Как найти открытую рамку считывания - Исправление недочетов и поиск решений вместе с Examum.ru

1.Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5’ концу одной цепи соответствует 3’ конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5’ конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5’ к 3’ концу. Ген имеет кодирующую и некодирующую области. Кодирующая область гена называется открытой рамкой считывания. Фрагмент конца гена имеет следующую последовательность нуклеотидов: (нижняя цепь матричная (транскрибируемая)):

5’-ТГЦГЦГТААЦТГЦГАТГТГАГЦТАТАЦЦ-3’

3’-АЦГЦГЦАТТГАЦГЦТАЦАЦТЦГАТАТГГ-5’

Определите верную открытую рамку считывания и найдите последовательность аминокислот во фрагменте конца полипептидной цепи. Известно, что итоговый полипептид, кодируемый этим геном, имеет длину более четырёх аминокислот. Объясните последовательность решения задачи. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. При написании последовательностей нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

Генетический код (иРНК от 5′ к 3′ концу)

Первое

основание

Второе основание

Третье

основание

Фен

Лей

Сер

Тир

  —

Цис

  —

Три

Лей

Про

Гис

Глн

Арг

Иле

Мет

Тре

Асн

Лиз

Сер

Арг

Вал

Ала

Асп

Глу

Гли

Правила пользования таблицей

Первый нуклеотид в триплете берётся из левого вертикального ряда; второй  — из верхнего горизонтального ряда и третий  — из правого вертикального. Там, где пересекутся линии, идущие от всех трёх нуклеотидов, и находится искомая аминокислота.

Ответ:

1.  3’-АЦГЦГЦАТТГАЦГЦТАЦАЦТЦГАТАТГГ-5’ ПО транскрибируемой цепи находим

последовательность иРНК:

5’-УГЦГЦГУААЦУГЦГАУГУГАГЦУАУАЦЦ-3’

2.  В последовательности иРНК присутствует стоп-кодон 5’-УГА-3’ (УГА)

3.  По стоп-кодону находим открытую рамку считывания.

4.  Последовательность полипептида: арг-вал-тре-ала-мет.

2. Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5’ концу одной цепи соответствует 3’ конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5’ конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5’ к 3’ концу. Ген имеет кодирующую и некодирующую области. Кодирующая область гена называется открытой рамкой считывания. Фрагмент конца гена имеет следующую последовательность нуклеотидов: (нижняя цепь матричная (транскрибируемая)):

5’-ЦАТГГЦАТГАТАТАЦГЦГЦЦАГ- 3’

3’- ГТАЦЦГТАЦТАТАТГЦГЦГГТЦ-5’

Определите верную открытую рамку считывания и найдите последовательность аминокислот во фрагменте начала полипептидной цепи. При ответе учитывайте ,что полипептидная цепь начинается с аминокислоты мет. Известно, что итоговый полипептид, кодируемый этим геном , имеет длину более четырех аминокислот. Объясните последовательность решения задачи. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. При написании последовательностей нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

Генетический код (иРНК от 5′ к 3′ концу)

Первое

основание

Второе основание

Третье

основание

Фен

Лей

Сер

Тир

  —

Цис

  —

Три

Лей

Про

Гис

Глн

Арг

Иле

Мет

Тре

Асн

Лиз

Сер

Арг

Вал

Ала

Асп

Глу

Гли

Правила пользования таблицей

ОТВЕТ:

По транскрибируемой цепи ДНК находим

3’- ГТАЦЦГТАЦТАТАТГЦГЦГГТЦ-5’

Последовательность на и РНК :

5’-ЦАУГГЦАУГАУАУАЦГЦГЦЦАГ-3’

2.Аминокислоте мет соответствует кодон 5’-АУГ-3’

3. таких кодонов 2, синтез начинается со второго из них ( и с 7 нуклеотида)

4. потому что при синтезе с первого кодона 5’-АУГ-3’ полипептид обрывается( в рамке считывания присутствуют стоп-кодон)

5. последовательность полипептида: мет-иле-тир-ала-про

3. Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5’ концу одной цепи соответствует 3’ конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5’ конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5’ к 3’ концу. Ген имеет кодирующую и некодирующую области. Кодирующая область гена называется открытой рамкой считывания. Фрагмент конца гена имеет следующую последовательность нуклеотидов: (нижняя цепь матричная (транскрибируемая)): 5’-ТГЦГЦГТААЦТГЦГАТГТГАГЦТАТАЦЦ-3’ 3’-АЦГЦГЦАТТГАЦГЦТАЦАЦТЦГАТАТГГ-5’ Определите верную открытую рамку считывания и найдите последовательность аминокислот во фрагменте конца полипептидной цепи. Известно, что итоговый полипептид, кодируемый этим геном, имеет длину более четырёх аминокислот. Объясните последовательность решения задачи. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. При написании последовательностей нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

ОТВЕТ:

последовательность иРНК:
5’-УГЦГЦГУААЦУГЦГАУГУГАГЦУАУАЦЦ-3’;
2) в последовательности иРНК присутствует стоп-кодон 5’-УГА-3’ (УГА);
3) по стоп-кодону находим открытую рамку считывания;
4) последовательность полипептида: арг-вал-тре-ала-мет.

НОВЫЙ ТИП С ПАЛИНДРОМАМИ

Палиндром — участок связанных комплиментарных нуклеотидов одной цепи РНК или ДНК.

Здесь нет ничего сложного, главное — разобраться со строением вторичной структуры тРНК и понять, каким образом полинуклеотидная цепь сворачивается в петлю.

1) По принципу комплементарности строим последовательность тРНК.

2) Складываем тРНК пополам, как показано на рисунке, и находим центр. Центральные три нуклеотида будут антикодоном.

3) Записываем антикодон от 3′ к 5′ концу. Находим комплементарный кодон иРНК (от 5′ к 3′ концу). И по таблице генетического кода находим нужную аминокислоту.

Все виды РНК синтезируется на ДНК-матрице. В цепи РНК и ДНК могут иметься специальные комплементарные участки- паллиндромы, благодаря которым могут образоваться вторичная структура. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли т-РНК имеет следующую последовательность:

5’-ГААТТЦЦТГЦЦГААТТЦ-3’

3’-ЦТТААГГАЦГГЦТТААГ-5’

Установить нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте. Найдите на данном участке палиндром и установите вторичную структуру центральной петли т-РНК. Определить аминокислоту, которую будет переносить эта т-РНК в процессе биосинтеза белка, если антикодон равноудален от концов палиндрома.

Решение:

5’-ГААУУЦЦУГЦЦГААУУЦ-3’
Палиндром в последовательности

5’-ГААУЦ-3’

3’-ЦУУАГ-5’

Вторичная структура тРНК

5’-ГААУЦ

3’-ЦУУАГ-5’СИНИМ Цветом свернуть в клубок

4. Нуклеотидная последовательность антикодона в тРНК 5’- УГЦ-3’соответствует кодону

3’-АЦГ-5’

5. По таблице находим аминокислоту: ала

Источник

Задачи на биосинтез белка

Материал по биологии

Задача на биосинтез белка
Задача на палиндром
Задача на антикодоны тРНК
Задача на открытую рамку считывания
Задача на конец гена

Пять 28 задач по биологии. Задачи на биосинтез белка остаются одними из самых сложных на ЕГЭ по биологии. Мы предлагаем Вам решить несколько сложных вариантов этого задания, актуальных для ЕГЭ 2023.

Таблица генетического кода (иРНК)

Первое основание

Второе основание

Третье основание

Фен

Лей

Сер

Тир

−

Цис

−

Три

Лей

Про

Гис

Глн

Арг

Иле

Мет

Тре

Асн

Лиз

Сер

Арг

Вал

Ала

Асп

Глу

Гли

Задача на биосинтез белка

Дан участок гена с открытой рамкой считывания:

3’‒Т А Ц А А А Ц Г А А Т Т А Ц Г Т Т Г Т Ц Т А Т А Ц‒5’

5’‒А Т Г Т Т Т Г Ц Т Т А А Т Г Ц А А Ц А Г А Т А Т Г‒3’

Определите последовательность аминокислот в участке полипептидной цепи, если известно, что в нем содержится две одинаковые аминокислоты, а сам участок начинается с аминокислоты мет. Укажите кодирующую часть гена. Для решения используйте таблицу генетического кода. При написании нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

Решение:

Задача на палиндром

Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны. Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5’ конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5’ к 3’ концу. В цепи РНК и ДНК могут иметься специальные комплементарные участки – палиндромы, благодаря которым у молекулы может возникнуть вторичная структура. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь — матричная):

3’ ‒ Г Ц Т А Т А Ц Ц Г Ц Г Т А А А Ц Ц Г Г Т А Т А А Г ‒ 5’

5’ ‒ Ц Г А Т А Т Г Г Ц Г Ц А Т Т Т Г Г Ц Ц А Т А Т Т Ц ‒ 3’

Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте. Найдите на данном участке палиндром и установите вторичную структуру центральной петли тРНК. Определите аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если антикодон равноудален от концов палиндрома. Объясните последовательность решения задачи. Для решения используйте таблицу генетического кода. При написании нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

Решение:

Задача на антикодоны тРНК

Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны. Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5’ конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5’ к 3’ концу. При синтезе фрагмента полипептида в рибосому входят молекулы тРНК в следующей последовательности (указаны антикодоны в направлении 5’ к 3’-концу): УАА, ААУ, ГАЦ, УЦЦ, АУУ.

Установите нуклеотидную последовательность участка ДНК, который кодирует данный полипептид, и определите, какая цепь является матричной (транскрибируемой) в данном фрагменте ДНК. Установите аминокислотную последовательность синтезируемого фрагмента полипептида. Объясните последовательность решения задачи. Для решения используйте таблицу генетического кода. При написании нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

Решение:

Задача на открытую рамку считывания

5’ ‒ А Ц Г А Т Т Г А Г Т А А Г Т Ц Т Т А Г А А Ц Г ‒ 3′

3’ ‒ Т Г Ц Т А А Ц Т Ц А Т Т Ц А Г А А Т Ц Т Т Г Ц ‒ 5’

Определите верную рамку считывания, найдите последовательность аминокислот во фрагменте конца полипептида, если известно, что фрагмент содержит не менее четырех аминокислот. Объясните последовательность решения задачи. Для решения используйте таблицу генетического кода. При написании нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

Задача на конец гена

Дан участок конца гена с открытой рамкой считывания:

3’ ‒ Г Ц Ц Г Т А Ц Ц Ц Т Г Г Т А Т Ц Г Г А Т‒ 5’

5’ ‒ Ц Г Г Ц А Т Г Г Г А Ц Ц А Т А Г Ц Ц Т А‒ 3’

Определите верную открытую рамку считывания, установите аминокислотную последовательность фрагмента конца полипептидной цепи, если известно, что он содержит не менее четырех аминокислотных остатков. Объясните последовательность решения задачи. Для решения используйте таблицу генетического кода. При написании нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

Источник

Биосинтез белка.

Синтез большого числа одинаковых белковых молекул возможен, так
как в молекулах ДНК записана информация обо всех белках клетки и организма в
целом.

Схема № 2

Белок синтезирующая система.

ДНК; и РНК, т РНК; р РНК ; рибосомы и ферменты.

Этапы синтеза белка:

1. Транскрипция.

Носителем генетической информации является ДНК, расположенная в
клеточном ядре. Сам же синтез белка происходит в цитоплазме на рибосомах. Из
ядра в цитоплазму информация о структуре белка поступает в виде информационной
РНК (иРНК). Для того чтобы синтезировать иРНК, участок двухцепочечной
ДНК раскручивается, а затем на одной из цепочек ДНК по принципу комплементарности
синтезируется и РНК.

В начале каждого гена находится особая специфическая
последовательность нуклеотидов, называемая промотором (АУГ). РНК-полимераза
«узнает» промотор, взаимодействует с ним и, таким образом, начинает синтез
цепочки иРНК с нужного места. Фермент продолжает синтезировать иРНК,
присоединяя к ней новые нуклеотиды, до тех пор, пока не дойдет до очередного
«знака препинания» в молекуле ДНК — терминатора.( УАА,
УАГ, УГА) Это последовательность нуклеотидов,
указывающая на то, что синтез иРНК нужно прекратить.
В цитоплазме обязательно должен иметься полный набор аминокислот, необходимых
для синтеза белков. Эти аминокислоты образуются в результате расщепления
белков, получаемых организмом с пищей, а некоторые могут синтезироваться в
самом организме.

2.Трансляция.

В цитоплазме происходит завершающий процесс синтеза белка – трансляция. Это
перевод последовательности нуклеотидов молекулы иРНК в последовательность
аминокислот молекулы белка. Важную роль здесь играют тРНК. Каждая тРНК
присоединяет определённую аминокислоту и транспортирует её к месту сборки
полипептида в рибосоме. В молекуле тРНК есть два активных участка: триплет-антикодон на
одном конце и акцепторный конец на другом. Антикодон считывает
информацию с иРНК, акцепторный конец является посадочной площадкой для
аминокислоты. Синтез полипептидной цепи белковой молекулы начинается с
активации аминокислот, которую осуществляют специальные ферменты. Каждой
аминокислоте соответствует как минимум один фермент. Фермент обеспечивает
присоединение аминокислоты к акцепторному участку тРНК с затратой энергии АТФ.

Этапы трансляции

1.
СТАДИЯ
ИНИЦИАЦИЯ (Начало синтеза цепи)

С тем концом и-РНК, с которого должен начаться синтез белка,
взаимодействует рибосома. При этом начало будущего белка обозначается
триплетом АУГ, который является знаком
начала трансляции— это точка промотор. Так как этот кодон кодирует
аминокислоту метионин, то все белки (за исключением специальных случаев)
начинаются с метионина.

2. СТАДИЯ ЭЛОНГАЦИЯ – удлинение

После связывания рибосома начинает двигаться по иРНК, задерживаясь
на каждом ее участке, который включает в себя два кодона (т. е. 3 + 3 = 6
нуклеотидов). Время задержки составляет всего 0,2 с. За это время молекула
тРНК, антикодон которой комплементарен кодону,
находящемуся в рибосоме, успевает распознать его. Та аминокислота, которая была
связана с этой т-РНК, отделяется от «черешка» и присоединяется с образованием
пептидной связи к растущей цепочке белка. В тот же самый момент к рибосоме
подходит следующая т-РНК, антикодон которой комплементарен следующему триплету
в иРНК, и следующая аминокислота, принесенная этой тРНК, включается в растущую
цепочку. После этого рибосома сдвигается по и-РНК, задерживается на следующих
нуклеотидах, и все повторяется

3. СТАДИЯ ТЕРМИНАЦИЯ

Завершение синтеза белка в участке-терминаторе, который узнается
РНК-полимеразой при участии особых белковых факторов терминации.
Рибосома доходит до одного из так называемых стоп-кодонов (УАА,
УАГ или УГА).

ДНК и РНК (3^/ и5^/)

Так как в задаче указывается концы ДНК иРНК (3^/И 5^/),
необходимо обязательно применить

Следующие принципы
факты о строении нуклеиновых кислот.

Принципы строения
ДНК: нерегулярность, антипараллельность, комплементарность, наличие регулярной
вторичной структуры.

5^/ А Ц Т Г 3^/

3^/ Т Г А Ц 5^/

Матрицей для синтеза всех видов РНК (иРНК, тРНК, рРНК,
регуляторной РНК) служит матричная, транскрибируемая цепь ДНК.

5^/ А Ц Ц Г Г А Т Г 3^/

3^/ Т Г Г Ц Ц Т А Ц 5^/

Первая цепочка ДНК является смысловой, кодирующей,
нетранскрибируемой. Вторая цепочка является антисмысловой, матричной,
транскрибируемой цепочкой ДНК.

При транскрибции РНК строится по матричной (транскрибируемой)
цепи ДНК.

РНК-полимераза движется по молекуле ДНК в направлении от 3^/— 5^/ концу.

Правила решения задач, следующие из этих принципов.

^1.Ход
решения задачи должен соответствовать последовательности процессов, протекающих
при реализации наследственной информации.

^2.ДНК
записывается в виде двух цепей: ВЕРХНЯЯ- смысловая,

кадирующая, нетранскрибируемая 5^{/ ________}3^/ .

^3.Нижняя-
антисмысловая, матричная, транскрибируемая 3^/_______5^/

^4.и- РНК
записывается в направлении 5^{/ ________}3^/ .
В таблицегенетического кода кодоны и РНК читаются в направлении 5^/

________3^/ .

^5. Антикодоны
т-РНК, которые участвуют в трансляции записываются в направлении 3^/—
5^/ -концы не указываются. Антикодоны отделяются запятой, так как
они пренадлежат разным малекулам тРНК.

^6.Отдельные
короткие последовательности ДНК и РНК ( отдельные триплеты ДНК, кадоны иРНК, и
антикодоны т-РНК) записываются в ответах всегда в направлении 5^/

________3^/ .

^7. ДНК—————-РНК———-
белок

·
Транскрибция
трансляция

ДНК смысловая 5/-Г Т Г А Г Г А Ц Ц Т Ц Г —3^/

ДНК транкрибируемая 3^/-Ц А Ц Т Ц Ц Т Г Г А Г Ц-5/

иРНК 5^{/ —}Г У Г А Г Г А Ц
Ц У Ц Г-3^/

тРНК 5^{/ —}Ц АЦ Ц Ц У Г Г У
Ц Г А-3^/

Назовите второй триплет смысловой цепи ДНК

ДНК 5/- А Г Г —3^/

Назовите второй триплет матричной цепи ДНК

ДНК 5/- ц ц т —3^/

Назовите второй кодон иРНК; 5/- А Г Г —3^/

Назовите второй антикодон
тРНК: ответ 5/- У Ц Ц —3^/

Правила
решения задач, следующие из этих принципов.

Если
в задачи даны антикодоны тРНК, то они по умолчанию записаны в направлении от 5^/  до3^/ и, чтобы получить по ним
правильную иРНК, необходимо их перевернуть в направлении от 3^/  к 5^/  и тогда получится антипараллельная комплементарная иРНК       от
5^/  до 3^/

Например:

Даны антикадоны тРНК: ГУА ЦЦУ АЦГ (по умолчанию от
5^/ до 3^/)

Переворачиваем их: 5^/АУГ
УЦЦ ГЦА 3^/ теперь они от 3^/ к 5^/

Кодоны иРНК 5^/УАЦ АГГ ЦГУ 3^/

Назовите
второй антикодон тРНК: 5^/-УЦЦ -3^/

Общие
правила решения задач

1. Внимательно прочитать текст задачи,
выделить все условия.

2. Каждое действие обосновать, теоретически
(кратко и полно).

3.Аккуратно оформить запись решения: цепи ДНК, иРНК , тРНК, белка- прямые, подписанные символы нуклеотидов чётко
расположенные на одной линии по горизонтали цепи ДНК, иРНК, тРНК, белка-прямые
подписанные.

-символы нуклеотидов чёткие,
расположены на одной линии по горизонтали;

-цепи ДНК, иРНК , тРНК размещать на одной строке без переноса;

-аминокислоты белка записывать
через дэфис.

4.Ответы дать на все вопросы и
выписать их в конце решения.

Задача№1 Даны антикадоны тРНК
Молекулы тРНК, несущие соответствующие антикадоны, входят в рибосому в
следующем порядке:

УАЦ; ГУА; УГЦ; ГЦА,

Определите последовательность
нуклеотидов смысловой транскрибируемой цепей ДНК, иРНК и аминокислот в
молекуле синтезируемого фрагмента белка. Ответ поясните. Для решения задания
используйте таблицу генетического кода. При выполнении задания учитывайте, что антикодоны
тРНК антипараллельны кодонам иРНК.

тРНК 5’-УАЦ-3’
5’-ГУА-3’ 5’-УГЦ-3’
5’-ГЦА-3’ 5’-УАЦ-3’

3’-ЦАУ-5’ 3’-АУГ-5’ 3’-АУГ-5’
3’-АЦГ-5’3’-УАЦ-5’

иРНК 5’Г У А У А
Ц Г Ц А У Г Ц3’

ДНКсмыс 5’Г Т А Т А Ц Г
Ц А Т Г Ц3’

ДНКтр 3’Ц А Т А Т Г
Ц Г Т А Ц Г5’

Аминокислоты
тир-вал-ала-цис.

Задача 2

Декодирующая и
кодирующая область гена. Открытая рамка считывания. Транскрибируемая цепь
известна. иРНК содержит более одного стоп-кодона.

Ген имеет кодирующую
и декодирующую области. Кодирующая область гена называется открытой
рамкой считывания. Фрагмент конца гена имеет следующую
последовательность нуклеотидов, (нижняя цепь транскрибируемая.

5’т г ц г ц г т АА
ц т г ц г А т г т г А г ц т А
т А ц ц3’

3’А Ц Г Ц Г Ц А Т т
Г А Ц Г Ц Т А Ц А Ц Т Ц Г А Т А Т Г Г 5’

1. Определите
верную открытую рамку считывания.

2. Найдите
последовательность аминокислот во фрагменте конца полипептидной цепи.

3. Известно
что, конечная часть полипептида, кодируемая этим геном, имеет длину более
четырёх аминокислот.

4. Объясните
последовательность решения задачи.

Принцип решения задачи.

1.
Строим иРНК (комплементарность и антипаралельность).

2.
Выписываем стоп-кодоны (по таблице генетического кода)

3.
Начиная с конца иРНК ищем все возможные антикадоны и выделяем их.

4.
Определяем тот антикодон, расположение которого удовлетворяет условиям
задачи.

5.
Определяем открытую рамку считывания.

6.
Записываем иРНК с    учётом найденной открытой рамки
считывания

7.
Учитываем, что стоп-кадон не
входит в открытую рамку считывания. Определяем аминокислотную
последовательность по таблице генетического кода.

8.
Записываем последовательность аминокислот.

Решение.

5’т г
ц г ц г т АА ц т г ц г А т г т
г А г ц т А т А
ц ц3’

3’А Ц Г Ц Г Ц А Т т
Г А Ц Г Ц Т А Ц А Ц Т Ц Г А Т А Т Г Г 5’

ДНК транскрибируемая

5’У Г Ц Г Ц Г У А А Ц
У Г Ц Г А У Г У Ц Г А У Г У Ц А Г ЦУАУАЦЦ3’

3’А Ц Г Ц Г Ц А Т Т Г А Ц Г Ц Т А Ц А Г Ц
Т А Ц А Г Т Ц Г А Т А Т Г Г5’

ДНК транскрибируемая

5’У Г Ц Г Ц Г У А А Ц
У Г Ц Г А У Г У Ц Г А У Г У Ц А Г ЦУАУАЦЦ3’

иРНК

стоп кодоны: 5’УАА3’, 5’УГА3’ 5’УАГ3’

1 случай Стоп кодон УГА. В этом случае кодонов
в цепи иРНК более 4-х, что удовлетворяет условию задачи.

2случай. Стоп-кодон УАА.В этом случае
кодонов в цепи иРНК только 2, что не удовлетворяет условию задачи.

Запишем иРНК, учитывая обнаруженную
открытую рамку считывания.

5’ЦГЦГУААЦУГЦГАУГ3’

Найдём
последовательность аминокислот.

арг-вал- тре- ала-мет

Задача 3

Декодирующая и
кодирующая область гена. Транскрибируемая область гена. Транскрибируемая цепь
ДНК не определена.

Ген имеет кодирующую
и некодирующую области.

Фрагмент
начала гена имеет следующую
последовательность нуклеотидов:

5’-ЦТТААЦГЦТААТЦАТЦАТАГ
3’

3’-ГААТТГЦГАТТАГТА ГТАТЦ5’

1.Определите
последовательность аминокислот во фрагменте полипептидной цепи.

2. Объясните
последовательность решения задачи.

3. При ответе
учитывайте, что полипептидная цепь начинается с аминокислоты Мет.

Принцип решения
задачи.

1.Кодон информационной
иРНК, соответствующий аминокислоте Мет-5’АУГ3’
(который можно определить по таблице генетического кода.

2. Найдём триплет в ДНК
транскрибируемой комплементарной и антипараллельной этому кодону -3’-ТАЦ-5’

3.Найдём этот триплет в
одной или другой цепи ДНК. Это будет начало гена.

4. Построим иРНК,
начиная с кодона АУГ.

5.Определим
последовательность аминокислоты по таблице генетического кода.

Решение

1.Предположим, что
нижняя цепь-транскрибируемая. В ней нет триплета ТАЦ.

2.Предположим, что
верхняя цеть — транскрибируемая. Перепишем её, начиная с 3’-конца.

3.Найдём триплет ТАЦ.
Начало гена-третий нуклеотид:

3’ЦАТАЦТААТААТЦГЦААТТЦ5’

ДНК транскрибируемая.

4.Запишем иРНК,
соответствующую открытой рамке считывания.

5’АУГАУУАУУАГЦГУУААГ3’
иРНК

Определим
последовательность аминокислоты по таблице генетического кода.

Мет-иле-иле- сер-вал-
лиз

Задача4

Задача Некоторые
вирусы в качестве генетического материала несут РНК. Такие вирусы, заразив
клетку, встраивают ДНК-копию своего генома в геном хозяйской клетки. В клетку
проникла вирусная РНК следующей последовательности:

5’ −
ГЦГГААААГЦГЦ − 3’.

Определите, какова
будет последовательность вирусного белка, если матрицей для синтеза иРНК служит
цепь, комплементарная вирусной РНК. Напишите последовательность двуцепочечного
фрагмента ДНК, укажите 5’ и 3’ концы цепей. Ответ поясните. Для решения задания
используйте таблицу генетического кода.

Генетический код (иРНК)

Первое

основание

Второе основание

Третье

основание

Фен

Лей

Сер

Тир

  —

Цис

  —

Три

Лей

Про

Гис

Глн

Арг

Иле

Мет

Тре

Асн

Лиз

Сер

Арг

Вал

Ала

Асп

Глу

Гли

1.  По принципу комплементарности находим
нуклеотидную последовательность участка ДНК:

5’ − ГЦГГААААГЦГЦ − 3’

3’  — ЦГЦЦТТТТЦГЦГ − 5’.

2.  По принципу комплементарности находим
нуклеотидную последовательность иРНК:

5’ − ГЦГГААААГЦГЦ − 3’.

3.  По таблице Генетического кода
определяем последовательность вирусного белка: АЛА-ГЛУ-ЛИЗ-АРГ.

Примечание. Алгоритм выполнения задания.

1.  По принципу комплементарности на
основе вирусной РНК находим нуклеотидную последовательность транскрибируемого
участка ДНК:

вирусная РНК: 5’ − ГЦГ-ГАА-ААГ-ЦГЦ − 3’

транскрибируемая ДНК 3’− ЦГЦ-ЦТТ-ТТЦ-ГЦГ − 5’.

Нуклеотидную последовательность
транскрибируемой и смысловой цепей ДНК также определяем по принципу
комплементарности (на основе данной РНК по принципу комплементарности строим
транскрибируемую ДНК, затем на её основе находим смысловую. В молекулярной
генетике принято смысловую ДНК писать сверху, транскрибируемую — снизу):

5’ − ГЦГ-ГАА-ААГ-ЦГЦ − 3’

3’  — ЦГЦ-ЦТТ-ТТЦ-ГЦГ − 5’.

2.  По принципу комплементарности на
основе транскрибируемой ДНК находим нуклеотидную последовательность иРНК:

ДНК: 3’  — ЦГЦ-ЦТТ-ТТЦ-ГЦГ −
5’

иРНК: 5’ − ГЦГ-ГАА-ААГ-ЦГЦ − 3’.

3.  По таблице Генетического кода на
основе иРНК определяем последовательность вирусного белка:

иРНК: 5’ − ГЦГ-ГАА-ААГ-ЦГЦ − 3’

белок: АЛА-ГЛУ-ЛИЗ-АРГ

Задача5

Фрагмент
молекулы ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь  —
смысловая, нижняя  — транскрибируемая):

5’ −
ГЦГГГЦТАТГАТЦТГ − 3’

3’ −
ЦГЦЦЦГАТАЦТАГАЦ − 5’

В результате замены
одного нуклеотида в ДНК третья аминокислота во фрагменте
полипептида заменилась на аминокислоту Гис. Определите
аминокислоту, которая кодировалась до мутации. Какие изменения произошли в ДНК,
иРНК в результате замены одного нуклеотида? Благодаря какому свойству
генетического кода одна и та же аминокислота у разных организмов кодируется
одним и тем же триплетом? Ответ поясните. Для выполнения задания используйте
таблицу генетического кода.

Генетический код (иРНК)

Первое

основание

Второе основание

Третье

основание

Фен

Лей

Сер

Тир

  —

Цис

  —

Три

Лей

Про

Гис

Глн

Арг

Иле

Мет

Тре

Асн

Лиз

Сер

Арг

Вал

Ала

Асп

Глу

Гли

1.  Третий триплет исходного фрагмента
смысловой цепи ДНК  — ТАТ (транскрибируемой цепи ДНК  — АТА), определяем
триплет иРНК: УАУ, по таблице генетического кода определяем, что он кодирует
аминокислоту Тир.

2.  Во фрагменте ДНК в третьем триплете
смысловой цепи ТАТ нуклеотид Т заменился на Ц (в транскрибируемой цепи в
триплете АТА нуклеотид А заменился на Г), а в иРНК в третьем кодоне (УАУ)
нуклеотид У заменился на Ц (ЦАУ).

3.  Свойство генетического кода  —
универсальность.

Наличие в ответе множества триплетов
считается ошибкой, так как в задании указано, что произошла замена одного
нуклеотида.

Примечание. Алгоритм выполнения задания.

1.  Третий триплет исходного фрагмента
смысловой цепи ДНК: 5′-ТАТ-3′ (транскрибируемой цепи ДНК: 5′-АТА-3′), определяем
триплет иРНК: 5′-УАУ-3′, по таблице генетического кода определяем, что он
кодирует аминокислоту Тир.

!!! Триплет иРНК: 5′-УАУ-3′ нашли по принципу комплементарности на
основе триплета транскрибируемой цепи ДНК 3′-АТА-5′. Для нахождения иРНК
сначала произведем запись триплета ДНК в обратном порядке от 3’ → к 5’ получим
3’-АТА- 5’

2.  По условию сказано, что «третья аминокислота
во фрагменте полипептида заменилась на аминокислоту Гис». По
таблице генетического кода находим, что аминокислота Гис кодируется
двуми нуклеотидами: ЦАУ и ЦАЦ;

НО в условии указано, что произошла
замена одного нуклеотида! т. е. в иРНК в третьем кодоне (5′-УАУ-3′)
нуклеотид У заменился на Ц (5′-ЦАУ-3′).

В ответ: В иРНК в третьем кодоне
(УАУ) нуклеотид У заменился на Ц (ЦАУ). Во фрагменте ДНК в третьем триплете
смысловой цепи 5′-ТАТ-3′ нуклеотид Т заменился на Ц (в транскрибируемой цепи в
триплете 5′-АТА-3′ нуклеотид А заменился на Г).

3.  Свойство генетического кода  —
универсальность (Код един для всех организмов живущих на Земле).

Задача
6

Антикодоны
тРНК, несущие соответствующие антикодоны, входят в рибосому в следующем
порядке: ГАГ, ЦЦУ, ЦЦЦ, УАУ. Используя таблицу генетического кода, определите
последовательность нуклеотидов матричной цепи ДНК, иРНК и аминокислот в
молекуле синтезируемого фрагмента белка. Ответ объясните.

Для решения задания
используйте таблицу генетического кода.

Генетический код (иРНК)

Первое

основание

Второе основание

Третье

основание

Фен

Лей

Сер

Тир

  —

Цис

  —

Три

Лей

Про

Гис

Глн

Арг

Иле

Мет

Тре

Асн

Лиз

Сер

Арг

Вал

Ала

Асп

Глу

Гли

По принципу комплементарности на основе
тРНК находим кодоны иРНК – ЦУЦАГГГГГАУА (в ориентации 5’→3′).

Примечание

тРНК присоединяется к иРНК антипараллельно, т. е. иРНК расположена
в ориентации от 5`-конца к 3`-концу, а тРНК ориентирована наоборот, в
направлении от 3`-конца к 5`-концу. Сначала записываем антикодоны в обратном
направлении (3’→5′), а потом по принципу комплементарности определяем кодон
иРНК (5’→3′).

2)  Нуклеотидную последовательность
транскрибируемой и смысловой цепей ДНК определяем по полученной иРНК также по
принципу комплементарности:

5’ − ЦТЦАГГГГГАТА − 3′

3’ − ГАГТЦЦЦЦЦТАТ − 5′.

3)  По таблице генетического кода на
основе иРНК определяем последовательность аминокислот: Лей-Арг-Гли-Иле.

Задача 7

Фрагмент начала гена
имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь  — смысловая,
нижняя  — транскрибируемая):

5’ − ААТГТЦЦАААТАЦ − 3′

3’ − ТТАЦАГГТТТАТГ − 5′

Ген содержит
информативную и неинформативную части для трансляции. Информативная часть гена
начинается с триплета, кодирующего аминокислоту Мет. С какого
нуклеотида начинается информативная часть гена? Определите последовательность
аминокислот во фрагменте полипептидной цепи. Ответ поясните. Для выполнения
задания используйте таблицу генетического кода.

Генетический код (иРНК)

Первое

основание

Второе основание

Третье

основание

Фен

Лей

Сер

Тир

  —

Цис

  —

Три

Лей

Про

Гис

Глн

Арг

Иле

Мет

Тре

Асн

Лиз

Сер

Арг

Вал

Ала

Асп

Глу

Гли

1)  По принципу комплементарности на
основе транскрибируемой цепи ДНК находим последовательность и-РНК:
5’ − ААУГУЦЦАААУАЦ − 3′;

2)  Информативная часть гена начинается со
второго нуклеотида Т (на транскрибируемой цепи, и второй нуклеотид А − на
смысловой цепи), так как кодон АУГ кодирует аминокислоту Мет;

Пояснение:

В цепи иРНК ищем последовательность АУГ: ААУГУЦЦАААУАЦ.
Кодон, кодирующий Мет, начинается со второго нуклеотида.

3)  Находим последовательность полипептида
по таблице генетического кода: Мет-Сер-Лиз-Тир.

Задача8

5’ −
ГЦГГААААГЦГЦ − 3’.

Генетический код (иРНК)

Первое

основание

Второе основание

Третье

основание

Фен

Лей

Сер

Тир

  —

Цис

  —

Три

Лей

Про

Гис

Глн

Арг

Иле

Мет

Тре

Асн

Лиз

Сер

Арг

Вал

Ала

Асп

Глу

Гли

ой РНК по принципу комплементарности
строим транскрибируемую ДНК, затем на её основе находим смысловую. В
молекулярной генетике принято смысловую ДНК писать свер1.  По принципу
комплементарности находим нуклеотидную последовательность участка ДНК:

5’ − ГЦГГААААГЦГЦ − 3’

3’  — ЦГЦЦТТТТЦГЦГ − 5’.

2.  По принципу комплементарности находим
нуклеотидную последовательность иРНК:

5’ − ГЦГГААААГЦГЦ − 3’.

3.  По таблице Генетического кода
определяем последовательность вирусного белка: АЛА-ГЛУ-ЛИЗ-АРГ.

Примечание. Алгоритм выполнения задания.

вирусная РНК: 5’ − ГЦГ-ГАА-ААГ-ЦГЦ − 3’

транскрибируемая ДНК 3’− ЦГЦ-ЦТТ-ТТЦ-ГЦГ − 5’.

Нуклеотидную последовательность
транскрибируемой и смысловой цепей ДНК также определяем по принципу
комплементарности (на основе данн ху, транскрибируемую — снизу):

5’ − ГЦГ-ГАА-ААГ-ЦГЦ − 3’

3’  — ЦГЦ-ЦТТ-ТТЦ-ГЦГ − 5’.

ДНК: 3’  — ЦГЦ-ЦТТ-ТТЦ-ГЦГ −
5’

иРНК: 5’ − ГЦГ-ГАА-ААГ-ЦГЦ − 3’.

3.  По таблице Генетического кода на
основе иРНК определяем последовательность вирусного белка:

иРНК: 5’ − ГЦГ-ГАА-ААГ-ЦГЦ − 3’

белок: АЛА-ГЛУ-ЛИЗ-АРГ

Задача
9

5’ −
ГЦГГГЦТАТГАТЦТГ − 3’

3’ −
ЦГЦЦЦГАТАЦТАГАЦ − 5’

Генетический код (иРНК)

Первое

основание

Второе основание

Третье

основание

Фен

Лей

Сер

Тир

  —

Цис

  —

Три

Лей

Про

Гис

Глн

Арг

Иле

Мет

Тре

Асн

Лиз

Сер

Арг

Вал

Ала

Асп

Глу

Гли

3.  Свойство генетического кода  —
универсальность.

Примечание. Алгоритм выполнения задания.

3.  Свойство генетического кода  —
универсальность (Код един для всех организмов живущих на Земле).

Задача10

Для решения задания
используйте таблицу генетического кода.

Генетический код (иРНК)

Первое

основание

Второе основание

Третье

основание

Фен

Лей

Сер

Тир

  —

Цис

  —

Три

Лей

Про

Гис

Глн

Арг

Иле

Мет

Тре

Асн

Лиз

Сер

Арг

Вал

Ала

Асп

Глу

Гли

По принципу комплементарности на основе
тРНК находим кодоны иРНК – ЦУЦАГГГГГАУА (в ориентации 5’→3′).

Примечание

5’ − ЦТЦАГГГГГАТА − 3′

3’ − ГАГТЦЦЦЦЦТАТ − 5′.

Задача11

5’ − ААТГТЦЦАААТАЦ − 3′

3’ − ТТАЦАГГТТТАТГ − 5′

Генетический код (иРНК)

Первое

основание

Второе основание

Третье

основание

Фен

Лей

Сер

Тир

  —

Цис

  —

Три

Лей

Про

Гис

Глн

Арг

Иле

Мет

Тре

Асн

Лиз

Сер

Арг

Вал

Ала

Асп

Глу

Гли

Пояснение:

3)  Находим последовательность полипептида
по таблице генетического кода: Мет-Сер-Лиз-Тир.

Задача 12

Известно, что
комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5’ концу одной цепи
соответствует 3’ конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5’
конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5’ к 3’ концу. Ген имеет
кодирующую и некодирующую области. Кодирующая область гена называется открытой
рамкой считывания. Фрагмент конца гена имеет следующую последовательность
нуклеотидов: (нижняя цепь транскрибируемая):

5’-ТГЦГЦГТААЦТГЦГАТГТГАГЦТАТАЦЦ-3’

3’-АЦГЦГЦАТТГАЦГЦТАЦАЦТЦГАТАТГГ-5’

Определите верную
открытую рамку считывания и найдите последовательность аминокислот во фрагменте
конца полипептидной цепи. Известно, что итоговый полипептид, кодируемый этим
геном, имеет длину более четырёх аминокислот. Объясните последовательность решения
задачи. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. При
написании последовательностей нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

Генетический код (иРНК от 5′ к 3′
концу)

Первое

основание

Второе основание

Третье

основание

Фен

Лей

Сер

Тир

  —

Цис

  —

Три

Лей

Про

Гис

Глн

Арг

Иле

Мет

Тре

Асн

Лиз

Сер

Арг

Вал

Ала

Асп

Глу

Гли

 По принципу комплементарности по
транскрибируемой цепи ДНК находим последовательность иРНК:

5’-УГЦГЦГУААЦУГЦГАУГУГАГЦУАУАЦЦ-3’

2.  По таблице генетического кода
определяем возможные стоп-кодоны: 5’-УГА-3’; 5’-УАА-3’; 5’-УАГ-3’

3.  В последовательности иРНК присутствует
стоп-кодон 5’-УАА-3’ (с 7 нуклеотида), но данная рамка не соответствует
условию, что закодировано 4 аминокислоты.

4.  В последовательности иРНК присутствует
стоп-кодон 5’-УГА-3’ (с 18 нуклеотида)

5.  По стоп-кодону находим открытую рамку
считывания.

5’-УГ-ЦГЦ-ГУА-АЦУ-ГЦГ-АУГ-УГА-ГЦУАУАЦЦ-3’

6.  По таблице генетического кода
последовательность полипептида: арг-вал-тре-ала-мет.

Примечание:

Если в явном виде на иРНК указано место
окончания синтеза полипептида (подчёркнут или обведён стоп-кодон, указан
стрелкой последний нуклеотид рамки считывания и т. п.), элемент ответа
засчитывается как верный. Аналогично, если на последовательности иРНК в явном
виде отмечена рамка считывания, элемент ответа засчитывается как верный. Важно:
написание в последовательности полипептида слова «стоп» (или аналогичного)
делает ПОСЛЕДНИЙ элемент ответа неверным.

Задача 13

Известно,
что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5’ концу одной
цепи соответствует 3’ конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается
с 5’ конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5’ к 3’ концу. Фрагмент
молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет
следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь матричная
(транскрибируемая)):

5’-АТЦАТГЦТТТАЦЦГА-3’

3’-ТАГТАЦГАААТГГЦТ-5’

Установите
нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном
фрагменте ДНК. Укажите триплет, который является антикодоном, если данная тРНК
переносит аминокислоту ала. Ответ поясните. Для выполнения задания используйте
таблицу генетического кода. При написании последовательностей нуклеиновых
кислот указывайте направление цепи.

1.  Последовательность тРНК
5′-УЦГГУАААГЦАУГАУ-3′ ИЛИ 3′-УАГУАЦГАААУГГЦУ-5′

2.  Аминокислоту ала кодирует кодон иРНК
5′-ГЦУ-3′ (3′-УЦГ-5′, ГЦУ);

3.  Ему соответствует антикодон 5′-АГЦ-3′
(АГЦ, 3′-ЦГА-5′).

Задача14

Для решения задания
используйте таблицу генетического кода.

Генетический код (иРНК)

Первое

основание

Второе основание

Третье

основание

Фен

Лей

Сер

Тир

  —

Цис

  —

Три

Лей

Про

Гис

Глн

Арг

Иле

Мет

Тре

Асн

Лиз

Сер

Арг

Вал

Ала

Асп

Глу

Гли

По принципу комплементарности на основе
тРНК находим кодоны иРНК – ЦУЦАГГГГГАУА (в ориентации 5’→3′).

Примечание

тРНК присоединяется к иРНК антипараллельно, т. е. иРНК расположена
в ориентации от 5`-конца к 3`-концу, а тРНК ориентирована наоборот, в направлении
от 3`-конца к 5`-концу. Сначала записываем антикодоны в обратном направлении
(3’→5′), а потом по принципу комплементарности определяем кодон иРНК (5’→3′).

5’ − ЦТЦАГГГГГАТА − 3′

3’ − ГАГТЦЦЦЦЦТАТ − 5′.

Задача 14

5’ − ААТГТЦЦАААТАЦ − 3′

3’ − ТТАЦАГГТТТАТГ − 5′

Генетический код (иРНК)

Первое

основание

Второе основание

Третье

основание

Фен

Лей

Сер

Тир

  —

Цис

  —

Три

Лей

Про

Гис

Глн

Арг

Иле

Мет

Тре

Асн

Лиз

Сер

Арг

Вал

Ала

Асп

Глу

Гли

1)  По принципу комплементарности на
основе транскрибируемой цепи ДНК находим последовательность и-РНК: 5’ − ААУГУЦЦАААУАЦ − 3′;

Пояснение:

3)  Находим последовательность полипептида
по таблице генетического кода: Мет-Сер-Лиз-Тир.

Задача15

5’-ТГЦГЦГТААЦТГЦГАТГТГАГЦТАТАЦЦ-3’

3’-АЦГЦГЦАТТГАЦГЦТАЦАЦТЦГАТАТГГ-5’

Определите верную
открытую рамку считывания и найдите последовательность аминокислот во фрагменте
конца полипептидной цепи. Известно, что итоговый полипептид, кодируемый этим
геном, имеет длину более четырёх аминокислот. Объясните последовательность решения
задачи. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. При
написании последовательностей нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

Генетический код (иРНК от 5′ к
3′ концу)

Первое

основание

Второе основание

Третье

основание

Фен

Лей

Сер

Тир

  —

Цис

  —

Три

Лей

Про

Гис

Глн

Арг

Иле

Мет

Тре

Асн

Лиз

Сер

Арг

Вал

Ала

Асп

Глу

Гли

 По принципу комплементарности по
транскрибируемой цепи ДНК находим последовательность иРНК:

5’-УГЦГЦГУААЦУГЦГАУГУГАГЦУАУАЦЦ-3’

2.  По таблице генетического кода
определяем возможные стоп-кодоны: 5’-УГА-3’; 5’-УАА-3’; 5’-УАГ-3’

4.  В последовательности иРНК присутствует
стоп-кодон 5’-УГА-3’ (с 18 нуклеотида)

5.  По стоп-кодону находим открытую рамку
считывания.

5’-УГ-ЦГЦ-ГУА-АЦУ-ГЦГ-АУГ-УГА-ГЦУАУАЦЦ-3’

6.  По таблице генетического кода
последовательность полипептида: арг-вал-тре-ала-мет.

