Сколько аминокислот кодируется 150 нуклеотидами

ПРАКТИКУМ «РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ НА ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД И БИОСИНТЕЗ БЕЛКА»

Теория:

Ген – участок молекулы ДНК несущий информацию о структуре одного белка.

Кодон – три рядом стоящих нуклеотида и-РНК, шифрующие определённую аминокислоту.

Генетический код, или код ДНК – сочетание трех нуклеотидов ДНК, кодирующие определённую аминокислоту.

Антикодон – три нуклеотида т-РНК, которые комплементарны одному из кодонов и-РНК, шифрующие именно ту аминокислоту, которую данная т-РНК транспортирует к рибосоме, где осуществляется сборка белка.

Транскрипция — процесс синтеза иРНК на ДНК.

Трансляция — процесс синтеза полипептидной цепи (белка) на рибосоме

Молекулярная масса одной аминокислоты в среднем 100.

Расстояние между нуклеотидами 0,34нм.

Молекулярная масса одного нуклеотида 345.

Правило Чаргаффа: количество аденина = количеству тимина, количество гуанина = количеству цитозина.

Свойства генетического кода:

1. Код триплетен.

2. Код избыточен.

3. Код однозначен.

4. Между генами имеются «знаки препинания» — старт- и стоп-кодоны.

5. Внутри гена нет «знаков препинания».

6. Код универсален.

Задача № 1. Пользуясь таблицей генетического кода ДНК, определите, какие аминокислоты кодируются триплетами: ЦАТ, ТТТ, ГAT.
Задача №2. Используя таблицу генетического кода, нарисуйте участок ДНК, в котором закодирована информация о следующей последовательности аминокислот в белке: — аланин — аргинин — валин -глицин — лизин.
Задача № 4 Используя таблицу генетического кода, нарисуйте участок молекулы ДНК, в котором закодирована информация о следующей последовательности аминокислот в белке: — фенилаланин — лейцин — валин — изолейцин — серии — фенилаланин — валин — ; определите массу и длину полученного участка ДНК.
Задача №5. В одной молекуле ДНК Т составляет 16% от общего количества нуклеотидов. Определите количество (в %) Каждого из остальных видов нуклеотидов.
Задача № 6. Участок молекулы ДНК, кодирующий часть полипептида, имеет следующее строение: -А-Ц-Ц-А-Т-А-Г-Т-Ц-Ц-А-А-Г-Г-А-. Определите последовательность аминокислот в полипептиде.
Задача № 7. Сколько нуклеотидов содержит ген (обе цепи ДНК), в котором запрограммирован белок инсулин из 51 аминокислоты?
Задача № 8. Известны молекулярные массы четырех белков: а) 3000; б) 4600; в) 78 000; г) 3500. Определите длины соответствующих генов.
Задача № 9. Какова молекулярная масса гена (двух цепей ДНК), если в одной его цепи запрограммирован белок с молекулярной массой 1500?
Задача № 10. Полипептид состоит из следующих аминокислот: валин -аланин — глицин — лизин — триптофан — валин — серии. Определите структуру участка ДНК, кодирующего эту полипептидную цепь, его массу и длину.
Задача № 11. Фрагмент молекулы ДНК содержит 2348 нуклеотидов. На долю адениновых приходится 420. Сколько содержится других нуклеотидов? Найдите массу и длину фрагмента ДНК.
Задача № 12. Полипептид состоит из следующих аминокислот: аланин -глицин — лейцин — пролин — серии — цистеин. Какие т-РНК (с какими антикодонами) участвуют в синтезе белка? Найдите массу и длину РНК.
Дополнительные задачи

1.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?

            2. 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.

3.      3. В результате мутации во фрагменте молекулы белка аминокислота треонин (тре) заменилась на глутамин (глн). Определите аминокислотный состав фрагмента молекулы нормального и мутированного белка и фрагмент мутированной иРНК, если в норме иРНК имеет последовательность: ГУЦАЦАГЦГАУЦААУ. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

4.       4.В пробирку поместили рибосомы из разных клеток, весь набор аминокислот и одинаковые молекулы и-РНК и т-РНК, создали все условия для синтеза белка. Почему в пробирке будет синтезироваться один вид белка на разных рибосомах?

5.    5.   В биосинтезе полипептида участвуют молекулы тРНК с антикодонами УАЦ, УУУ, ГЦЦ, ЦАА в данной последовательности. Определите соответствующую последовательность нуклеотидов на иРНК, ДНК и последова­тельность аминокислот во фрагменте молекулы белка, используя таблицу генетического кода.

6.       6.В молекуле ДНК обнаружено 880 гуанидиловых нуклеотидов, которые составляют 22% от общего числа нуклеотидов в этой ДНК. Определите: а) сколько других нуклеотидов в этой ДНК? б) какова длина этого фрагмента?

7.       7.Фрагмент гена ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов ГТЦ  ЦТА  АЦЦ  ГГА  ТТТ. Определите последовательность нуклеотидов и-РНК и аминокислот в полипептидной цепи белка.

8.       8.Фрагмент гена ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов ТЦГ  ГТЦ  ААЦ  ТТА  ГЦТ. Определите последовательность нуклеотидов и-РНК и аминокислот в полипептидной цепи белка.

9.      9. Фрагмент гена ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов ТГГ  АЦА  ГГТ  ТТЦ  ГТА. Определите последовательность нуклеотидов и-РНК и аминокислот в полипептидной цепи белка.

10.   Определите порядок следования аминокислот в участке молекулы белка, если известно, что он кодируется такой последовательностью нуклеотидов ДНК: ТГА  ТГЦ   ГТТ  ТАТ  ГЦГ  ЦЦЦ. Как изменится  белок , если химическим путем будут удалены 9-й и 13-й нуклеотиды?

Задачи по теме: «Биосинтез белка»

1.  Фрагмент цепи ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: ТАЦЦЦТЦАЦТТГ. Определите последовательность нуклеотидов на иРНК, антикодоны соответствующих тРНК и аминокислотную последовательность соответствующего фрагмента молекулы белка, используя таблицу генетического кода.

2. Фрагмент цепи иРНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: ЦУАЦААГГЦУАУ. Определите последовательность нуклеотидов на ДНК, антикодоны соответствующих тРНК и аминокислотную последовательность соответствующего фрагмента молекулы белка, используя таблицу генетического кода.

3. Сколько нуклеотидов содержат гены (обе цепи ДНК), в которых запрограммированы белки из: 1. 500 аминокислот; 2. 250 аминокислот; 3. 48 аминокислот? Какое время понадобиться для синтеза этих белков клетки, если скорость передвижения рибосомы по иРНК составляет 6 триплетов в секунду?

5. Участок одной из цепей молекулы ДНК содержит 300  нуклеотидов с Аденином, 100 нуклеотидов с тимином, 150 нуклеотидов с гуанином, и 200 с цитозином. Какое число нуклеотидов с А, Т, Г, Ц содержатся в двухцепочечной молекуле ДНК? Сколько аминокислот должен содержать белок , кодируемый этим участком молекулы ДНК,Ответ поясните.

6. Участок молекулы ДНК, кодирующий последовательность аминокислот в белке, имеет следующий состав: Г А Т Г А А Т А Г Т Г Ц Т Т Ц . Объясните, к каким  последствиям может привести случайное добавление нуклеотида гуанина между 7 и 8 нуклеотидами?

7. В молекуле ДНК находится 1400 нуклеотидов с Тимином, что составляет 5 % от их общего числа. Определите количество нуклеотидов с гуанином? Цитозином? Аденином? Объясните полученные результаты.

Ребята, посмотрите ещё раз как решаются задачи по молекулярной биологии. Постараюсь поставить в блог несколько материалов по различным типам задач. Большинство из них мы решали на уроках.

Тема: «Белки»

Необходимые пояснения:

• средняя молекулярная масса одного аминокислотного остатка принимается за 120;

Задача № 1. Гемоглобин крови человека содержит 0,34% железа. Вычислите минимальную молекулярную массу гемоглобина.

Решение:

Мmin = 56 : 0,34% × 100% = 16 471

Задача № 2. Альбумин сыворотки крови человека имеет молекулярную массу 68400. Определите количество аминокислотных остатков в молекуле этого белка.

