Тема. Розв’язування елементарних задач з молекулярної біології

Мета: навчитися застосовувати теоретичні знання для розв’язування задач з моле­кулярної біології, моделювати процес кодування спадкової інформації.

Це потрібно знати

Нуклеїнові кислоти – складні високомолекулярні біополімери, мономерами яких є нуклеотиди. Число нуклеотидів у складі однієї молекули нуклеїнової кислоти може становити від 200 до 200 млн. Молекула нуклеотиду складається з трьох частин: залишків нітратної основи, п’ятивуглецевого моносахариду (пентози) та ортофосфатної кислотиУ молекулах ДНК і РНК містяться залишки різних нітратних основ.У молекулі ДНК – залишки аденіну (скорочено позначається літерою А),гуаніну (Г), цитозину (Ц) та тиміну (Т), у молекулі РНК – аденіну (А), гуаніну (Г), цитозину (Ц) та урацилу (У).

Правило Е. Чаргаффа. Число пуринових основ у ДНК завжди дорівнює числу піримідинових, кількість аденіну дорівнює кількості тиміну(∑А = ∑Т), а гуаніну — кількості цитозину(∑Г = ∑Ц).

Принцип комплементарності. Аденін утворює пару лише з тиміном, а гуанін — з цитози­ном. При цьому між аденіном і тиміном утворюються два водневі зв’язки, а між гуаніном іцитозином — три.

Генетичний код

Перша	Друга основа	Третя
основа	У	Ц	А	Г	основа
	ФЕН	СЕР	ТИР	ЦИС
У	ФЕН	СЕР	ТИР	ЦИС	У
	ЛЕЙ	СЕР	—	—
	ЛЕЙ	СЕР	—	ТРИ
	ЛЕЙ	ПРО	ГИС	АРГ
	ЛЕЙ	ПРО	ГИС	АРГ
Ц	ЛЕЙ	ПРО	ГЛН	АРГ	Ц
	ЛЕЙ	ПРО	ГЛН	АРГ
	ИЛЕ	ТРЕ	АСН	СЕР
Д	ИЛЕ	ТРЕ	АСН	СЕР
	ИЛЕ	ТРЕ	ЛИЗ	АРГ	А
	МЕТ	ТРЕ	ЛИЗ	АРГ
	ВАЛ	АЛА	АСП	ГЛИ
Г	ВАЛ	АЛА	АСП	ГЛИ
	ВАЛ	АЛА	ГЛУ	ГЛИ	Г
	ВАЛ	АЛА	ГЛУ	ГЛИ

Хід роботи

I варіант

1.Фрагмент одного з ланцюгів ДНК складається з нуклеотидів: АГТАЦЦГАТАЦТЦГАТТТЦАЦГ...Запишіть послідовність нуклеотидів другого ланцюга тієї ж молекули.

_____________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

2. Послідовність амінокислот білка рибонуклеази має такий початок: лізин—глутамін—треонін—аланін—аланін—аланін—лізин...

Запишіть можливу послідовність нуклеотидів відповідної ділянки гена, якщо знехтувати нульовим кодоном.

_____________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

3. Визначте послідовність амінокислот, якою починається білок, якщо йому відповідає ділянка гена з такою послідовністю нуклеотидів: АЦГЦЦЦАТГГЦЦГГТ...

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

4. Білок А в своєму складі має 158 амінокислот. Обчисліть довжину гена, який його кодує, якщо відомо, що відстань між двома сусідніми нуклеотидами в спіралізованій молекулі ДНК (вимірювання здійснюється уздовж осі спіралі) складає 0,34 нм. (Нульові кодони не врахо­вуйте.)

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

II варіант

 

1.Фрагмент молекули іРНК має таку послідовність нуклеотидів:...ЦЦЦГЦАУГГГЦЦГГУ... Напишітьнуклеотидний склад фрагмента молекули ДНК, на якій була синтезована іРНК.

_____________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

2.Ланцюг А в молекулі інсуліну закінчується такою послідовністю амінокислот:...лейцин- тирозин-аспарагін-тирозин-цистеїн-аспарагін.

Визначте можливу послідовність нуклеотидів відповідної ділянки гена. (Нульовий кодон не враховуйте.)

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

3.Фрагмент одного ланцюга гена має таку будову:...ЦГГАГЦТЦААГАТЦГ...

Вкажіть будову фрагмента білка, якому відповідає даний фрагмент ланцюга ДНК. Як відіб’ється на будові білка видалення з гена другого нуклеотида?

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

4.Хімічний аналіз показав, що в іРНК міститься 30 % урацилу, 26 % гуаніну і 24 % аденіну. Визначте нуклеотидний склад (у %) відповідної ділянки дволанцюгової ДНК, «зліпком» якої є досліджена ІРНК.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

III варіант

1.Один з ланцюгів ДНК складається з нуклеотидів:...АТГАЦЦГАЦАЦГЦАЦ... Яка послідовність нуклеотидів у другому ланцюгу цієї молекули ДНК?

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

2.Білок вазопресин (гормон гіпофіза) складається з 9 амінокислот, кодується такими нуклео­тидами: ТГТТАТТТТГААГАТТГТЦЦТЦГТГГТ.

Визначте амінокислотний склад вазопресина.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

3.Як зміниться структура білка, якщо в ділянці ДНК …ТАТТЦТТТТТГТГГАЦГА…, яка кодує цей білок, у результаті дії хімічних факторів випадає одинадцятий нуклеотид?

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Молекула РНК вірусу тютюнової мозаїки (ВТМ) складається з 6500 нуклеотидів. Одна молекула ВТМ складається з 128 амінокислот. Визначте:

а) довжину гена, що несе інформацію про структуру цього білка;

б) у скільки разів маса гена більша за масу відповідного білка;

в) скільки видів білка закодовано в РНК ВТМ.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ІV варіант

 

1.Частина правого ланцюга ДНК має такий нуклеотидний склад: …ГГГЦАТААЦГЦТ… Визначте порядок чергування нуклеотидів у лівому ланцюгу.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

2.Фрагмент білкової молекули складається з таких амінокислот: валін – лейцин – гістидин – серин – ізолейцин. Яка послідовність нуклеотидів гена, що кодує білок?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

3.Білок окситоцин (гормон гіпофіза) має таку саму структуру, як вазопресин, але на третьому місці має амінокислоту ізолейцин, а на восьмому — лейцин. Визначте структуру гена, що кодує синтез окситоцина, якщо ген, що кодує вазопресин, такий: ТГТТАТТТТГААГАТТГТЦЦТЦГТГГТ.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

 

4.У фрагменті ДНК знайшли 1120 аденілових нуклеотидів, що складає 28 % від загальної кількості нуклеотидів. Скільки гуанілових, цитоділових, тиміділових нуклеотидів містить­ся в даному фрагменті? Якою є довжина даного фрагмента молекули ДНК?

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Виконати тести (вибрати із запропонованих відповідей правильну):

 

1.Збереження спадкової інформації в клітині забезпечують:

а) ліпіди; б) вуглеводи; в) білки; г)ДНК.

2.Яка речовина є мономером нуклеїнових кислот:

а) нуклеотид; б) моносахарид; в) жирна кислота; г) амінокислота.

3.До складу нуклеотидів входять залишки:

а) нітратної основи; б) амінокислоти; в) пентози; г) жирних кислот; д) хлоридної кислоти;

е) фосфатної кислоти.

4.Укажіть, які нуклеїнові кислоти можуть бути носіями спадкової інформації у вірусів:

а) ДНК або білки; б) білки або РНК; в) білки або вуглеводи; г) ДНК або РНК.

5.Яка азотиста основа НЕ входить до складу ДНК:

а) тимін; б) гуанін; в) урацил; г) цитозин.

6. Укажіть, до яких речовин належить АТФ:

а) біополімерів; б) амінокислот; в) димерів; г) нуклеотидів.

7. Укажіть, які молекули називають «нуклеопротеїдами»:

а) складні молекули, до складу яких входять білки і вуглеводи; б) складні молекули, до складу яких входять білки і ліпіди; в) складні молекули, до складу яких входять білки і метали; г) складні молекули, до складу яких входять білки і нуклеїнові кислоти.

8. Нуклеотид тимін входить до складу:

а) іРНК; б) ДНК; в)рРНК; г) тРНК;

9.Яка нуклеїнова кислота має найбільшу довжину і молекулярну масу:

а) і -РНК; б) т-РНК; в) р – РНК; в) ДНК.

10.Укажіть нуклеїнову кислоту, що містить антикодони:

а) ДНК; б) іРНК; в) рРНК; г) тРНК.

11.Який процес забезпечує переписування інформації з ДНК на РНК:

а) реплікація; б) транскрипція; в) репарація; г) трансляція.

12.На малюнку зображено фрагмент молекули ДНК. Встановіть, за допо­могою яких хімічних зв'язків та між якими компонентами нуклеоти- дів стабілізовано подвійний ланцюг ДНК:

а) водневих, між азотистими основами; б) водневих, між пентозою та азотистою основою; в) ковалентних, між залишками фосфатної кислоти і пентози; г) ковалентних, між залишками фосфатної кислоти.

 

Занести відповіді в таблицю:

 

Висновок

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дата «______________»______________

 

Оцінка викладача _______________________________

 

Практична робота № 2