Примечание:

Задача16

Известно,
что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5’ концу одной
цепи соответствует 3’ конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается
с 5’ конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5’ к 3’ концу. Фрагмент
молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую
последовательность нуклеотидов (верхняя цепь матричная (транскрибируемая)):

5’-АТЦАТГЦТТТАЦЦГА-3’

3’-ТАГТАЦГАААТГГЦТ-5’

1.  Последовательность тРНК
5′-УЦГГУАААГЦАУГАУ-3′ ИЛИ 3′-УАГУАЦГАААУГГЦУ-5′

2.  Аминокислоту ала кодирует кодон иРНК
5′-ГЦУ-3′ (3′-УЦГ-5′, ГЦУ);

3.  Ему соответствует антикодон 5′-АГЦ-3′
(АГЦ, 3′-ЦГА-5′).

Указывать все кодоны, кодирующие данную аминокислоту, в ответе не
требуется, однако допускается указание множества верных кодонов, среди которых
в явном виде должен быть указан необходимый для решения задачи кодон. Простого
перечисления всех кодонов, кодирующих данную аминокислоту, недостаточно для
засчитывания второго элемента ответа. Если в явном виде на тРНК указан
антикодон (подчеркнут, обведен), третий элемент ответа засчитывается как
верный.

Источник

From Wikipedia, the free encyclopedia

In molecular biology, open reading frames (ORFs) are defined as spans of DNA sequence between the start and stop codons. Usually, this is considered within a studied region of a prokaryotic DNA sequence, where only one of the six possible reading frames will be «open» (the «reading», however, refers to the RNA produced by transcription of the DNA and its subsequent interaction with the ribosome in translation). Such an ORF may^[1] contain a start codon (usually AUG in terms of RNA) and by definition cannot extend beyond a stop codon (usually UAA, UAG or UGA in RNA).^[2] That start codon (not necessarily the first) indicates where translation may start. The transcription termination site is located after the ORF, beyond the translation stop codon. If transcription were to cease before the stop codon, an incomplete protein would be made during translation.^[3]

In eukaryotic genes with multiple exons, introns are removed and exons are then joined together after transcription to yield the final mRNA for protein translation. In the context of gene finding, the start-stop definition of an ORF therefore only applies to spliced mRNAs, not genomic DNA, since introns may contain stop codons and/or cause shifts between reading frames. An alternative definition says that an ORF is a sequence that has a length divisible by three and is bounded by stop codons.^[1]^[4] This more general definition can be useful in the context of transcriptomics and metagenomics, where a start or stop codon may not be present in the obtained sequences. Such an ORF corresponds to parts of a gene rather than the complete gene.

Biological significance[edit]

One common use of open reading frames (ORFs) is as one piece of evidence to assist in gene prediction. Long ORFs are often used, along with other evidence, to initially identify candidate protein-coding regions or functional RNA-coding regions in a DNA sequence.^[5] The presence of an ORF does not necessarily mean that the region is always translated. For example, in a randomly generated DNA sequence with an equal percentage of each nucleotide, a stop-codon would be expected once every 21 codons.^[5] A simple gene prediction algorithm for prokaryotes might look for a start codon followed by an open reading frame that is long enough to encode a typical protein, where the codon usage of that region matches the frequency characteristic for the given organism’s coding regions.^[5] Therefore, some authors say that an ORF should have a minimal length, e.g. 100 codons^[6] or 150 codons.^[5] By itself even a long open reading frame is not conclusive evidence for the presence of a gene.^[5]

Short ORFs (sORFs)[edit]

Some short ORFs (sORFs), also named Small open reading frames,^[7] usually < 100 codons in length,^[8] that lack the classical hallmarks of protein-coding genes (both from ncRNAs and mRNAs) can produce functional peptides.^[9] 5’-UTR of about 50% of mammal mRNAs are known to contain one or several sORFs,^[10] also called upstream ORFs or uORFs. However, less than 10% of the vertebrate mRNAs surveyed in an older study contained AUG codons in front of the major ORF. Interestingly, uORFs were found in two thirds of proto-oncogenes and related proteins.^[11] 64–75% of experimentally found translation initiation sites of sORFs are conserved in the genomes of human and mouse and may indicate that these elements have function.^[12] However, sORFs can often be found only in the minor forms of mRNAs and avoid selection; the high conservation of initiation sites may be connected with their location inside promoters of the relevant genes. This is characteristic of SLAMF1 gene, for example.^[13]

Six-frame translation[edit]

Since DNA is interpreted in groups of three nucleotides (codons), a DNA strand has three distinct reading frames.^[14] The double helix of a DNA molecule has two anti-parallel strands; with the two strands having three reading frames each, there are six possible frame translations.^[14]

Example of a six-frame translation. The nucleotide sequence is shown in the middle with forward translations above and reverse translations below. Two possible open reading frames with the sequences are highlighted.

Software[edit]

Finder[edit]

The ORF Finder (Open Reading Frame Finder)^[15] is a graphical analysis tool which finds all open reading frames of a selectable minimum size in a user’s sequence or in a sequence already in the database. This tool identifies all open reading frames using the standard or alternative genetic codes. The deduced amino acid sequence can be saved in various formats and searched against the sequence database using the basic local alignment search tool (BLAST) server. The ORF Finder should be helpful in preparing complete and accurate sequence submissions. It is also packaged with the Sequin sequence submission software (sequence analyser).

Investigator[edit]

ORF Investigator^[16] is a program which not only gives information about the coding and non coding sequences but also can perform pairwise global alignment of different gene/DNA regions sequences. The tool efficiently finds the ORFs for corresponding amino acid sequences and converts them into their single letter amino acid code, and provides their locations in the sequence. The pairwise global alignment between the sequences makes it convenient to detect the different mutations, including single nucleotide polymorphism. Needleman–Wunsch algorithms are used for the gene alignment. The ORF Investigator is written in the portable Perl programming language, and is therefore available to users of all common operating systems.

Predictor[edit]

OrfPredictor^[17] is a web server designed for identifying protein-coding regions in expressed sequence tag (EST)-derived sequences. For query sequences with a hit in BLASTX, the program predicts the coding regions based on the translation reading frames identified in BLASTX alignments, otherwise, it predicts the most probable coding region based on the intrinsic signals of the query sequences. The output is the predicted peptide sequences in the FASTA format, and a definition line that includes the query ID, the translation reading frame and the nucleotide positions where the coding region begins and ends. OrfPredictor facilitates the annotation of EST-derived sequences, particularly, for large-scale EST projects.

ORF Predictor uses a combination of the two different ORF definitions mentioned above. It searches stretches starting with a start codon and ending at a stop codon. As an additional criterion, it searches for a stop codon in the 5′ untranslated region (UTR or NTR, nontranslated region.^[18])

ORFik[edit]

ORFik is a R-package in Bioconductor for finding open reading frames and using Next generation sequencing technologies for justification of ORFs.^[19] ^[20]

orfipy[edit]

orfipy is a tool written in Python / Cython to extract ORFs in an extremely and fast and flexible manner.^[21] orfipy can work with plain or gzipped FASTA and FASTQ sequences, and provides several options to fine-tune ORF searches; these include specifying the start and stop codons, reporting partial ORFs, and using custom translation tables. The results can be saved in multiple formats, including the space-efficient BED format. orfipy is particularly faster for data containing multiple smaller FASTA sequences, such as de-novo transcriptome assemblies.^[22]

References[edit]

^ ^a ^b Sieber P, Platzer M, Schuster S (March 2018). «The Definition of Open Reading Frame Revisited». Trends in Genetics. 34 (3): 167–170. doi:10.1016/j.tig.2017.12.009. PMID 29366605.
^ Brody LC (2021-08-25). «Stop Codon». National Human Genome Research Institute. National Institutes of Health. Retrieved 2021-08-25.{{cite web}}: CS1 maint: url-status (link)
^ Slonczewski J, Foster JW (2009). Microbiology: An Evolving Science. New York: W.W. Norton & Co. ISBN 978-0-393-97857-5. OCLC 185042615.
^ Claverie JM (1997). «Computational methods for the identification of genes in vertebrate genomic sequences». Human Molecular Genetics. 6 (10): 1735–44. doi:10.1093/hmg/6.10.1735. PMID 9300666.
^ ^a ^b ^c ^d ^e Deonier R, Tavaré S, Waterman M (2005). Computational Genome Analysis: an introduction. Springer-Verlag. p. 25. ISBN 978-0-387-98785-9.
^ Claverie JM, Poirot O, Lopez F (1997). «The difficulty of identifying genes in anonymous vertebrate sequences». Computers & Chemistry. 21 (4): 203–14. doi:10.1016/s0097-8485(96)00039-3. PMID 9415985.
^ Vakirlis, Nikolaos; Vance, Zoe; Duggan, Kate M.; McLysaght, Aoife (2022). «De novo birth of functional microproteins in the human lineage». Cell Reports. 41 (12): 111808. doi:10.1016/j.celrep.2022.111808. PMID 36543139. S2CID 254966620.
^ https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fgene.2021.796060/full
^ Zanet J, Benrabah E, Li T, Pélissier-Monier A, Chanut-Delalande H, Ronsin B, et al. (September 2015). «Pri sORF peptides induce selective proteasome-mediated protein processing». Science. 349 (6254): 1356–1358. Bibcode:2015Sci…349.1356Z. doi:10.1126/science.aac5677. PMID 26383956. S2CID 206639549.
^ Wethmar K, Barbosa-Silva A, Andrade-Navarro MA, Leutz A (January 2014). «uORFdb—a comprehensive literature database on eukaryotic uORF biology». Nucleic Acids Research. 42 (Database issue): D60–D67. doi:10.1093/nar/gkt952. PMC 3964959. PMID 24163100.
^ Geballe, A. P.; Morris, D. R. (April 1994). «Initiation codons within 5′-leaders of mRNAs as regulators of translation». Trends in Biochemical Sciences. 19 (4): 159–164. doi:10.1016/0968-0004(94)90277-1. ISSN 0968-0004. PMID 8016865.
^ Lee S, Liu B, Lee S, Huang SX, Shen B, Qian SB (September 2012). «Global mapping of translation initiation sites in mammalian cells at single-nucleotide resolution». Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 109 (37): E2424–E2432. doi:10.1073/pnas.1207846109. PMC 3443142. PMID 22927429.
^ Schwartz AM, Putlyaeva LV, Covich M, Klepikova AV, Akulich KA, Vorontsov IE, et al. (October 2016). «Early B-cell factor 1 (EBF1) is critical for transcriptional control of SLAMF1 gene in human B cells». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) — Gene Regulatory Mechanisms. 1859 (10): 1259–1268. doi:10.1016/j.bbagrm.2016.07.004. PMID 27424222.
^ ^a ^b Pearson WR, Wood T, Zhang Z, Miller W (November 1997). «Comparison of DNA sequences with protein sequences». Genomics. 46 (1): 24–36. doi:10.1006/geno.1997.4995. PMID 9403055. S2CID 6413018.
^ «ORFfinder». www.ncbi.nlm.nih.gov.
^ Dhar DV, Kumar MS (2012). «ORF Investigator: A New ORF finding tool combining Pairwise Global Gene Alignment». Research Journal of Recent Sciences. 1 (11): 32–35.
^ «OrfPredictor». bioinformatics.ysu.edu. Archived from the original on 2015-12-22. Retrieved 2015-12-17.
^ Carrington JC, Freed DD (April 1990). «Cap-independent enhancement of translation by a plant potyvirus 5′ nontranslated region». Journal of Virology. 64 (4): 1590–7. doi:10.1128/JVI.64.4.1590-1597.1990. PMC 249294. PMID 2319646.
^ Kornel Labun, Haakon Tjeldnes (2018). «ORFik — Open reading frames in genomics». bioconductor.org. doi:10.18129/B9.bioc.ORFik.
^ https://bmcbioinformatics.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12859-021-04254-w
^ Singh U, Wurtele ES (February 2021). «orfipy: a fast and flexible tool for extracting ORFs». Bioinformatics. 37 (18): 3019–3020. doi:10.1093/bioinformatics/btab090. ISSN 1367-4803. PMC 8479652. PMID 33576786.
^ Singh U (2021-02-13), urmi-21/orfipy, retrieved 2021-02-13

External links[edit]

Translation and Open Reading Frames
hORFeome V5.1 — A web-based interactive tool for CCSB Human ORFeome Collection
ORF Marker — A free, fast and multi-platform desktop GUI tool for predicting and analyzing ORFs
StarORF — A multi-platform, java-based, GUI tool for predicting and analyzing ORFs and obtaining reverse complement sequence
ORFPredictor Archived 2015-12-22 at the Wayback Machine — A webserver designed for ORF prediction and translation of a batch of EST or cDNA sequences

Источник

Задачи линии 28. Биосинтез белка

Андрианова А.А., учитель биологии МБОУ «СОШ №30»,

эксперт ЕГЭ по биологии

Транскрипция

Откуда взялись

штрих концы?

ДНК и РНК – нерегулярные полимеры

мономер – нуклеотид

состоит из 3 частей

3. азотистое основание

2. фосфат

1. сахар

Одинаковая часть

Сахар

2’

Рибоза

Сахар

2’

дезокси рибоза

2’ —

Фосфат

Азотистое основание

5’

1’

3’

Следующий нуклеотид цепочки

т-РНК

Оформление задач

1) У всех цепей и всех кодонов, выписываемых отдельно от цепи, пишем направление 5′-3′

2) Не забываем, что любые цепи антипараллельны:

-ДНК (транскр) и ДНК (смысл)

-ДНК (транскр) и иРНК

-ДНК (транскр) и тРНК (для генов тРНК)

-иРНК и антикодоны тРНК

3) Аминокислоты пишутся через дефис

4) Различные антикодоны тРНК, т.к. они относятся к разным молекулам, пишутся через запятую ( больше ничего через запятую писать нельзя ).

5) Если на конце цепи возникает стоп-кодон, то писать слово «стоп» в полипептидную цепь нельзя, т.к. все стоп-кодоны не кодируют аминокислот и отмечены прочерком в таблице генетического кода.

Стандартные пояснения

1) Когда записываем иРНК на матрице ДНК:

«По принципу комплементарности и антипараллельности на матрице транскрибируемой цепи ДНК запишем последовательность нуклеотидов в иРНК»

2) Когда ищем последовательность аминокислот в белке:

«По таблице генетического кода, используя кодоны иРНК, определим последовательность аминокислот в белке.

Типы задач на биосинтез белка

Первый тип
Определение смысловой (кодирующей цепи) ДНК

1) по таблице генетического кода опрделеяем кодон в иРНК, который шифрует данную аминокислоту
Далее есть два подхода к решению:
2) ищем смысловую цепь (иРНК по последовательности нуклеотидов и направлению цепи является точной копией смысловой цепи (только нуклеотид Т заменяется на У, а также используются рибонуклеотиды)
3) ищем транскрибируемую цепь (иРНК и транскрибируемая цепь ДНК антипараллельны и полностью комплементарны друг другу)

Задача №1

Задача №2

Задача №3 (ЕГЭ – 2022)

Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5′ концу одной цепи соответствует 3′ конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5′ конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5′ к 3′ концу. Ген имеет кодирующую и некодирующую области. Фрагмент начала гена имеет следующую последовательность нуклеотидов:

5′-ЦААТАТГЦГЦГГТАТТАТАГАГ-3′

3′-ГТТАТАЦГЦГЦЦАТААТАТЦТЦ-5′

Определите последовательность аминокислот начала полипептида, если синтез начинается с аминокислоты Мет. Объясните последовательность решения задачи. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. При написании последовательностей нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

Схема решения задачи включает следующие элементы:

1) аминокислоте МЕТ соответствует кодон 5′-АУГ-3′ (АУГ);

2) комплементарный триплет на ДНК — 3′-ТАЦ-5′ (5′-ЦАТ-3′, ТАЦ);

3) такой триплет встречается на нижней цепи ДНК, значит, она является матричной (транскрибируемой);

ИЛИ

3) этому триплету соответствует триплет 5′-АТГ-3′ (АТГ) на ДНК;

4) такой триплет обнаруживается на верхней цепи ДНК, значит, нижняя цепь матричная (транскрибируемая);

5) последовательность иРНК:

5′-ЦААУАУГЦГЦГГУАУУАУАГАГ-3′

ИЛИ

5′-АУГЦГЦГГУАУУАУАГАГ-3′

6) фрагмент nолипептида: мет-арг-гли-иле-иле-глу.

Второй тип. Определение кодирующей и некодирующей части гена

В данном случае в последовательности иРНК необходимо найти триплет АУГ, который кодирует метионин (мет) и является старт-кодоном. Таким образом, все нуклеотиды до старт-кодона будут являться некодирующей последовательностью, а после – кодирующей белок. Кодирующую последовательность также называют открытой рамкой считывания.

Есть три варианта этой задачи:

1) определить, с какого нуклеотида начнется синтез белка (используем иРНК) (№4);

2) определить, с какого нуклеотида начинается информативная часть гена (используем двухцепочечную ДНК) (№5);

3) определить, с какого нуклеотида начинается информативная часть гена в случае, когда в цепи есть несколько старт-кодонов и стоп-кодон, который обрывает синтез первой цепи (№6).

Задача №4

Задача №5

Задача №6

5′-АТЦАТГТАТГГЦТАГАГЦТАТТ-3′

3′-ТАГТАЦАТАЦЦГАТЦТЦГАТАА-5’

Определите последовательность аминокислот во фрагменте начала полипептидной цепи, объясните последовательность решения задачи. При ответе учитывайте, что полипептидная цепь начинается с аминокислоты мет. Известно, что итоговый фрагмент полипептида, кодируемый этим геном, имеет длину более четырех аминокислот. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. При написании последовательностей нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

Схема решения задачи включает:

1) последовательность иРНК: 5′-АУЦАУГУАУГГЦУАГАГЦУАУУ-3′;

2) аминокислоте мет соответствует кодон 5′-АУГ-3′ (АУГ);

3) при синтезе первого кодона 5′-АУГ-3′ (АУГ) фрагмент полипептида обрывается (в рамке считывания присутствует стоп-кодон);

4) синтез фрагмента полипептида начинается со второго кодона 5′-АУГ-3′ (АУГ) (синтез начинается с восьмого нуклеотида);

5) последовательность аминокислот во фрагменте полипептида находим по таблице генетического кода: мет-ала-арг-ала-иле.

Третий тип. Определение конца гена (кодирующей части)

В данном случае необходимо в последовательности иРНК найти один из трех возможных стоп-кодонов (УАА, УАГ, УГА) . Этот стоп-кодон указывает на конец открытой рамки считывания. Таким образом, все нуклеотиды до стоп-кодона будут являться кодирующей последовательностью, а после – некодирующей белок. При этом важно помнить, что стоп-кодон не кодирует аминокислоту, писать слово «стоп» в цепи полипептида нельзя.
Часто в задаче можно найти два возможных стоп-кодона. При этом, верным является тот, ДО которого можно определить не менее четырех (в зависимости от условия) аминокислот в последовательности полипептида. В обратной ситуации (например, в случае, когда закодировано менее четырех аминокислот) это будет противоречить условию задачи.

Задача №7

Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5’ концу одной цепи соответствует 3’ конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5’ конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5’ к 3’ концу. Ген имеет кодирующую и некодирующую области. Кодирующая область гена называется открытой рамкой считывания . Фрагмент конца гена имеет следующую последовательность нуклеотидов (нижняя цепь матричная (транскрибируемая)):

5’-ААГЦГЦТААТАГЦАТАТТАГАГЦТА-3’

3’-ТТЦГЦГАТТАТЦГТАТААТЦТЦГАТ-5’

Определите верную открытую рамку считывания и найдите последовательность аминокислот во фрагменте конца полипептидной цепи. Известно, что конечная часть полипептида, кодируемая этим геном, имеет длину более четырёх аминокислот. Объясните последовательность решения задачи. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. При написании последовательностей нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

Схема решения задачи включает следующие элементы:

1) последовательность иРНК:

5’-ААГЦГЦУААУАГЦАУАУ УАГ АГЦУА-3’;

2) в последовательности иРНК присутствует стоп-кодон 5’-УАГ-3’ (УАГ);

3) по стоп-кодону находим открытую рамку считывания;

4) последовательность полипептида: ала-лей-иле-ала-тир.

Четвертый тип. Замена аминокислоты

В данном случае необходимо по таблице генетического кода сравнить триплеты, которые кодируют исходную аминокислоту и аминокислоту после мутации . Сравнивая два триплета, необходимо определить отличный нуклеотид, замена которого и привела к мутации. Также стоит указать не только замену триплета (нуклеотида) в иРНК, но и в двухцепочечной ДНК.

Задача №8

Пятый тип. Работа с вирусной РНК

В данном случае необходимо вспомнить, что РНК-содержащие вирусы обладают обратной транскрипцией , т.е. после проникновения в клетку синтезируют по принципу комплементарности на вирусной РНК вирусную ДНК, которая встраивается в ДНК клетки-хозяина. Затем запускаются клеточные механизмы синтеза белка, т.е. транскрипция и трансляция вирусных белков.
Таким образом, в данной задаче мы двигаемся в направлении:

1) вирусная РНК – первая цепь вирусной ДНК →

2) первая цепь вирусной ДНК-вторая цепь вирусной ДНК →

3) транскрибируемая цепь вирусной ДНК-иРНК →

4) иРНК → белок

Задача №9

Задача №10

Вирус бешенства относится к группе Рабдовирусов. Наследственная информация у данных вирусов представлена одноцепочечной молекулой РНК , на основе которой с помощью вирусной РНК-зависимой РНК-полимеразы осуществляется синтез в клетке РНК , кодирующих белок. В клетку проникла вирусная РНК следующей последовательности:
5’ГЦУЦАААУУЦЦЦУГУ-З’
Определите, какова будет последовательность вирусного белка, а также последовательность иРНК, кодирующей вирусный белок. Благодаря какому свойству генетического кода данный фрагмент нуклеиновой кислоты будет кодировать одинаковый фрагмент белка при инфицировании данным вирусом как человека, так и собаки ?

Схема решения задачи включает следующие элементы:

РНК вир.: 5′-ГЦУ-ЦАА-АУУ-ЦЦЦ-УГУ-З’
и-РНК: 5′-АЦА-ГГГ-ААУ-УУГ-АГЦ-3′
белок: тре-гли-асн-лей-сер
Свойство генетического кода — универсальность

Шестой тип. Определение последовательности иРНК и ДНК по антикодонам тРНК

Если в предыдущих задачах мы шли в направлении ДНК-иРНК-белок , то в данном случае мы двигаемся в обратном направлении:

антикодоны тРНК → иРНК → ДНК

Важно понимать, что все цепи нуклеиновых кислот антипараллельны друг другу, антикодоны тРНК и иРНК не исключение. При этом начало любой цепи начинается с 5’-конца, а заканчивается 3’-концом. Но т.к. иРНК мы привыкли записывать в том же направлении с 5’-конца, поэтому, учитывая принцип антипараллельности, нужно «перевернуть» антикодоны тРНК , т.е. если дан антикодон 5’-ЦГУ-3’, лучше записать его 3’-УГЦ-5’.
В данном типе задач есть : два варианта
1) определить последовательность нуклеотидов , двухцепочечной , иРНК, ДНК последовательность (№ 11-12); аминокислот
2) определить последовательность нуклеотидов и в иРНК аминокислот полипептиде до замены (триплета в иРНК/одного из антикодонов тРНК) и после (№26, 27).

Задача №11

Задача №12

Седьмой тип. Определение последовательности тРНК

Если ген кодирует белок , тогда в процессе транскрипции мы получим иРНК , а с нее последовательность аминокислот в белке.

Если же ген , как в данной задаче, кодирует тРНК , тогда в процессе транскрипции мы получим последовательность тРНК , которая никогда не является матрицей для синтеза белка, а участвует в переносе аминокислоты к рибосоме.

В данном типе задач возможно 3 варианта:

1) определить аминокислоту , которую будет переносить тРНК (№13),

2) определить антикодон тРНК (№14),

3) определение , , антикодона тРНК и палиндромов вторичной структуры аминокислоты, которую будет переносить данная тРНК (№15).

Чтобы узнать, какую аминокислоту будет переносить данная тРНК, необходимо напротив антикодона тРНК установить триплет иРНК, а дальше по нему, используя таблицу генетического кода, определить аминокислоту.

Таким образом, данном случае мы двигаемся в направлении:

1)ДНК-тРНК → 2)антикодон тРНК-кодон иРНК → 3) кодон иРНК -аминокислота

Чтобы определить антикодон тРНК , необходимо по таблице генетического кода определить какие возможные кодоны в иРНК кодируют соответствующую аминокислоту. Затем к этим кодонам по принципу комплементарности подобрать возможные антикодоны в тРНК, после чего искать один из этих антикодонов в цепи тРНК.

Таким образом, в данном случае мы двигаемся в направлении:

1)ДНК-тРНК → 2) аминокислота-кодоны иРНК →

3) кодоны иРНК — антикодон тРНК

Новый тип задач (обещано, что таких не будет)

Чтобы определить необходимо одновременно с 5′ и 3′- концов тРНК палиндромы, искать комплементарные группы нуклеотидов, которые во вторичной структуре образуют двухцепочечный фрагмент. При этом оставшаяся часть некомплементарных нуклеотидов в центре будет образовывать петлю с антикодоном. Чтобы его определить, от двух крайних нуклеотидов палиндромов необходимо «вычеркивать» по одному нуклеотиду до тех пор, пока не останется три последних, которые и являются антикодоном. Далее задача решается по типу 1.

Задача №13

Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5′ концу одной цепи соответствует 3′ конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5′ конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5′ к 3′ концу. Все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь матричная (транскрибируемая)):

5′ -АЦТАЦГЦАТТЦАТЦГ-3′

3′ -ТГАТГЦГТААГТАГЦ-5′

Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте ДНК. Укажите, какой триплет является антикодоном, если данная тРНК переносит аминокислоту ала. Объясните последовательность решения задачи. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. При написании последовательностей нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

Схема решения задачи включает:

1) последовательность тРНК: 5’-ЦГАУГАА УГЦ ГУАГУ-3’

или 3’-УГАУГЦГУААГУАГЦ-5’;

2) аминокислоту ала кодирует кодон иРНК 5’ГЦА-3’ (3’-АЦГ-5’, ГЦА);

3) ему соответствует антикодон 5’-УГЦ-3’(УГЦ, 3’-ЦГУ-5’).

Задача 14.

Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5′ концу одной цепи соответствует 3′ конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5′ конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5′ к 3′ концу. Все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь матричная (транскрибируемая)):

5′ -АЦТАЦГЦАТТЦАТЦГ-3′

3′ -ТГАТГЦГТААГТАГЦ-5′

Схема решения задачи включает:

1) последовательность тРНК: 5’-ЦГАУГААУГЦГУАГУ-3’

или 3’-УГАУГЦГУААГУАГЦ-5’;

2) аминокислоту ала кодирует кодон иРНК 5’ТЦА-3’ (3’-АЦГ-5’, ГЦА);

3) ему соответствует антикодон 5’-УГЦ-3’(УГЦ, 3’-ЦГУ-5’).

Задача 15.

Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5′ концу в одной цепи соответствует 3′ конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5′ конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5′ к 3′ концу. Все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. В цепи РНК и ДНК могут иметься специальные комплементарные участки — палиндромы, благодаря которым у молекулы может возникать вторичная структура. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов (нижняя цепь — матричная):

5’ — Г А А Т Т Ц Ц Т Г Ц Ц Г А А Т Т Ц — 3 ’

3’ — Ц Т Т А А Г Г А Ц Г Г Ц Т Т А А Г — 5 ’