Подготовка к егэ по биологии биосинтез белка

И транскрипция, и трансляция относятся к матричным биосинтезам. Матричным биосинтезом называется синтез
биополимеров (нуклеиновых кислот, белков) на матрице — нуклеиновой кислоте ДНК или РНК. Процессы матричного биосинтеза относятся к пластическому обмену: клетка расходует энергию АТФ.

Матричный синтез можно представить как создание копии исходной информации на несколько другом или новом
«генетическом языке». Скоро вы все поймете — мы научимся достраивать по одной цепи ДНК другую, переводить РНК в ДНК
и наоборот, синтезировать белок с иРНК на рибосоме. В данной статье вас ждут подробные примеры решения задач, генетический словарик пригодится — перерисуйте его себе

Возьмем 3 абстрактных нуклеотида ДНК (триплет) — АТЦ. На иРНК этим нуклеотидам будут соответствовать — УАГ (кодон иРНК).
тРНК, комплементарная иРНК, будет иметь запись — АУЦ (антикодон тРНК). Три нуклеотида в зависимости от своего расположения
будут называться по-разному: триплет, кодон и антикодон. Обратите на это особое внимание.

Репликация ДНК — удвоение, дупликация (лат. replicatio — возобновление, лат. duplicatio — удвоение)

Процесс синтеза дочерней молекулы ДНК по матрице родительской ДНК. Нуклеотиды достраивает фермент ДНК-полимераза по
принципу комплементарности. Переводя действия данного фермента на наш язык, он следует следующему правилу: А (аденин) переводит в Т (тимин), Г (гуанин) — в Ц (цитозин).

Удвоение ДНК происходит в синтетическом периоде интерфазы. При этом общее число хромосом не меняется, однако каждая из них
содержит к началу деления две молекулы ДНК: это необходимо для равномерного распределения генетического материала между
дочерними клетками.

Транскрипция (лат. transcriptio — переписывание)

Транскрипция представляет собой синтез информационной РНК (иРНК) по матрице ДНК. Несомненно, транскрипция происходит
в соответствии с принципом комплементарности азотистых оснований: А — У, Т — А, Г — Ц, Ц — Г (загляните в «генетический словарик»
выше).

До начала непосредственно транскрипции происходит подготовительный этап: фермент РНК-полимераза узнает особый участок молекулы ДНК — промотор и связывается с ним. После связывания с промотором происходит раскручивание молекулы ДНК, состоящей из двух
цепей: транскрибируемой и смысловой. В процессе транскрипции принимает участие только транскрибируемая цепь ДНК.

Транскрипция осуществляется в несколько этапов:

• Инициация (лат. injicere — вызывать)

Образуется несколько начальных кодонов иРНК.

• Элонгация (лат. elongare — удлинять)

Нити ДНК последовательно расплетаются, освобождая место для передвигающейся РНК-полимеразы. Молекула иРНК
быстро растет.

• Терминация (лат. terminalis — заключительный)

Достигая особого участка цепи ДНК — терминатора, РНК-полимераза получает сигнал к прекращению синтеза иРНК. Транскрипция завершается. Синтезированная иРНК направляется из ядра в цитоплазму.

Трансляция (от лат. translatio — перенос, перемещение)

Куда же отправляется новосинтезированная иРНК в процессе транскрипции? На следующую ступень — в процесс трансляции.
Он заключается в синтезе белка на рибосоме по матрице иРНК. Последовательность кодонов иРНК переводится в последовательность
аминокислот.

Перед процессом трансляции происходит подготовительный этап, на котором аминокислоты присоединяются к соответствующим молекулам тРНК. Трансляцию можно разделить на несколько стадий:

• Инициация

Информационная РНК (иРНК, синоним — мРНК (матричная РНК)) присоединяется к рибосоме, состоящей из двух субъединиц.
Замечу, что вне процесса трансляции субъединицы рибосом находятся в разобранном состоянии.

Первый кодон иРНК, старт-кодон, АУГ оказывается в центре рибосомы, после чего тРНК приносит аминокислоту,
соответствующую кодону АУГ — метионин.

