СЕКРЕТЫ КОДА

Наследственность организма определяется набором генов (геномом). Ген — это участок молекулы ДНК, локализованный в хромосомах. Молекула ДНК состоит из двух спирально закрученных вокруг общей оси длинных полинуклеотидных цепей. Отдельные нукле-отиды ДНК состоят из фосфорной кислоты, дезокси-рибозы и одного из азотистых оснований — аденина (А), тимина (Т), гуанина (Г) и цитозина (Ц).

Масса одного нуклеотида составляет приблизитель­но 345 у. е., что дает возможность, зная молекулярную массу ДНК, определить число нуклеотидов в ней.

Средняя длина гена около 1000 пар оснований, что составляет 340 нм вытянутой двойной спирали ДНК.

Один нуклеотид в молекуле ДНК занимает 0,34 нм, что позволяет определить длину того или иного фраг­мента ДНК, зная количество нуклеотидов.

Важнейшим свойством нуклеиновых кислот является комплементарность нуклеотидов: А — ТиГ— Ц. В молекуле и-РНК вместо тимидилового нуклеотида имеется уридиловый, комплементарный адениловому (А-У).  '

Исходя из этого и зная чередование нуклеотидов в одной цепи ДНК, можно построить недостающую цепь.

При решении задач принято считать, что белок со­стоит из 200 аминокислот, а молекулярная масса одной аминокислоты около 100 у. е.

 

Задача №1

Фрагмент правой цепи ДНК имеет следующий нуклеотидный состав: ГГГЦАТААЦГЦТ...

Определите  порядок чередования  нуклеотидов в, левой цепи.

Какова длина данного фрагмента молекулы ДНК?

Определите процент содержания каждого нуклеотида в данном фрагменте.

 

Задача №2

Химический анализ показал, что 16% общего числа нуклеотидов данной и-РНК приходится нааденин, 29% — на гуанин, 42% — на цитозин.

Определите процентный состав азотистых основа­ний ДНК, «слепком» с которой является данная и-РНК.

 

Задача №3

Молекулярная масса белка X = 50000.

Определите длину фрагмента молекулы соответ­ствующего гена.

 

Задача №4

Дана молекула ДНК с относительной молекулярной массой 69000, из них 8625 приходится на долю адени-ловых нуклеотидов.

Сколько содержится каждого нуклеотида?

Какова длина этой молекулы ДНК?

 

Задача №5

В молекуле ДНК обнаружено 880 гуаниловых нукле­отидов, которые составляют 22% от общего количес­тва нуклеотидов этой ДНК.

Сколько каждого нуклеотида содержится в этой мо­лекуле ДНК?

Какова длина этой молекулы ДНК?

  Задача № 6

Химическое исследование показало, что 30 % общего числа нуклеотидов данной информационной РНК приходится на урацил, 26 % -на цитозин, 24 %- на аденин. Что можно сказать о нуклеотидном составе соответствующего участка двух цепочечной ДНК, слепком с которого является и-РНК?

 Задача № 7.

Белок состоит из 158 аминокислот. Какую длину имеет определяющий его ген, если расстояние между двумя соседними нуклеотидами в спиральной молекуле ДНК составляет 3,4 ?

Задача № 8

Укажите порядок нуклеотидов в цепочке ДНК, образующейся путем самокоприрования цепочки:

ЦАЦЦГТАЦАГААТЦГЦТГАТ

Решение задачи №1

1). По принципу комплементарности строим левую цепь ДНК:

правая цепь Г-Г-Г-Ц-А-Т-А-А-Ц-Г-Ц-Т- ...

левая цепь  Ц-Ц-Ц-Г-Т-А-Т-Т-Г-Ц-Г-А- ...

2). Так как молекула ДНК двухцепочная, следова­тельно, ее длина равна длине одной цепи.

Один нуклеотид занимает в молекуле ДНК 0,34 нм. Отсюда длина данного фрагмента:

0,34 нмх 12 = 4,08 нм

3). Всего в данном фрагменте молекулы ДНК будет

24 нуклеотида.

Из них А = 5, или 20,8%

По правилу Чаргаффа А + Г = А+Ц, А = Т, Г=Ц

Тогда Т = 5 — 20,8%

Г + Ц = 24 — 10=14;

Г = Ц = 7, или 29,2%

Ответ: А = 20,8%; Т = 20,8%; Г = 29,2%; \л/ = 29,2%.

 

Решение задачи №2

1). Определяем процентное содержание уридиловых нуклеотидов в и-РНК:

100% — (16% + 29% + 42%) = 13%.

2). Определяем процентный состав той из цепочек ДНК, «слепком» с которой является данная и-РНК:

А = 13% : 2 = 6,5%;

Т = 16% : 2 = 8%;

Г = 42% : 2 = 21%;

Ц = 29% : 2= 14,5%.

3). Вторая цепочка ДНК будет комплементарна первой:

А = 8%;

Т = 6,5%;

Г= 14,5%;

Ц = 21%.

4). В целом в молекуле ДНК процент нуклеотидов будет равен:

А = 6,5% + 8% = 14,5%;

Т = 8% + 6,5% = 14,5%;

Г = 21% + 14,5% = 35,5%;

Ц = 14,5% + 21% = 35,5%.

Ответ: А = 14,5%; Т = 14,5%; Г = 35,5%; Ц = 35,5%.

 

Решение задачи №3

1). Белок X состоит из 50000 : 100 = 500 аминокислот.

2). Одна из цепей гена, несущая программу белка X, должна состоять из 500 х 3 = 1500 нуклеотидов.

3). Длина этой цепи ДНК равна 1500x0,34 = 510 (нм), такова же длина гена (двухцепочного участка ДНК). Ответ: Длина фрагмента равна 510 нм.

 

Решение задачи №4

1)  Масса одного нуклеотида 345 у. е., тогда в данной
молекуле ДНК содержится

69000 : 345 = 200 нуклеотидов.

2)    В эту молекулу ДНК входят

8625 : 345 = 25 адениловых нуклеотидов (А).

3)    На долю Г + Ц приходится:

200 — (25А + 25Т) = 150 нуклеотидов. Г= Ц = 75 (150 : 2).

4)  200 нуклеотидов содержится в двух цепях ДНК, в
одной цепи —

200 : 2 = 100.

Длина ДНК = 100 х 0,34 нм = 34 нм.

Ответ: А = Т = 25; Г = Ц = 75; длина ДНК 34 нм.

 

Решение задачи №5

1)      Исходя из принципа комплементарности
(А + Т) + (Г+ Ц) = 100%

Тогда количество цитидиловых нуклеотидов равно: Г= Ц= 880, или 22%.

2)     На долю (Т + А) приходится:
100% - (22 + 22) = 56%,

что составляет

х = (56 х 880) : 22 = 2240 нуклеотидов.

Отсюда следует

А = Т = 2240 : 2 = 11 20 нуклеотидов.

3)  Всего в этой молекуле ДНК содержится (880 х 2) + (1120 х 2) = 4000 нуклеотидов.

Для определения  длины ДНК узнаем,  сколько нуклеотидов содержится в одной цепи:

4000 : 2 = 2000

Длина ДНК составляет

0,34 нм х 2000 = 680 нм.

Ответ: В молекуле ДНК Г = С = 880 и А = Т = 1120 ну­клеотидов; длина этой молекулы 680 нм.

4)      

 Литература:"Энциклопедия в вопросах и ответах" в 10 т. /Составитель Вадченко Н.Л.- Д.: Сталкер, 1996-446 с.- Т.3