От аминокислот, полипептида и тРНК к матрице

Задача 9. У человека, больного цистинурией с мочой выделяются аминокислоты, которым соответствуют кодоны и-РНК:

ЦЦУ, ГГУ, ЦУГ, гуг, уцг, гуц, ауа. У здорового человека в моче обнаруживаются аланин, серин, глутаминовая кислота, глицин. Какие аминокислоты выделяются только у больных цистинурией?

Ответ: В условии задачи даны кодоны всех аминокислот, выделяющихся с мочой у больного цистинурией. По ним по таблице генетического кода определяются аминокислоты, находящиеся в моче у больного человека: пролин, глицин, лейцин, валин, серин, изолейцин.

У здорового человека (по условию задачи) в моче обнаруживаются: аланин, серин, глутаминовая кислота, глицин.

Исключаем их из списка аминокислот в моче больного. Остаются те аминокислоты, выделение которых характерно для цистинурии: пролин, лейцин, валин, изолейцин.

Задача 10. Фрагмент полипептидной цепи инсулина включает 8 аминокислот: фенилаланин – валин – аспарагин – глицин – гистидин – лейцин – цистеин – глицин. Определите структуру участка молекулы ДНК, кодирующего эту полипептидную цепь.

Ответ: Пользуясь таблицей генетического кода, находим кодоны мРНК для каждой аминокислоты. Выстраиваем кодоны в цепь матричной РНК:

5^/УУЦГУАААЦГГАЦАЦУУАУГЦГГА3^/ по принципу комплементарности определяем вначале структуру матричной цепи ДНК, а затем, по тому же принципу, и кодирующую цепь. 3^/ ААГЦАТТТГ ………..5^/

5^/  ТТЦГТАААЦ ………..3^/

Задача 11. В рибосому последовательно поступают тРНК со следующими антикодонами:

УУА, ГЦА, ГГА, ЦУУ.

Определите структуру участка молекулы ДНК, кодирующего синтезируемый на рибосоме полипептид.

Ответ: По заданным антикодонам транспортных РНК (ГЦА, ГГА, ЦУУ) определяем по принципу комплементарности кодоны матричной РНК, расставляя их в той же последовательности:

ЦГУ, ЦЦУ, ГАА. Затем, аналогично предыдущей задаче, определяем вначале матричную, а затем и комплементарную цепи ДНК, расставляя концы и водородные связи.

Транспортные РНК, ферменты

Задача 12. Какие аминокислоты могут транспортировать к рибосомам тРНК с антикодонами:

АУГ, ААА, ГУЦ, ГЦУ, ЦГА, ЦУЦ, УАА, УУЦ, и какие ферменты участвуют в их активации и транспорте?

Ответ: По заданным антикодонам (АУГ, ААА, ГУЦ …) определяем (по принципу комплементарности) кодоны и соответствующие им аминокислоты: УАЦ, УУУ, ЦАГ … тирозин - фенилаланин – глутамин. Ферменты, участвующие в их активации и транспорте: тирозитацил-тРНК-синтетаза; фенилаланинацил-тРНК-синтетаза; глутаминацил-тРНК-синтетаза …

Задача 13. Полипептид содержит следующие аминокислоты: метионин, триптофан, лизин, триптофан, валин. Определить антикодоны тРНК, принимающие участие в синтезе этого белка.

Ответ: Для заданных аминокислот в полипептиде (мет - трип –лиз - трип - вал) находим кодоны матричной РНК: АУГ – УГГ - ААА – УГГ - ГУУ, а затем, по принципу комплементарности, и соответствующие им антикодоны тРНК, принимающие участие в синтезе этого белка: УАЦ – АЦЦ –УУУ – АЦЦ - ЦАА.

Трансляция

Задача 14. В рибосому последовательно поступают тРНК со следующими антикодонами: УУА, ГЦА, ГГА, ЦУУ. Определите последовательность аминокислот в синтезируемом участке полипептида.

Ответ: По заданным антикодонам тРНК (УУА, ГЦА, ГГА, ЦУУ) находим комплементарные им кодоны матричной РНК: ААУ, ЦГУ, ЦЦУ, ГАА, а затем, по таблице генетического кода – соответствующие им аминокислоты: аспарагин, аргинин, пролин, глютаминовая кислота.

Задача 15. Участок мРНК имеет триплетную структуру: АЦА УУА УАА АУГ УУУ.

Какой этап трансляции осуществляется на этом участке?

Ответ: В условии задачи даны 5 триплетов матричной РНК транслируемого на рибосоме участка. Видно, что третий триплет – УАА - это стоп-кодон – терминатор трансляции. Следовательно, на этом участке происходит терминация трансляции данного гена. А следующий кодон - АУГ инициирует трансляцию следующего гена.

Изменчивость

Задача 16. Покажите, как отразится на последующей трансляции добавление аденилового нуклеотида к началу данной кодирующей последовательности:

 5^/ - АУГ ГУГ ЦАГ АЦУ ГАГ ГАЦ ЦАЦ

Ответ: При добавлении аденилового нуклеотида произойдёт сдвиг рамки считывания на один знак влево: ААУ ГГУ ГЦА ГАЦ УГА ГГА ЦЦА Ц

По таблице кодонов находим соответствующие аминокислоты и убеждаемся, что полипептид, образовавшийся в результате мутации, имеет совершенно другую последовательность аминокислот. При этом 5-й кодон – УГА, является терминирующим.

Задача 17. Информация, о каких триплетах может получиться при точечной мутации триплета АГА?

Ответ: Точечной мутации (изменению одного нуклеотида) подвергается триплет АГА. Рассмотрим варианты, последовательно замещая первый нуклеотид на любой из оставшихся трёх, затем – аналогично – второй и третий. Получаем соответственно три ряда вариантов:

1) ГГА, ЦГА, ТГА; 2) АЦА, ААА, АЦА; 3) АГГ, АГЦ, АГТ.

 

 

Занятие № 5  «Регуляция экспрессии генов у про- и эукариот»

 

Подготовка к практическому занятию

Для подготовки к занятию необходимо использовать основную и дополнительную литературу, лекционный материал по теме занятия.

Перечень вопросов для самоподготовки по теме практического занятия:

1. Особенность функционирования генов прокариот и эукариот в отношении количества генов, реагирующих на регуляторный сигнал.

2. Различия в организации большинства структурных генов эукариот и их рибосомных генов с позиции уровней регуляции экспрессии гена.

3. Основные отличия регуляции транскрипции у про- и эукариот.

4. Структурно-функциональные элементы, обязательные для прокариотического оперона.

5. Различие принципа и механизмов негативного и позитивного контроля в регуляции транскрипции генов на примере транскриптона прокариот.

6. Посттранскрипционная регуляция активности генов.

7. Трансляция прокариотических РНК на полицистронной матрице.

8. Регуляции экспрессии гена на посттрансляционном уровне

9. Сопоставление уровней регуляции экспрессии гена в отношении степени их инерционности и оперативности.

10. Сравнительный анализ принципов регуляции экспрессии гена у прокариот и эукариот.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: