Перечень практических умений по изучаемой теме

Умение:

- строить модель транскриптона, изображать на ней (с пояснениями) все этапы экспрессии генов, делать обобщения и выводы;

- решать типовые задачи и проводить анализ характерных ситуаций;

- моделировать процесс кодирования наследственной информации;

- моделировать процессы реализации наследственной информации - этапы биосинтеза белка (транскрипция, процессинг, трансляция);

- определять структуру молекулы ДНК по строению молекулы белка;

- определять структуру молекулы белка по строению молекулы ДНК.

Рекомендации по выполнению УИРС

(требования к оформлению реферата см. «Занятие №1»)

Предлагаемые темы рефератов:

1. Эволюция представлений о геноме и смысле понятия «геном»

2. Геном митохондрий и митохондриальные болезни человека

3. Геном человека. Геномные исследования и болезни человека  

4. Цитогены и прионы – цитоплазматическая наследственность без ДНК

5. Молекулярная организация теломерных районов хромосом. Теломеразы – старение и онкогенез

6. Структурная и функциональная организация рибосом

7. Репарация повреждений ДНК

8. Процессинг мРНК: роль интронов, альтернативный сплайсинг

9. Фолдинг белков. Сортировка и модификация белков  

10. Молекулярные механизмы обратных мутаций. Супрессия

Изготовление таблиц, отражающих: новые данные о строении нуклеиновых кислот (А-ДНК), иллюстрации трёхмерной структуры транспортных РНК, круговая форма генетического кода и современные трёх - и однобуквенные обозначения аминокислот, требует обновления иллюстрация трансляции, и др.

Самоконтроль по тестовым заданиям изучаемой темы:

С целью проверки своих знаний выберите правильный ответ на вопросы, приведенные ниже:

1. В молекулу ДНК не входит азотистое основание:

а) аденин

б) тимин

в) урацил

г) гуанин

Эталон: в

2. Ген, с которым связывается РНК-полимераза перед началом транскрипции, называется:

а) диссоциатор

б) оператор

в) активатор

г) промотор

Эталон: г

3. Свойство генов, обеспечивающее удвоение наследственного материала:

а) репликация

б) транскрипция

в) мутация

г) рекомбинация

Эталон: а

4. В молекулу РНК не входит азотистое основание:

а) аденин

б) тимин

в) урацил

г) гуанин

Эталон: б

5. Ген, включающий работу структурных генов, носит название:

а) диссоциатор

б) оператор

в) активатор

г) промотор

Эталон: б

6. Свойства генов, обеспечивающих передачу наследственной информации, носят название:

а) репликация и транскрипция

б) транскрипция и мутация

в) мутация и рекомбинация

г) рекомбинация и репарация

Эталон: а

7. Этап биосинтеза белка, на котором происходит активация аминокислоты, присоединение к ней АТФ, а затем связывание с рибозой аденозина, носит название:

а) транскрипция

б) процессинг

в) транспорт

г) трансляция

Эталон: в

8. Этап биосинтеза белка, на котором происходят модификации первичного транскрипта, носит название:

1) транскрипция

2) процессинг

3)транспорт

4) трансляция

Эталон: б

Самоконтроль по ситуационным задачам:

Геном – общие вопросы

Задача 1. Объясните причину ситуации, при которой ген эукариотической клетки, занимающий участок ДНК размером в 2400 пар нуклеотидов, кодирует полипептид, состоящий из 180 аминокислотных остатков.

Ответ: Для кодирования 180 аминокислотных остатков достаточно 540 нуклеотидов (180 триплетов) матричной цепи ДНК. Плюс столько же – кодирующая цепь. Итого – 1080 нуклеотидов или 540 пар нуклеотидов.

Задача 2. При анализе нуклеотидного состава ДНК бактериофага М13 было обнаружено следующее количественное соотношение азотистых оснований: А-23%, Г-21%, Т-36%, Ц-20%. Как можно объяснить причину того, что в этом случае не соблюдается принцип эквивалентности, установленный Чаргаффом?

Ответ: Причина в том, что бактериофаг М13 (как и большинство фагов) содержит одноцепочечную ДНК.

Репликация ДНК

Задача 3. Ферменты, осуществляющие репликацию ДНК, движутся со скоростью 0,6 мкм в 1 мин. Сколько времени понадобится для удвоения ДНК в хромосоме, имеющей 500 репликонов, если длина каждого репликона 60 мкм?

Ответ: Общая длина всех репликонов - 500х60= 30000мкм. Согласно гипотетически предложенной в задаче ситуации при движении одной ферментной системы со скоростью 0,6 мкм в 1 мин. потребуется 50000 минут, или 833,3 часа (34,7 суток). Реально репликацию одновременно осуществляет несколько ферментных систем, действующих навстречу друг другу, в результате чего время удвоения всей ДНК в хромосоме значительно сокращается.

Задача 4. Определите направление синтеза и нуклеотидную последовательность каждой из двух дочерних нитей, которые возникнут при репликации приведённого ниже двухцепочечного фрагмента ДНК:

3^/ - А-Г-Т-Ц-Т-Т-Г-Ц-А-5^/

5^/ - Т-Ц-А-Г-А-А-Ц-Г-Т-3^/

Ответ: Репликация приведённого в задаче двухцепочечного фрагмента ДНК:

3^/ - А-Г-Т-Ц-Т-Т-Г-Ц-А-5^/

5^/ - Т-Ц-А-Г-А-А-Ц-Г-Т-3^/

Осуществляется полуконсервативным способом: в новой молекуле одна из цепей старая, а вторая – вновь построенная.

В результате действия фермента геликазы образуется репликационная (репликативная) вилка. Цепи молекулы ДНК антипараллельны. Синтез новой цепи всегда идёт в направлении 5^/ ð 3^/ . Поэтому сборка новой цепи по матрице одной из материнских (начинающейся с 3^/ конца) идёт непрерывно (лидирующая дочерняя цепь), а другой (начинающейся с 5^/  конца) – отдельными фрагментами (фрагменты Оказаки), и эта цепь называется отстающей дочерней цепью ДНК.

Количественные параметры

Задача 5. Определите, каким числом триплетов мРНК записана информация о полипептиде, состоящем из 900 аминокислотных остатков, и каково число нуклеотидов в соответствующем участке кодирующей нити ДНК.

Ответ: 900 триплетов мРНК, 2700 нуклеотидов ДНК.

Задача 6. Считая, что средняя молекулярная масса аминокислоты около 110, а нуклеотида – около 300, определите, что тяжелее: белок или ген?

Решение: Допустим, что белок состоит из n мономеров – аминокислот. Тогда его молекулярная масса составит примерно 110 n. Каждая аминокислота кодируется тремя нуклеотидами; следовательно, цепочка ДНК содержит 3 n мономеров, а её молекулярная масса 300 х 3 n = 900 n.

Ответ: Молекулярная масса гена (900 n ) примерно в 8,2 раза выше молекулярной массы (110 n ) кодируемого им белка.

От матрицы к полипептиду

Задача 7. Запишите все варианты фрагментов мРНК, которые могут кодировать следующий фрагмент полипептида: Фен – Мет - Цис.

Ответ: Фенилаланин кодируют триплеты: УУУ и УУЦ

Метионин кодирует только триплет АУГ

Цистеин кодируют триплеты УГУ и УГЦ

Варианты кодирования:1) УУУ-АУГ-УГУ;2) УУЦ-АУГ-УГЦ;

3) УУУ-АУГ-УГЦ; 4) УУЦ-АУГ-УГУ.

Задача 8. Фрагмент молекулы ДНК имеет следующую нуклеотидную последовательность:

3^/- ЦТААГАЦТГАГТААЦГТЦ -5^/

5^/- ГАТТЦТГАЦТЦАТТГЦАГ - 3^/

Определите ориентацию и нуклеотидную последовательность мРНК, синтезируемой на указанном фрагменте ДНК, и аминокислотную последовательность кодируемого ею полипептида.

Ответ: Ориентация и нуклеотидная последовательность мРНК:

5^/  ГАУУЦУГАЦУЦАУУГЦАГ 3^/

2) Аминокислотная последовательность полипептида:

Аспарагиновая кислота – серин – аспарагиновая кислота – серин – лейцин – глутамин.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: