-А-Г — ВАЛ (валин). Обратитет внимание на триплеты, где стоят прочерки, их три (УАТ, УАЦ, УЦТ)- это стоп-кодоны, или их называют «знаки препинания». Они означаю конец синтеза данного белка.

Решение задач по молекулярной биологии

Разделы: Биология

Темы «Молекулярная биология» и «Генетика» – наиболее интересные и сложные темы в курсе «Общая биология». Эти темы изучаются и в 9-х, и в 11­х классах, но времени на отработку умения решать задачи в программе явно недостаточно. Однако умение решать задачи по генетике и молекулярной биологии предусмотрено Стандартом биологического образования, а также такие задачи входят в состав КИМ ЕГЭ.

Для решения задач по молекулярной биологии необходимо владеть следующими биологическими понятиями: виды нуклеиновых кислот,строение ДНК, репликация ДНК , функции ДНК, строение и функции РНК, генетический код, свойства генетического кода,мутация.

Типовые задачи знакомят с основными приемами рассуждений в генетике, а «сюжетные»– полнее раскрывают и иллюстрируют особенности этой науки, делая ее интересной и привлекательной для учащихся. Подобранные задачи характеризуют генетику как точную науку, использующую математические методы анализа. Решение задач в биологии требует умения анализировать фактический материал, логически думать и рассуждать , а также определенной изобретательности при решении особенно трудных и запутанных задач.

Для закрепления теоретического материала по способам и приемам решения задач предлагаются задачи для самостоятельного решения, а также вопросы для самоконтроля.

Примеры решения задач

  • Один шаг это полный виток спирали ДНК–поворот на 360 o
  • Один шаг составляют 10 пар нуклеотидов
  • Длина одного шага – 3,4 нм
  • Расстояние между двумя нуклеотидами – 0,34 нм
  • Молекулярная масса одного нуклеотида – 345 г/моль
  • Молекулярная масса одной аминокислоты – 120 г/мол
  • В молекуле ДНК: А+Г=Т+Ц (Правило Чаргаффа: ∑(А) = ∑(Т), ∑(Г) = ∑(Ц), ∑(А+Г) =∑(Т+Ц)
  • Комплементарность нуклеотидов: А=Т; Г=Ц
  • Цепи ДНК удерживаются водородными связями, которые образуются между комплементарными азотистыми основаниями: аденин с тимином соединяются 2 водородными связями, а гуанин с цитозином тремя.
  • В среднем один белок содержит 400 аминокислот;
  • вычисление молекулярной массы белка:


где Мmin – минимальная молекулярная масса белка,
а – атомная или молекулярная масса компонента,
в – процентное содержание компонента.

Задача № 1.Одна из цепочек ДНК имеет последовательность нуклеотидов : АГТ АЦЦ ГАТ АЦТ ЦГА ТТТ АЦГ . Какую последовательность нуклеотидов имеет вторая цепочка ДНК той же молекулы. Для наглядности можно использовать магнитную «азбуку» ДНК (прием автора статьи) .
Решение: по принципу комплементарности достраиваем вторую цепочку (А-Т,Г-Ц) .Она выглядит следующим образом: ТЦА ТГГ ЦТА ТГА ГЦТ ААА ТГЦ.

Задача № 2. Последовательность нуклеотидов в начале гена, хранящего информацию о белке инсулине, начинается так: ААА ЦАЦ ЦТГ ЦТТ ГТА ГАЦ. Напишите последовательности аминокислот, которой начинается цепь инсулина.
Решение: Задание выполняется с помощью таблицы генетического кода, в которой нуклеотиды в иРНК (в скобках – в исходной ДНК) соответствуют аминокислотным остаткам.

Задача № 3. Большая из двух цепей белка инсулина имеет (так называемая цепь В) начинается со следующих аминокислот : фенилаланин-валин-аспарагин-глутаминовая кислота-гистидин-лейцин. Напишите последовательность нуклеотидов в начале участка молекулы ДНК, хранящего информацию об этом белке.

Видео (кликните для воспроизведения).

Решение (для удобства используем табличную форму записи решения): т.к. одну аминокислоту могут кодировать несколько триплетов, точную структуру и-РНК и участка ДНКопределить невозможно, структура может варьировать. Используя принцип комплементарности и таблицу генетического кода получаем один из вариантов:

Источники


  1. Джероян Г.О. Тактическая подготовка боксера; Книга по Требованию — Москва, 2012. — 492 c.

  2. Гиппиус, С.В. Актерский тренинг. Гимнастика чувств / С.В. Гиппиус. — М.: СПб: Прайм-Еврознак, 2007. — 384 c.

  3. Куликовская, Т. А. Артикуляционная гимнастика в считалках / Т.А. Куликовская. — М.: Гном, 2012. — 610 c.
Белок ген триплет аминокислота
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here