Занятие №5. Регуляция экспрессии генов у про- и эукариот

Задача №1

1. Первые аминокислоты полипептида кодирует третий кодон м.РНК – АУГ – метионин, и все следующие за ним – фен – глут – гист.

2. Терминация трансляции для одного из белков – УАА.

 

Задача №2

1. Возможны три варианта трансляции:

а) поли УУГ транслирует полилейцин;

б) поли УГУ транслирует полицистеин;

в) поли ГУУ транслирует поливалин.

2. Осуществляется элонгация трансляции.

 

Задача №3

1. 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.

2. Два стоп-кодона – УГА и УАА. АУГ – кодон-инициатор.

 

Задача №4

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.

 

Задача №5

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 нонсенс-триплета, в результате образуется два полипептида, каждый из которых включает по 4 аминокислоты.

 

Задача №6

1. Видно, что третий триплет – УАА - это стоп-кодон – терминация трансляции. А следующий кодон - АУГ инициирует трансляцию следующего гена. Следовательно, на этом участке происходит и инициация трансляции другого гена.

2. Аминокислотный состав: треонин-лейцин-стоп-кодон-метионин-фенилаланин.

 

Задача №7

1. До мутации:

кДНК (кодогенная) 5/-ЦГГ-ЦГЦ-ТЦА-ААА-ТЦГ-3/

мДНК (матричная) 3/-ГЦЦ-ГЦГ-АГТ-ТТТ-АГЦ-5/

иРНК (информационная) 5/-ЦГГ-ЦГЦ-УЦА-ААА-УЦГ-3/

Аминокислотный состав: аргинин-аргинин-серин-лизин-серин.

После мутации:

кДНК (кодогенная) 5/-ЦГГ-ГЦТ-ЦАА-ААТ-ЦГ-3/

мДНК (матричная) 3/-ГЦЦ-ЦГА-ГТТ-ТТА-3/

иРНК (информационная) 5/-ЦГГ-ГЦУ-ЦАА-ААУ-5/

Аминокислотный состав: аргинин-аланин-глицин-аспарагин.

После мутации поменялся аминокислотный состав.

2. Антикодоны тРНК (транспортная) «до мутации»: ГЦЦ,ГЦГ,АГУ,УУУ,АГЦ.

Антикодоны тРНК (транспортная) «после мутации»: ГЦЦ,ЦГА,ГУУ,УУА.

 

Занятие №6. РАЗМНОЖЕНИЕ ОРГАНИЗМОВ

Задача №1

1. Тип яйцеклетки центролецитальный.

2. Типы яйцеклеток: изолецитальная, телолецитальная, резко телолецитальная, алецитальная.

 

Задача №2

1. У этого животного происходит оплодотворение нескольких яйцеклеток и в норме на стадии тотипатентных бластомеров происходит развитие монозиготных близнецов.

2. Это тип бесполого размножения – эмбриония.

 

Задача №3

1. Для этих групп организмов характерно бесполое размножение путем почкования.

2. Это решает вопрос быстрого размножения и увеличения количества особей в популяции.

 

Задача №4

1. В шейке сперматозоида расположена митохондрии спирально расположенные, в них вырабатываются энергия необходимая для активного передвижения, большую часть энергии сперматозоид получает в виде фруктозы, которой много в эякуляте. Жгутик, состоящий из 9 пар микротрубочек и дуплета – в центре, является органоидом активного передвижения.

2. Помимо, всего выше перечисленного в своем строении имеет головку, в которой почти все пространство занимает ядро. На переднем конце головки имеется видоизмененный аппарат Гольджи – акросома, которая содержит гиалорунидазу для растворения яйцевых оболочек.

 

Задача №5

1. Низкие показатели ядерно-цитоплазматических отношений яйцеклеток связаны с наличием большого объема цитоплазмы, в которой располагается питательный материал для будущего зародыша, происходит накопление копий РНК. В сперматозоидах объем цитоплазмы мал. Почти вся клетка занята ядром, этот факт связан с иной функцией гамет – доставка наследственного материала к яйцеклетке.

2. Яйцеклетка млекопитающего сферической формы. Состоит из оболочек, цитоплазмы, ядра и желточных включений.

 

Занятие №8. НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ – ФУНДАМЕНТАЛЬНОЕ СВОЙСТВО ЖИВОГО. ЗАКОНОМЕРНОСТИ НАСЛЕДОВАНИЯ

 

Задача №1

1. Гетерозиготный Гомозиготный

2. Аа АА

 

А а А

 

 

Задача №2

1. Ген признак Решение:

А карие глаза Р: ♀ Аа · ♂ аа

а голубые глаза

G: А а а

F -? F: Аа аа

 

50% кареглазых 50% голубоглазых.

2. Аа – гетерозиготы.

 

Задача №3.

1. Ген признак Решение:

А нормального Р: ♀ Аа · ♂ Аа

развития глаза

а анофтальмии G: А а А а

F -? F: АА Аа Аа аа

25% 50% 25%

Ответ: АА – 25% вероятность рождения с отсутствием глазных яблок,

Аа – 50% вероятность рождения с уменьшенными глазными яблоками,

аа – 25% вероятность рождения с нормальными глазами.

 

2. Решение:

Р: ♀ AA · ♂ Аа

G: A А а

F: АA Aa

50% 50%

Ответ: Аа – 50% вероятность рождения ребенка с уменьшенными глазными яблоками.

AA – 50% вероятность рождения с нормальными глазами.