• Элонгация

Рибосома делает шаг, и иРНК продвигается на один кодон: такое в фазу элонгации происходит десятки тысяч раз.
Молекулы тРНК приносят новые аминокислоты, соответствующие кодонам иРНК. Аминокислоты соединяются друг с другом: между ними образуются пептидные связи, молекула белка растет.

Доставка нужных аминокислот осуществляется благодаря точному соответствию 3 нуклеотидов (кодона) иРНК 3 нуклеотидам (антикодону) тРНК. Язык перевода между иРНК и тРНК выглядит как: А (аденин) — У (урацил), Г (гуанин) — Ц (цитозин).
В основе этого также лежит принцип комплементарности.



Движение рибосомы вдоль молекулы иРНК называется транслокация. Нередко в клетке множество рибосом садятся на одну молекулу
иРНК одновременно — образующаяся при этом структура называется полирибосома (полисома). В результате происходит одновременный синтез множества одинаковых белков.



• Терминация

Синтез белка — полипептидной цепи из аминокислот — в определенный момент завершатся. Сигналом к этому служит попадание
в центр рибосомы одного из так называемых стоп-кодонов: УАГ, УГА, УАА. Они относятся к нонсенс-кодонам (бессмысленным), которые не кодируют ни одну аминокислоту. Их функция — завершить синтез белка.

Существует специальная таблица для перевода кодонов иРНК в аминокислоты. Пользоваться ей очень просто, если вы запомните, что
кодон состоит из 3 нуклеотидов. Первый нуклеотид берется из левого вертикального столбика, второй — из верхнего горизонтального,
третий — из правого вертикального столбика. На пересечении всех линий, идущих от них, и находится нужная вам аминокислота

Давайте потренируемся: кодону ЦАЦ соответствует аминокислота Гис, кодону ЦАА — Глн. Попробуйте самостоятельно найти
аминокислоты, которые кодируют кодоны ГЦУ, ААА, УАА.

Кодону ГЦУ соответствует аминокислота — Ала, ААА — Лиз. Напротив кодона УАА в таблице вы должны были обнаружить прочерк:
это один из трех нонсенс-кодонов, завершающих синтез белка.

Примеры решения задачи №1

Без практики теория мертва, так что скорее решим задачи! В первых двух задачах будем пользоваться таблицей генетического кода (по иРНК),
приведенной вверху.

«Фрагмент цепи ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: ЦГА-ТГГ-ТЦЦ-ГАЦ. Определите последовательность нуклеотидов
во второй цепочке ДНК, последовательность нуклеотидов на иРНК, антикодоны
соответствующих тРНК и аминокислотную последовательность соответствующего фрагмента молекулы белка, используя таблицу генетического кода»

Объяснение:

По принципу комплементарности мы нашли вторую цепочку ДНК: ГЦТ-АЦЦ-АГГ-ЦТГ. Мы использовали следующие правила при нахождении второй нити
ДНК: А-Т, Т-А, Г-Ц, Ц-Г.

Вернемся к первой цепочке, и именно от нее пойдем к иРНК: ГЦУ-АЦЦ-АГГ-ЦУГ. Мы использовали следующие правила при переводе ДНК в иРНК:
А-У, Т-А, Г-Ц, Ц-Г.

Зная последовательность нуклеотидов иРНК, легко найдем тРНК: ЦГА, УГГ, УЦЦ, ГАЦ. Мы использовали следующие правила перевода иРНК в тРНК:
А-У, У-А, Г-Ц, Ц-Г. Обратите внимание, что антикодоны тРНК мы разделяем запятыми, в отличие кодонов иРНК. Это связано с тем, что
тРНК представляют собой отдельные молекулы (в виде клеверного листа), а не линейную структуру (как ДНК, иРНК).

Пример решения задачи №2

«Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент цепи ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет
следующую последовательность нуклеотидов: ТАГ-ЦАА-АЦГ-ГЦТ-АЦЦ. Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется
на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет соответствует антикодону
тРНК»

Обратите свое пристальное внимание на слова «Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент цепи ДНК, на которой
синтезируется участок центральной петли тРНК «. Эта фраза кардинально меняет ход решения задачи: мы получаем право напрямую и сразу
синтезировать с ДНК фрагмент тРНК — другой подход здесь будет считаться ошибкой.

