Элементарной единицей наследственности является ген. Один ген кодирует один тип белка, поэтому сколько генов столько типов белков
5. Мутации кодона, которые приводят к следующим нуклеотидным последовательностям в иРНК: УАА, УАГ, УГА прерывают синтез молекулы белка на полисоме.
ЗАДАЧА № 1. Вес молекулы ДНК 12x1018. Найти длину ДНК, сколько белков закодировано в ней, если один полипептид состоит из 200 мономеров. Найти нуклеотидный состав молекулы ДНК, если адениновых нуклеотидов 12%. Вес нуклеотида – 300, длина – 3,4 Ао.
Решение.
1. Найдем количество нуклеотидов =12x1018 / 300 (вес одного нуклеотида) =4 x1016
2. Длина ДНК= 4 x1016 : 2 x 3,4 Ао = 6,8 x1016 Ао
3. Вес гена = 200 x 3 x 300 =180000 (200 аминокислот - мономеров белков).
4. Найдем количество белков. Так как один ген кодирует один тип белка, то
n (количество) генов = n белков = вес ДНК/ вес гена = 12x1018 : 180000 = 0,7x1014
Запомнить, что структурной единицей ДНК и гена является нуклеотид, а структурной единицей белка – аминокислота; функциональной единицей ДНК – ген.
5. Найдем нуклеотидный состав по правилу Чаргаффа: А=Т, Г=Ц.
А=Т=18%; А+Т+Ц+Г= 100% Г=Ц= (100% - 18%x2) : 2 = 32%
n А = n Т= 18% x 12x1018 : 100% = 216x1016;
n Ц = n Г= 32% x 12x1018 : 100% = 382x1016 .
ЗАДАЧА № 2. Длина всей ДНК клетки эпителия человека равна 218 см. Найти количество пар нуклеотидов в ДНК, если длина одного нуклеотида 3,4 Ао.
Решение.
1. В одном метре содержится 1010 Ао, поэтому 218см = 2,18м = 2,18x1010Ао.
2. Найдем кол-во пар нуклеотидов: n пар = 2,18x1010Ао: 3,4 Ао = 0,6x1010Ао
ЗАДАЧА № 3. Длина гена составляет 0,9x108Ао. Найти, что тяжелее вес гена или вес белка, который кодируется данным геном и во сколько раз? Вес одной аминокислоты 110.
Решение.
1. L гена = n нукл. x 3,4 Ао, поэтому n нукл. = 0,9x108Ао : 3,4 Ао = 0,27x108.
2. Вес гена = 0,27x108 x 300 = 81x108(ген – одна цепь ДНК)
3. n аминокислот = n нукл. : 3 = 0,27x108 : 3 = 0,09x108. Вес белка = n аминок-т x110 (вес одной аминокислоты) = 9,9x108 Вес гена : вес белка = 8 раз
РЕШИТЬ ЗАДАЧИ
1.Сколько и каких видов нуклеотидов потребуется для редупликации фрагмента ДНК: ЦТГ, ТГА, ТТТ, ТГГ, ТТТ, ТАЦ, ААТ. Каким принципом Вы при этом руководствовались ?
2. В ДНК нуклеотиды расположены в такой последовательности ААТ, ГТА, ГТА, ААА, ГГЦ, АГТ, ЦЦА, ААА ... . Какую первичную структуру имеет полипептид (белок), синтезируемый при участии этой цепи ?
3. Полипептид состоит из следующих аминокислот: аланин-цистеин-гистидин-метионин-тирозин. Определите структуру ДНК, кодирующего эту полипептидную цепь.
4. Как изменится структура белка, если из кодирующего его участка ДНК: ГАТАЦГТАТААААГАЦЦАГАГЦЦГ - удалить пятый и тринадцатый нуклеотиды слева?
5. При синдроме Фанкони (нарушение образования костной ткани) у больного с мочой выделяются аминокислоты, которым соответствуют следующие триплеты и-РНК: АУА-ГУЦ-АУГ-УЦА-УУГ-УАУ-ГУУ-ГУУ-АУУ. Определите, выделение каких аминокислот с мочой характерно для синдрома Фанкони ?
6. У человека, больного цистинурией (содержание в моче больного больше чем в норме числа аминокислот) с мочой выделяются аминокислоты, которым соответсвуют следующие триплеты и-РНК: ЦУУ-ГУУ-ЦУГ-ГУГ-УЦГ-ГУЦ-АУА. У здорового человека в моче обнаруживается - аланин-серин-глутаминовая кислота-глицин.
1.Выделение каких аминокислот с мочой характерно для больных цистинурией ?
2. Напишите триплеты, соответствующие аминокислотам, имеющимся в моче здорового человека.
7. Участок цепи белка вируса табачной мозаики состоит из следующих аминокислот: серин-глицин-серин-изолейцин-треонин-пролин-серин. В результате воздействия на и-РНК азотистой кислотой цитозин и-РНК превращается в гуанин. Определите изменения в строении белка, вируса табачной мозаики после воздействия на РНК азотистой кислотой.
8. Как изменится структура белка, если из кодирующего его участка ДНК - ГАТАЦТТАТАТАЦАЦГАЦЦЦГААА удалить пятый, шестой и седьмой ?
9. Ионизирующая радиация способна иногда "выбивать" отдельные нуклеотиды из молекулы ДНК или РНК, не нарушая ее целостности. Допустим, что в одном случае из молекулы удалены только один нуклеотид, в другом три подряд, в третьем случае тоже три нуклеотида, но расположены они на некотором расстоянии друг от друга. Как это отразится на белке синтезируемом на основе наследственной информации, закодированной в такой поврежденной молекуле ? В каких трех указанных случаях фактически образующийся белок будет отличаться от нормального всего слабее и какой будет отличаться всего сильнее ?
10. Белок состоит из 185 аминокислот. Какую длину имеет ген, определяющий его, если размер одного нуклеотида 3,4 А ?
11. Химический анализ показал, что 20% от общего числа нуклеотидов данной и-РНК приходится на аденин, 6% на урацил, 40% на гуанин Каков должен быть нуклеотидный состав соответствующего участка ДНК (двухцепочечного), информация с которого переписана данная, и-РНК ? А каков будет состав ДНК, если и-РНК содержит 18% гуанина, 30% аденина, 20% урацила ?
12. Бактерия кишечная палочка содержит всего одну молекулу ДНК с молекулярной массой 2000000000, а бактериофаг, паразитирующий в бактерии кишечной палочке, содержит тоже одну молекулу ДНК, но с массой 30000000.
A. Сколько видов белков может быть закодировано в ДНК бактерии, если принять, что типичный белок состоит из 200 аминокислот? Сколько видов белка можно закодировать в ДНК бактериофага?
B. Что имеет большую массу и во сколько раз, одна молекула белка или ген, в котором закодирован такой белок ?
С. Почему ДНК бактерии длиннее ДНК бактериофага и во сколько раз?
D. Сравните длину молекулы ДНК бактерии и всей бактериальной клетки
(1 мкм). Во сколько раз ДНК длиннее самой клетки? Как такая ДНК может поместиться в клетке? Если молекулярная масса нуклеотида - 330. Молекулярная масса аминокислот - 110.
13 . Сколько молекул рибозы и фосфорной кислоты содержится в молекуле и-РНК, если количество цитозина составляет - 1000, урацила -500, гуанина - 600, аденина - 400.
14. Что опаснее с точки зрения возможного влияния на
наследственность:
А. Замена в кодовой тройке первого нуклеотида.
В. Замена в кодовой тройке последнего нуклеотида
15. Какое изменение молекулы ДНК сильнее повлияет на строение
белка: выпадение одного нуклеотида из триплета или целого триплета ? Нормальная цепь ДНК имеет следующее строение: АГТ ТГГ ЦТЦ ЦТГ Г.
РАБОТА 2: ПОСТРОЕНИЕ СХЕМЫ ТРАНСКРИПЦИИ И ТРАНСЛЯЦИИ У ЭУКАРИОТ.
1. Записать схему транскрипции, отметив участки ДНК и и-РНК: ДНК:
Отметьте цифрами:
ДНК:
Структурные гены:
1. Экзон -
2. Интрон -
3. Промотор -
4. Терминатор –
и РНК:
1. Пре- мРНК -
2. Терминатор -
3. РНК-полимераза –
2. Отметьте в каком случаи происходит сплайсинг ( А или В)
А. 
В. 
3. Строение зрелой и РНК (отметьте цифрами):
кодирующая часть -
стартовый кодон -
колпачок -
лидер -
трейлер -
4. Нарисуйте схему трансляции.
ИТОГОВЫЙ КОНТРОЛЬ.
Вариант1.
1. Виды РНК.
2. Структуры гена:
А. промотор
В.экзон
С.интрон
D. терминатор
Е.трейлер
3. Что означает термин сплайсинг:
A. вырезание неинформативных участков (нитронов).
B. созревание и-РНК.
C. синтез белка.
4. Роль колпачка в и-РНК:
A. Последовательность нуклеотидов с метилированными основаниями, которая обеспечивает узнавание малой субъединицы рибосомы.
B. Вводная последовательность нуклеотидов, комплиментарная последовательности в молекуле р-РНК малой субъединицы рибосомы, которая обеспечивает прикрепление и-РНК к малой субъединице.
5. Фазы трансляции.
6. Ген-оператор это:
А. последовательность нуклеотидов, которая узнается белком регулятором.
В. участок ДНК между промотором и структурными генами. С. тесно связанная последовательность структурных генов, определяющих синтез группы ферментов для какой-то одной цепи биохимических реакций и регулирующаяся как единое целое.
7. Фазы репарации ДНК.
Вариант 2.
1. Свойства кода.
2. Структуры зрелой и-РНК:
А. промотор
В.колпачок
С. лидер
D. стартовый кодон
Е. кодирующая часть
F. трейлер
3. Что означает тер мин процессинг:
A. вырезание неинформативных участков (интронов).
B. созревание и-РНК.
C. синтез белка.
4. Роль лидерной последовательности в и-РНК:
A. последовательность нуклеотидов с метилированными основаниями, которая обеспечивает узнавание малой субъединицы рибосо-мы.
B. вводная последовательность нуклеотидов, комплиментарная последовательности в молекуле р-РНК малой субъединицы рибосо-мы, которая обеспечивает прикрепление и-РНК к малой субъединице.
5. Фазы трансляции.
6. Оперон это:
А. последовательность нуклеотидов, которая узнается белком регулятором.
В. участок ДНК между промотором и структурными генами. С. тесно связанная последовательность структурных генов, определяющих синтез группы ферментов для какой-то одной цепи биохимических реакций и регулирующаяся как единое целое.
7. Что означает "репарация ДНК".
ПРИЛОЖЕНИЕ 1.