Решение:

68400 : 120 = 570 (аминокислот в молекуле альбумина).

Задача № 3. Белок содержит 0,5% глицина. Чему равна минимальная молекулярная масса этого белка, если Мглицина = 75,1? Сколько аминокислотных остатков в этом белке?

Решение:

1) Мmin = 75,1 : 0,5% × 100% = 15 020

2) 15 020 : 120 = 125 (аминокислот в этом белке)

Тема: «Нуклеиновые кислоты»

Необходимые пояснения:

• относительная молекулярная масса одного нуклеотида принимается за 345;
• расстояние между нуклеотидами в цепи молекулы ДНК (длина одного нуклеотида) – 0, 34 нм;
• Правила Чаргаффа:

1. ∑(А) = ∑(Т)
2. ∑(Г) = ∑(Ц)
3. ∑(А+Г) =∑(Т+Ц)

Задача № 4. На фрагменте одной нити ДНК нуклеотиды расположены в последовательности:

А–А–Г–Т–Ц–Т–А–Ц–Г–Т–А–Т

Определите процентное содержание всех нуклеотидов в этом фрагменте ДНК и длину гена.

Решение:

1) достраиваем вторую нить (по принципу комплементарности)

2) ∑(А +Т+Ц+Г) = 24,

из них ∑(А) = 8 = ∑(Т)

24 – 100%
8 – х%
х = 33,4%

∑(Г) = 4 = ∑(Ц)

24 – 100%
4 –  х%
х = 16,6%

3) молекула ДНК двуцепочечная, поэтому длина гена равна длине одной цепи:

12 × 0,34 = 4,08 нм

Решение:

1) т.к. Ц = 18%, то и Г = 18%;

2) на долю А+Т приходится 100% – (18% +18%) = 64%, т.е. по 32%

Ответ: Г и Ц – по 18%, А и Т – по 32%.

Задача № 6. В молекуле ДНК обнаружено 880 гуанидиловых нуклеотидов, которые составляют 22% от общего числа нуклеотидов в этой ДНК.

Определите:

а) сколько других нуклеотидов в этой ДНК?
б) какова длина этого фрагмента?

Решение:

1) ∑(Г) = ∑(Ц)= 880 (это 22%);

На долю других нуклеотидов приходится 100% – (22%+22%)= 56%, т.е. по 28%;

Для вычисления количества этих нуклеотидов составляем пропорцию:

22% – 880
28% – х, отсюда х = 1120

2) для определения длины ДНК нужно узнать, сколько всего нуклеотидов содержится в 1 цепи:

(880 + 880 + 1120 + 1120) : 2 = 2000
2000 × 0,34 = 680 (нм)

Найдите количество всех нуклеотидов в этой ДНК. Определите длину этого фрагмента.

Решение:

1) 69 000 : 345 = 200 (нуклеотидов в ДНК),

8625 : 345 = 25 (адениловых нуклеотидов в этой ДНК),

∑(Г+Ц) = 200 – (25+25)= 150, т.е. их по 75;

2) 200 нуклеотидов в двух цепях, значит в одной – 100.

100 × 0,34 = 34 (нм)

Тема: «Код ДНК»

Задача № 8. Что тяжелее: белок или его ген?

Решение:

120х < 345 × 3х

Ответ: ген тяжелее белка.

Видео удалено.

Видео (кликните для воспроизведения).

Задача № 9. Последовательность нуклеотидов в начале гена, хранящего информацию о белке инсулине, начинается так:

А–А–А–Ц–А–Ц–Ц–Т–Г–Ц–Т–Т–Г–Т–А–Г–А–Ц

Напишите последовательности аминокислот, которой начинается цепь инсулина.

Решение:

Задание выполняется с помощью таблицы, в которой нуклеотиды в иРНК (в скобках – в исходной ДНК) соответствуют аминокислотным остаткам.

Ответ: фенилаланин – валин – аспарагиновая кислота – глутаминовая кислота – гистидин – лейцин. Задача № 10.

