2-практическая занятие. Межпредметные связи в решении задач и задания по биологии геном – общие вопросы

Транспортные РНК, ферменты
12. Какие аминокислоты могут транспортировать к рибосомам тРНК с антикодонами:
АУГ, ААА, ГУЦ, ГЦУ, ЦГА, ЦУЦ, УАА, УУЦ, и какие ферменты участвуют в их активации и транспорте?
Ответ: По заданным антикодонам (АУГ, ААА, ГУЦ …) определяем (по принципу комплементарности) кодоны и соответствующие им аминокислоты: УАЦ, УУУ, ЦАГ … тирозин - фенилаланин – глутамин. Ферменты, участвующие в их активации и транспорте: тирозитацил-тРНК-синтетаза; фенилаланинацил-тРНК-синтетаза; глутаминацил-тРНК-синтетаза …
13. Полипептид содержит следующие аминокислоты: метионин, триптофан, лизин, триптофан, валин. Определить антикодоны тРНК, принимающие участие в синтезе этого белка.
Ответ: Для заданных аминокислот в полипептиде (мет - трип –лиз - трип - вал) находим кодоны матричной РНК: АУГ – УГГ - ААА – УГГ - ГУУ, а затем, по принципу комплементарности, и соответствующие им антикодоны тРНК, принимающие участие в синтезе этого белка: УАЦ – АЦЦ –УУУ – АЦЦ - ЦАА.
Трансляция
14. В рибосому последовательно поступают тРНК со следующими антикодонами: УУА, ГЦА, ГГА, ЦУУ. Определите последовательность аминокислот в синтезируемом участке полипептида.
Ответ: По заданным антикодонам тРНК (УУА, ГЦА, ГГА, ЦУУ) находим комплементарные им кодоны матричной РНК: ААУ, ЦГУ, ЦЦУ, ГАА, а затем, по таблице генетического кода – соответствующие им аминокислоты: аспарагин, аргинин, пролин, глютаминовая кислота.
15. Участок мРНК имеет триплетную структуру: АЦА УУА УАА АУГ УУУ.
Какой этап трансляции осуществляется на этом участке?
Ответ: В условии задачи даны 5 триплетов матричной РНК транслируемого на рибосоме участка. Видно, что третий триплет – УАА - это стоп-кодон – терминатор трансляции. Следовательно, на этом участке происходит терминация трансляции данного гена. А следующий кодон - АУГ инициирует трансляцию следующего гена.
Изменчивость
16. Покажите, как отразится на последующей трансляции добавление аденилового нуклеотида к началу данной кодирующей последовательности:
5^/ - АУГ ГУГ ЦАГ АЦУ ГАГ ГАЦ ЦАЦ
Ответ: При добавлении аденилового нуклеотида произойдёт сдвиг рамки считывания на один знак влево: ААУ ГГУ ГЦА ГАЦ УГА ГГА ЦЦА Ц
По таблице кодонов находим соответствующие аминокислоты и убеждаемся, что полипептид, образовавшийся в результате мутации, имеет совершенно другую последовательность аминокислот. При этом 5-й кодон – УГА, является терминирующим.
17. Информация, о каких триплетах может получиться при точечной мутации триплета АГА?
Ответ: Точечной мутации (изменению одного нуклеотида) подвергается триплет АГА. Рассмотрим варианты, последовательно замещая первый нуклеотид на любой из оставшихся трёх, затем – аналогично – второй и третий. Получаем соответственно три ряда вариантов:
1) ГГА, ЦГА, ТГА; 2) АЦА, ААА, АЦА; 3) АГГ, АГЦ, АГТ.
18. Участок инициации синтеза полипептида в молекуле мРНК имеет нуклеотидную последовательность ГУАУАААУГУУУЦААЦАУ.
Какие триплеты данной мРНК кодируют первые аминокислоты полипептида?
Ответ: Первые аминокистлоты полипептида кодируют триплеты (кодоны) матричной РНК: третий - АУГ (инициирующий метиониновый) и все следующие за ним. Значения кодонов см. в таблице кода.
19. Искусственно синтезированы короткие полинуклеотидные цепочки с таким взаимным расположением нуклеотидов:
…….5^/ УУГУУГУУГУУГУУГУУГУУГ…..3^/
Каждая цепочка равновероятно (случайно) может начинаться с любой точки – любого нуклеотида. Каким будет результат трансляции всех возможных вариантов таких цепочек?
Ответ: Возможны три варианта трансляции:
а) поли УУГ транслирует полилейцин;
б) поли УГУ транслирует полицистеин;
в) поли ГУУ транслирует поливалин.
20. Участок мРНК имеет структуру 5^/АЦАУГААУГЦЦУЦУАГУЦУААУУУ3^/
Известно, что на этом участке находятся точки терминации для одного белка и инициации для следующего.
Что можно сказать о рамках считывания этих белков?
Ответ: Подразумевается, что точка начала считывания расположена перед первым триплетом. Тогда, отсчитывая нуклеотиды по три, видим, что второй триплет – терминирующий кодон - УГА. Стоящий перед ним кодон АЦА транслироваться не будет, а следующий - АУГ является инициирующим для синтеза молекулы белка. Седьмой кодон – терминирующий кодон УАА. Стоящий после него кодон также транслироваться не будет (5^/АЦАУГААУГЦЦУЦУАГУЦУААУУУ3^/)
21. Эукариотический ген содержит 5 интронов.
а) что можно сказать о числе экзонов в его составе?
б) какое количество вариантов матричной РНК может образоваться в результате альтернативного сплайсинга при созревании первичного траскрипта?
Ответ: 1) Предполагается, что ген не может начинаться и заканчиваться интроном. Тогда количество экзонов в составе гена, имеющего 5 интронов, будет равным 6.
2) в результате альтернативного сплайсинга при созревании первичного траскрипта гена, содержащего 5 интронов, может образоваться 720 вариантов матричной РНК.
22. Матричная РНК имеет следующую нуклеотидную последовательность:
КЭП-5^\НТО- АУГУГУЦЦАГУУУГААЦУУГГГЦЦГЦА-3/НТО- полиаденилированный 3/ конец.
Каким будет результат трансляции данной мРНК на рибосоме, если:
1. В 3/НТО находится особая стимулирующая последовательность, перекодирующая триплет УГА? Каков результат перекодирования триплета УГА?
2. В 3/НТО нет последовательности, перекодирующей триплет УГА?
Ответ: 1. Кодон УГА при наличии особой перекодирующей его последовательности в 3/НТО будет кодировать аминокислоту селеноцистеин. В результате образуется 1 полипептид, содержащий 9 аминокислот.
2. Кодон УГА при отсутствии особой перекодирующей последовательности, будет иметь значение в соответствии с таблицей генетического кода, то есть – выполнять функцию терминирующего кодона при трансляции.
В результате образуются 2 коротких полипептида, каждый из 4-х аминокислот