Итак, синтезируем напрямую с ДНК фрагмент молекулы тРНК: АУЦ-ГУУ-УГЦ-ЦГА-УГГ. Это не отдельные молекулы тРНК (как было
в предыдущей задаче), поэтому не следует разделять их запятой — мы записываем их линейно через тире.

Третий триплет ДНК — АЦГ соответствует антикодону тРНК — УГЦ. Однако мы пользуемся таблицей генетического кода по иРНК,
так что переведем антикодон тРНК — УГЦ в кодон иРНК — АЦГ. Теперь очевидно, что аминокислота кодируемая АЦГ — Тре.

Пример решения задачи №3

Длина фрагмента молекулы ДНК составляет 150 нуклеотидов. Найдите число триплетов ДНК, кодонов иРНК, антикодонов тРНК и
аминокислот, соответствующих данному фрагменту. Известно, что аденин составляет 20% в данном фрагменте (двухцепочечной
молекуле ДНК), найдите содержание в процентах остальных нуклеотидов.

Один триплет ДНК состоит из 3 нуклеотидов, следовательно, 150 нуклеотидов составляют 50 триплетов ДНК (150 / 3). Каждый триплет ДНК
соответствует одному кодону иРНК, который в свою очередь соответствует одному антикодону тРНК — так что их тоже по 50.

По правилу Чаргаффа: количество аденина = количеству тимина, цитозина = гуанина. Аденина 20%, значит и тимина также 20%.
100% — (20%+20%) = 60% — столько приходится на оставшиеся цитозин и гуанин. Поскольку их процент содержания равен, то
на каждый приходится по 30%.

Теперь мы украсили теорию практикой. Что может быть лучше при изучении новой темы?

в условии
в решении
в тексте к заданию
в атрибутах

Категория:

Атрибут:

Всего: 428    1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 …

Добавить в вариант

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

Всего: 428    1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 …

Генетическая информация в клетке. Гены, генетический код и его свойства. Матричный характер реакций биосинтеза. Биосинтез белка и нуклеиновых кислот

Генетическая информация в клетке

Воспроизведение себе подобных является одним из фундаментальных свойств живого. Благодаря этому явлению существует сходство не только между организмами, но и между отдельными клетками, а также их органоидами (митохондриями и пластидами). Материальной основой этого сходства является передача зашифрованной в последовательности нуклеотидов ДНК генетической информации, которая осуществляется благодаря процессам репликации (самоудвоения) ДНК. Реа лизуются все признаки и свойства клеток и организмов благодаря белкам, структуру которых в первую очередь и определяют последовательности нуклеотидов ДНК. Поэтому первостепенное значение в процессах метаболизма играет именно биосинтез нуклеиновых кислот и белка. Структурной единицей наследственной информации является ген.

Гены, генетический код и его свойства

Наследственная информация в клетке не является монолитной, она разбита на отдельные «слова» — гены.

Ген — это элементарная единица генетической информации.

Работы по программе «Геном человека», которые проводились одновременно в нескольких странах и были завершены в начале нынешнего века, дали нам понимание того, что у человека всего около 25–30 тыс. генов, но информация с большей части нашей ДНК не считывается никогда, так как в ней содержится огромное количество бессмысленных участков, повторов и генов, кодирующих признаки, утратившие значение для человека (хвост, оволосение тела и др.). Кроме того, был расшифрован ряд генов, отвечающих за развитие наследственных заболеваний, а также генов-мишеней лекарственных препаратов. Однако практическое применение результатов, полученных в ходе реализации данной программы, откладывается до тех пор, пока не будут расшифрованы геномы большего количества людей и станет понятно, чем же все-таки они различаются.

Гены, кодирующие первичную структуру белка, рибосомальной или транспортной РНК называются структурными, а гены, обеспечивающие активацию или подавление считывания информации со структурных генов, — регуляторными. Однако даже структурные гены содержат регуляторные участки.

Наследственная информация организмов зашифрована в ДНК в виде определенных сочетаний нуклеотидов и их последовательности — генетического кода. Его свойствами являются: триплетность, специфичность, универсальность, избыточность и неперекрываемость. Кроме того, в генетическом коде отсутствуют знаки препинания.

