ДНК, РНК и биосинтез белка: задачи

ДНК, РНК и биосинтез белка

Нуклеиновые кислоты

ДНК – двойная спираль. Нуклеотид = азотистое основание + дезоксирибоза + остаток фосфорной кислоты. Основания: аденин (А), тимин (Т), гуанин (Г), цитозин (Ц).

Принцип комплементарности: А – Т (две водородные связи), Г – Ц (три связи). Отсюда правило Чаргаффа: А = Т, Г = Ц, а А + Г = Т + Ц.

РНК – одна цепь, сахар рибоза, вместо тимина урацил (У). Виды: и-РНК (информационная, матричная), т-РНК (транспортная, приносит аминокислоты), р-РНК (входит в рибосомы).

Генетический код

• Одну аминокислоту кодирует триплет – три нуклеотида.
• Код вырожден (одну аминокислоту могут кодировать несколько триплетов), однозначен (триплет кодирует одну аминокислоту), универсален (общий для всех организмов).
• Всего 64 триплета, из них 3 – стоп-кодоны.

Биосинтез белка

1. Транскрипция – в ядре на одной из цепей ДНК по принципу комплементарности синтезируется и-РНК.
2. Трансляция – в цитоплазме на рибосомах: т-РНК приносят аминокислоты, их антикодоны узнают кодоны и-РНК, аминокислоты соединяются пептидными связями.

Матрица для трансляции – и-РНК (а не т-РНК).

Типовые задачи

Задача 1. В молекуле ДНК 18% нуклеотидов с тимином. Найдите долю остальных. Решение: А = Т = 18%. На Г и Ц приходится 100 − 36 = 64%, Г = Ц = 32%. Ответ: А 18%, Г 32%, Ц 32%.

Задача 2. В фрагменте ДНК 1200 нуклеотидов, из них 300 – с цитозином. Сколько адениновых нуклеотидов? Решение: Г = Ц = 300, вместе 600. На А и Т остаётся 1200 − 600 = 600, А = 300. Ответ: 300.

Обратите внимание: зная только число одного вида нуклеотидов, нельзя найти остальные – нужно ещё общее число нуклеотидов (или доля в процентах).

Задача 3. Белок состоит из 150 аминокислот. Сколько нуклеотидов в кодирующем его участке и-РНК? Решение: 150 × 3 = 450 нуклеотидов. В двухцепочечном участке ДНК при этом 450 × 2 = 900 нуклеотидов.

Задача 4. Участок матричной (транскрибируемой) цепи ДНК: ТАЦ-ГГА-ЦТТ. Найдите и-РНК. Решение: заменяем по комплементарности А→У, Т→А, Г→Ц, Ц→Г: АУГ-ЦЦУ-ГАА.

Типичные ошибки

• Ставить Т в и-РНК: в РНК вместо тимина урацил.
• Путать место этапов: транскрипция – в ядре, трансляция – на рибосомах.
• Делить на 3 число нуклеотидов обеих цепей ДНК. Если в задаче сказано «ген (одна цепь) содержит N нуклеотидов», аминокислот N : 3; если дана двойная цепь – N : 6.