 

Задача №4

1. Ген признак Решение:

А шизофрения Р: ♀ аа · ♂ Аа

а норма

П = 20% G: а А а

F -?

F: Аа аа

50% 50%

50% (Аа) * 0,2 (П) = 10%

П – пенетрантность

Ответ: 10% - вероятность рождения ребенка с шизофренией.

 

2. Решение:

Р: ♀ Аа · ♂ Аа

G: А а А а

F: АА Аа Аа аа

25% 50% 25%

50% (Аа) * 0,2 (П) = 10%

10% (Аа) + 25% (АА) = 35% вероятность рождения с шизофренией.

Ответ: 35% вероятность рождения с шизофренией.

Задача №5

1. Дано: Решение:

Р₁:♀ J⁰J⁰, ♂ J^AJ⁰ Р: ♀ J⁰J⁰ · ♂ J^AJ⁰

Р₂:♀ J^AJ⁰, J^AJ^A, ♂ J^AJ^B

F: J⁰J⁰, J^AJ⁰, J^AJ^A G: J⁰ J^A J⁰

F -? F: J^AJ⁰ J⁰J⁰

II I

 

 

Ответ: от первой пары может родиться ребенок и с I, и со II группой крови.

 

P: ♀ J^AJ⁰ · ♂ J^AJ^B

G: J^A J⁰ J^A J^B

F₁: J^AJ^A, J^AJ⁰, J^BJ⁰, J^AJ^B

II II III IV

Ответ: от второй пары может родиться ребенок со II, III, IV группой крови.

 

2. С I группой крови ребенок может родиться у родителей:

- J⁰J⁰ и J^BJ⁰ (I и III)

- J^AJ⁰ и J^BJ⁰ (II и III)

Со II группой крови ребенок может родиться у родителей:

- J^AJ^A и J^AJ⁰ (II и II)

- J^AJ^A и J^AJ^A (II и II)

- J^AJ⁰ и J^AJ⁰ (II и II)

- J^AJ^A и J^BJ⁰ (II и III)

- J^AJ⁰ и J^BJ⁰ (II и III)

3. Во втором случае, так как от родителей со II и с IV группой крови не может родиться ребенок с I группой крови.

 

Задача №6

1. Ген признак Решение:

А гиперхолестеринемия Р: ♀ аа · ♂ АA

а норма

G: а А

F -?

F: Аа

100%

Ответ: Аа – 100% вероятность рождения ребенка с высоким содержанием холестерина в крови.

 

2. Р: ♀ Аа · ♂ Аа

G: А а А а

F: АА Аа Аа аа

25% 50% 25%

Ответ: АА – 25% вероятность рождения ребенка с высоким содержанием холестерина в крови, развитие ксантомы кожи и сухожилий, атеросклероз.

Аа – 50% вероятность рождения ребенка с высоким содержанием холестерина в крови.

аа – 25% вероятность рождения ребенка здорового.

 

Задача №7

1. Ген признак Решение:

А синдром Р: ♀ аа · ♂ Аа

Ван-дер-Хеве

а норма G: а А а

П(глухота) = 60%

П(ломк.кост.) = 63% F: Аа аа

П(гол.скл.) = 100% 50% 50%

F -?

 

50% (Аа) * 0,63 = 31,5% вероятность рождения в этой семье ребенка с ломкостью костей.

Ответ: 31,5% вероятность рождения в этой семье ребенка с ломкостью костей.

2. 50% (Аа) * 0,6 = 30% вероятность рождения в этой семье ребенка глухого.

Ответ: 30% вероятность рождения в этой семье ребенка глухого.

 

Задача№8

1. Ген признак Решение:

А норма Р: ♀ Аа · ♂ Аа

а акаталазия

G: А а А а

F -?

F: АА Аа Аа аа

25% 50% 25%

Ответ: АА – 25% вероятность рождения ребенка здорового.

 

2. Р: ♀ аа · ♂ Аа

G: а А а

F: Аа аа

50% 50%

Ответ: Аа – 50% вероятность рождения ребенка c пониженной активностью каталазы.

аа – 50% вероятность рождения ребенка с отсутствием каталазы.

Задача №9

1. Ген признак Решение:

А талассемии Р: ♀ аа · ♂ Аа

а норма

G: а А а

F -?

F: Аа аа

50% 50%

Ответ: Аа – 50% вероятность рождения ребенка с легкой формой талассемии.

аа – 50% вероятность рождения ребенка здорового.

 

2. Р: ♀ Аа · ♂ Аа

G: А а А а

F: АА Аа Аа аа

25% 50% 25%

Ответ: АА – 25% вероятность смертельного исхода.

Аа – 50% вероятность рождения ребенка с легкой формой талассемии

аа – 25% вероятность рождения ребенка здорового.

 

Задача №10

1. Ген признак Решение:

А дизостоз Р: ♀ аа · ♂ Аа

а норма

П = 30% G: а А а

F -? F: Аа аа

50% 50%

50% (Аа) * 0,3 = 15% вероятность рождения ребенка с черепно-лицевым дизостозом.

Ответ: 15% вероятность рождения ребенка с черепно-лицевым дизостозом.

 

2. Р: ♀ Аа · ♂ Аа

G: А а А а

F: АА Аа Аа аа

25% 50% 25%

50% (Аа) * 0,3 = 15%

15% (Аа) + 25% (АА) = 40% вероятность рождения ребенка с черепно-лицевым дизостозом.

Ответ: 40% вероятность рождения ребенка с черепно-лицевым дизостозом.