Каждая аминокислота закодирована в ДНК тремя нуклеотидами — триплетом, например, метионин закодирован триплетом ТАЦ, то есть код триплетен. С другой стороны, каждый триплет кодирует только одну аминокислоту, в чем заключается его специфичность или однозначность. Генетический код универсален для всех живых организмов, то есть наследственная информация о белках человека может считываться бактериями и наоборот. Это свидетельствует о единстве происхождения органического мира. Однако 64 комбинациям нуклеотидов по три соответствует только 20 аминокислот, вследствие чего одну аминокислоту может кодировать 2–6 триплетов, то есть генетический код избыточен, или вырожден. Три триплета не имеют соответствующих аминокислот, их называют стоп-кодонами, так как они обозначают окончание синтеза полипептидной цепи.

Последовательность оснований в триплетах ДНК и кодируемые ими аминокислоты

*Стоп-кодон, означающий конец синтеза полипептидной цепи.

Сокращения названий аминокислот:

Ала — аланин

Арг — аргинин

Асн — аспарагин

Асп — аспарагиновая кислота

Вал — валин

Гис — гистидин

Гли — глицин

Глн — глутамин

Глу — глутаминовая кислота

Иле — изолейцин

Лей — лейцин

Лиз — лизин

Мет — метионин

Про — пролин

Сер — серин

Тир — тирозин

Тре — треонин

Три — триптофан

Фен — фенилаланин

Цис — цистеин

Если начать считывание генетической информации не с первого нуклеотида в триплете, а со второго, то произойдет не только сдвижка рамки считывания — синтезированный таким образом белок будет совсем иным не только по последовательности нуклеотидов, но и по структуре и свойствам. Между триплетами отсутствуют какие бы то ни было знаки препинания, поэтому нет никаких препятствий для сдвижки рамки считывания, что открывает простор для возникновения и сохранения мутаций.

Матричный характер реакций биосинтеза

Клетки бактерий способны удваиваться каждые 20–30 минут, а клетки эукариот — каждые сутки и даже чаще, что требует высокой скорости и точности репликации ДНК. Кроме того, каждая клетка содержит сотни и тысячи копий многих белков, особенно ферментов, следовательно, для их воспроизведения неприемлем «штучный» способ их производства. Более прогрессивным способом является штамповка, которая позволяет получить многочисленные точные копии продукта и к тому же снизить его себестоимость. Для штамповки необходима матрица, с которой осуществляется оттиск.

В клетках принцип матричного синтеза заключается в том, что новые молекулы белков и нуклеиновых кислот синтезируются в соответствии с программой, заложенной в структуре ранее существовавших молекул тех же нуклеиновых кислот (ДНК или РНК).

Биосинтез белка и нуклеиновых кислот

Репликация ДНК. ДНК представляет собой двухцепочечный биополимер, мономерами которого являются нуклеотиды. Если бы биосинтез ДНК происходил по принципу ксерокопирования, то неизбежно возникали бы многочисленные искажения и погрешности в наследственной информации, которые в конечном итоге привели бы к гибели новых организмов. Поэтому процесс удвоения ДНК происходит иным, полуконсервативным способом: молекула ДНК расплетается, и на каждой из цепей синтезируется новая цепь по принципу комплементарности. Процесс самовоспроизведения молекулы ДНК, обеспечивающий точное копирование наследственной информации и передачу ее из поколения в поколение, называется репликацией (от лат. репликацио — повторение). В результате репликации образуются две абсолютно точные копии материнской молекулы ДНК, каждая из которых несет по одной копии материнской.

Процесс репликации на самом деле крайне сложен, так как в нем участвует целый ряд белков. Одни из них раскручивают двойную спираль ДНК, другие разрывают водородные связи между нуклеотидами комплементарных цепей, третьи (например, фермент ДНК-полимераза) подбирают по принципу комплементарности новые нуклеотиды и т. д. Образовавшиеся в результате репликации две молекулы ДНК в процессе деления расходятся по двум вновь образующимся дочерним клеткам.