Вирусом табачной мозаики (РНК-содержащий вирус) синтезируется участок белка с аминокислотной последовательностью:

Ала – Тре – Сер – Глу – Мет-

Под действием азотистой кислоты (мутагенный фактор) цитозин в результате дезаминирования превращается в урацил. Какое строение будет иметь участок белка вируса табачной мозаики,  если все цитидиловые нуклеотиды  подвергнутся указанному химическому превращению?

Решение :

Ала – Тре – Сер – Глу – Мет-

ГЦУ – АЦГ – АГУ – ГАГ – АУГ

ГУУ – АУГ – АГУ – ГАГ – АУГ

Вал – Мет – Сер – Глу – Мет-

Задачи по теме: «Биосинтез белка»

1.  Фрагмент цепи ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: ТАЦЦЦТЦАЦТТГ. Определите последовательность нуклеотидов на иРНК, антикодоны соответствующих тРНК и аминокислотную последовательность соответствующего фрагмента молекулы белка, используя таблицу генетического кода.

2. Фрагмент цепи иРНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: ЦУАЦААГГЦУАУ. Определите последовательность нуклеотидов на ДНК, антикодоны соответствующих тРНК и аминокислотную последовательность соответствующего фрагмента молекулы белка, используя таблицу генетического кода.

3. Сколько нуклеотидов содержат гены (обе цепи ДНК), в которых запрограммированы белки из: 1. 500 аминокислот; 2. 250 аминокислот; 3. 48 аминокислот? Какое время понадобиться для синтеза этих белков клетки, если скорость передвижения рибосомы по иРНК составляет 6 триплетов в секунду?

5. Участок одной из цепей молекулы ДНК содержит 300  нуклеотидов с Аденином, 100 нуклеотидов с тимином, 150 нуклеотидов с гуанином, и 200 с цитозином. Какое число нуклеотидов с А, Т, Г, Ц содержатся в двухцепочечной молекуле ДНК? Сколько аминокислот должен содержать белок , кодируемый этим участком молекулы ДНК,Ответ поясните.

6. Участок молекулы ДНК, кодирующий последовательность аминокислот в белке, имеет следующий состав: Г А Т Г А А Т А Г Т Г Ц Т Т Ц . Объясните, к каким  последствиям может привести случайное добавление нуклеотида гуанина между 7 и 8 нуклеотидами?

7. В молекуле ДНК находится 1400 нуклеотидов с Тимином, что составляет 5 % от их общего числа. Определите количество нуклеотидов с гуанином? Цитозином? Аденином? Объясните полученные результаты.

Ребята, посмотрите ещё раз как решаются задачи по молекулярной биологии. Постараюсь поставить в блог несколько материалов по различным типам задач. Большинство из них мы решали на уроках.

Тема: «Белки»

Необходимые пояснения:

• средняя молекулярная масса одного аминокислотного остатка принимается за 120;

Задача № 1. Гемоглобин крови человека содержит 0,34% железа. Вычислите минимальную молекулярную массу гемоглобина.

Решение:

Мmin = 56 : 0,34% × 100% = 16 471

Задача № 2. Альбумин сыворотки крови человека имеет молекулярную массу 68400. Определите количество аминокислотных остатков в молекуле этого белка.

Решение:

68400 : 120 = 570 (аминокислот в молекуле альбумина).

Задача № 3. Белок содержит 0,5% глицина. Чему равна минимальная молекулярная масса этого белка, если Мглицина = 75,1? Сколько аминокислотных остатков в этом белке?

Решение:

1) Мmin = 75,1 : 0,5% × 100% = 15 020

2) 15 020 : 120 = 125 (аминокислот в этом белке)

Тема: «Нуклеиновые кислоты»

Необходимые пояснения:

• относительная молекулярная масса одного нуклеотида принимается за 345;
• расстояние между нуклеотидами в цепи молекулы ДНК (длина одного нуклеотида) – 0, 34 нм;
• Правила Чаргаффа:

1. ∑(А) = ∑(Т)
2. ∑(Г) = ∑(Ц)
3. ∑(А+Г) =∑(Т+Ц)

Задача № 4. На фрагменте одной нити ДНК нуклеотиды расположены в последовательности:

А–А–Г–Т–Ц–Т–А–Ц–Г–Т–А–Т

Определите процентное содержание всех нуклеотидов в этом фрагменте ДНК и длину гена.

Решение:

1) достраиваем вторую нить (по принципу комплементарности)

2) ∑(А +Т+Ц+Г) = 24,

из них ∑(А) = 8 = ∑(Т)

24 – 100%
8 – х%
х = 33,4%

∑(Г) = 4 = ∑(Ц)

24 – 100%
4 –  х%
х = 16,6%

3) молекула ДНК двуцепочечная, поэтому длина гена равна длине одной цепи:

12 × 0,34 = 4,08 нм

Решение:

1) т.к. Ц = 18%, то и Г = 18%;

2) на долю А+Т приходится 100% – (18% +18%) = 64%, т.е. по 32%

Ответ: Г и Ц – по 18%, А и Т – по 32%.

Задача № 6. В молекуле ДНК обнаружено 880 гуанидиловых нуклеотидов, которые составляют 22% от общего числа нуклеотидов в этой ДНК.

Определите:

а) сколько других нуклеотидов в этой ДНК?
б) какова длина этого фрагмента?

Решение:

1) ∑(Г) = ∑(Ц)= 880 (это 22%);

На долю других нуклеотидов приходится 100% – (22%+22%)= 56%, т.е. по 28%;

Для вычисления количества этих нуклеотидов составляем пропорцию:

22% – 880
28% – х, отсюда х = 1120

2) для определения длины ДНК нужно узнать, сколько всего нуклеотидов содержится в 1 цепи:

(880 + 880 + 1120 + 1120) : 2 = 2000
2000 × 0,34 = 680 (нм)

Найдите количество всех нуклеотидов в этой ДНК. Определите длину этого фрагмента.

Решение:

1) 69 000 : 345 = 200 (нуклеотидов в ДНК),

8625 : 345 = 25 (адениловых нуклеотидов в этой ДНК),

∑(Г+Ц) = 200 – (25+25)= 150, т.е. их по 75;

2) 200 нуклеотидов в двух цепях, значит в одной – 100.

100 × 0,34 = 34 (нм)

Тема: «Код ДНК»

Задача № 8. Что тяжелее: белок или его ген?

Решение:

120х < 345 × 3х

Ответ: ген тяжелее белка.

Задача № 9. Последовательность нуклеотидов в начале гена, хранящего информацию о белке инсулине, начинается так:

А–А–А–Ц–А–Ц–Ц–Т–Г–Ц–Т–Т–Г–Т–А–Г–А–Ц

Напишите последовательности аминокислот, которой начинается цепь инсулина.

Решение:

Задание выполняется с помощью таблицы, в которой нуклеотиды в иРНК (в скобках – в исходной ДНК) соответствуют аминокислотным остаткам.

Ответ: фенилаланин – валин – аспарагиновая кислота – глутаминовая кислота – гистидин – лейцин. Задача № 10.

Вирусом табачной мозаики (РНК-содержащий вирус) синтезируется участок белка с аминокислотной последовательностью:

Ала – Тре – Сер – Глу – Мет-

Под действием азотистой кислоты (мутагенный фактор) цитозин в результате дезаминирования превращается в урацил. Какое строение будет иметь участок белка вируса табачной мозаики,  если все цитидиловые нуклеотиды  подвергнутся указанному химическому превращению?

Решение :

Ала – Тре – Сер – Глу – Мет-

ГЦУ – АЦГ – АГУ – ГАГ – АУГ

ГУУ – АУГ – АГУ – ГАГ – АУГ

Вал – Мет – Сер – Глу – Мет-

Видео удалено.

Видео (кликните для воспроизведения).

Владимир Корнев

Приветствую Вас на нашем портале. Я Владимир Корнев. В настоящее время я уже более 4 лет работаю персональным тренером. Я считаю, что являюсь профессионалом в своей области, хочу подсказать всем посетителям сайта как решать разнообразные задачи.
Все материалы для сайта собраны и тщательно переработаны для того чтобы донести в удобном виде всю нужную информацию. Однако чтобы применить все, описанное на сайте всегда необходима ОБЯЗАТЕЛЬНАЯ консультация с профессионалами.