Ошибки в процессе репликации возникают крайне редко, однако если они и происходят, то очень быстро устраняются как ДНК-полимеразами, так и специальными ферментами репарации, поскольку любая ошибка в последовательности нуклеотидов может привести к необратимому изменению структуры и функций белка и, в конечном итоге, неблагоприятно сказаться на жизнеспособности новой клетки или даже особи.

Биосинтез белка. Как образно выразился выдающийся философ XIX века Ф. Энгельс: «Жизнь есть форма существования белковых тел». Структура и свойства белковых молекул определяются их первичной структурой, т. е. последовательностью аминокислот, зашифрованной в ДНК. От точности воспроизведения этой информации зависит не только существование самого полипептида, но и функционирование клетки в целом, поэтому процесс синтеза белка имеет огромное значение. Он, по-видимому, является самым сложным процессом синтеза в клетке, поскольку здесь участвует до трехсот различных ферментов и других макромолекул. Кроме того, он протекает с высокой скоростью, что требует еще большей точности.

В биосинтезе белка выделяют два основных этапа: транскрипцию и трансляцию.

Транскрипция (от лат. транскрипцио — переписывание) — это биосинтез молекул иРНК на матрице ДНК.

Поскольку молекула ДНК содержит две антипараллельных цепи, то считывание информации с обеих цепей привело бы к образованию совершенно различных иРНК, поэтому их биосинтез возможен только на одной из цепей, которую называют кодирующей, или кодогенной, в отличие от второй, некодирующей, или некодогенной. Обеспечивает процесс переписывания специальный фермент РНК-полимераза, который подбирает нуклеотиды РНК по принципу комплементарности. Этот процесс может протекать как в ядре, так и в органоидах, имеющих собственную ДНК, — митохондриях и пластидах.

Синтезированные в процессе транскрипции молекулы иРНК проходят сложный процесс подготовки к трансляции (митохондриальные и пластидные иРНК могут оставаться внутри органоидов, где и происходит второй этап биосинтеза белка). В процессе созревания иРНК к ней присоединяются первые три нуклеотида (АУГ) и хвост из адениловых нуклеотидов, длина которого определяет, сколько копий белка может синтезироваться на данной молекуле. Только потом зрелые иРНК покидают ядро через ядерные поры.

Параллельно в цитоплазме происходит процесс активации аминокислот, в ходе которого аминокислота присоединяется к соответствующей свободной тРНК. Этот процесс катализируется специальным ферментом, на него затрачивается АТФ.

Трансляция (от лат. трансляцио — передача) — это биосинтез полипептидной цепи на матрице иРНК, при котором происходит перевод генетической информации в последовательность аминокислот полипептидной цепи.

Второй этап синтеза белка чаще всего происходит в цитоплазме, например на шероховатой ЭПС. Для его протекания необходимы наличие рибосом, активация тРНК, в ходе которой они присоединяют соответствующие аминокислоты, присутствие ионов Mg2+, а также оптимальные условия среды (температура, рН, давление и т. д.).

Для начала трансляции (инициации) к готовой к синтезу молекуле иРНК присоединяется малая субъединица рибосомы, а затем по принципу комплементарности к первому кодону (АУГ) подбирается тРНК, несущая аминокислоту метионин. Лишь после этого присоединяется большая субъединица рибосомы. В пределах собранной рибосомы оказываются два кодона иРНК, первый из которых уже занят. К соседнему с ним кодону присоединяется вторая тРНК, также несущая аминокислоту, после чего между остатками аминокислот с помощью ферментов образуется пептидная связь. Рибосома передвигается на один кодон иРНК; первая из тРНК, освободившаяся от аминокислоты, возвращается в цитоплазму за следующей аминокислотой, а фрагмент будущей полипептидной цепи как бы повисает на оставшейся тРНК. К новому кодону, оказавшемуся в пределах рибосомы, присоединяется следующая тРНК, процесс повторяется и шаг за шагом полипептидная цепь удлиняется, т. е. происходит ее элонгация.

Окончание синтеза белка (терминация) происходит, как только в молекуле иРНК встретится специфическая последовательность нуклеотидов, которая не кодирует аминокислоту (стоп-кодон). После этого рибосома, иРНК и полипептидная цепь разделяются, а вновь синтезированный белок приобретает соответствующую структуру и транспортируется в ту часть клетки, где он будет выполнять свои функции.

Трансляция является весьма энергоемким процессом, поскольку на присоединение одной аминокислоты к тРНК расходуется энергия одной молекулы АТФ, еще несколько используются для продвижения рибосомы по молекуле иРНК.

Для ускорения синтеза определенных белковых молекул к молекуле иРНК могут присоединяться последовательно несколько рибосом, которые образуют единую структуру — полисому.

Философ Фридрих Энгельс в своем знаменитом определении сказал, что жизнь является способом существования белковых тел. В каждом живом организме безостановочно идет сложный процесс, требующий немалых энергетических затрат, — синтезируются и созревают белки. Общая схема биосентеза белка такова: ДНК — иРНК — белок.

Биосинтез белка делится на два главных этапа. Во-первых, из аминокислот синтезируется полипептидная цепь. Этот этап проходит на рибосомах при участии молекул двух типов РНК, информационной и транспортной. Во-вторых, с полипептидной цепью происходят посттрансляционные модификации. Образно представить весь этот процесс можно как крошечную железную дорогу, по которой постоянно, от одной станции к другой, снуют паровозы с прицепленными гружеными вагонами.

Трансляция

1.      Синтез полипептидных белковых цепей по матрице иРНК, который производится рибосомами, называется трансляцией.

2.      Полисома — система рибосом в виде цепи, используемая для увеличения количества производимых белков. Через нее может проходить одна и та же иРНК.

3.      Первым делом иРНК должна получить некую информацию. Транскрипция — процесс перенесения информации с ДНК на иРНК в ядре по принципу комплементарности. Далее иРНК идет в цитоплазму для синтеза белка на ее матрице.

4.      Как ДНК проходит подготовку к транскрипции? При помощи ферментов двойная связь ДНК раскручивается, разрываются водородные связи.

5.      Значительная часть ДНК, как и ее копия иРНК являются некодирующими. Кодирующие части иРНК называют экзонами, некодирующие интронами. Для «отбрасывания» некодирующих участков происходит сплайсинг — вырезание интронов с помощью ферментов.

6.      Как аминокислоты доставляются к рибосомам? С помощью тРНК, по форме напоминающей клеверный лист и состоящей из 70–90 нуклеотидов.

7.      Сколько видов тРНК в клетке? Столько же, сколько кодонов (триплетов), шифрующих аминокислоты — 64. Кодоны — это триплеты нуклеотидов в иРНК. Пример триплета — АГЦ (аденин, гуанин, цитозин). Каждое азотистое основание, например, аденин, входит в состав какого-то нуклеотида.

8.      Вверху в тРНК имеется триплет, присоединяющийся к кодонам иРНК. Это антикодон.

9.      Фермент кодаза присоединяет аминокислоту к тРНК. Причем он присоединяет строго ту аминокислоту, которая кодируется кодоном иРНК — триплетом, комплементарным антикодону тРНК.

10. Для связывания одной аминокислоты с тРНК тратится одна молекула АТФ.

11. Аминокислота отрывается от тРНК в тот момент, когда тРНК подходит к рибосоме и ее антикодон узнает кодон иРНК по принципу комплементарности.

12. В акцепторном участке рибосомы приходящая тРНК присоединяется к своему кодону иРНК, причем аминокислота присоединяет к себе растущую цепь белка — образуется пептидная связь.

13. В донорный участок рибосомы тРНК перемещается вместе с кодоном иРНК и с аминокислотой, цепь удлиняется на одну аминокислоту. На место данной тРНК в акцепторный участок идет новая тРНК.

14. Разные полипептидные цепи отделяются друг от друга своеобразными «знаками препинания», тремя триплетами — УАА, УАГ, УГА. Ни одна тРНК не имеет антикодонов, комплементарных данным триплетам, потому она не сможет поступить в акцепторный участок.

15. Какая аминокислота стоит в начале синтезируемого полипептида в рибосоме прокариот? Формилметионин, она соответствует антикодону АУГ иРНК. Данная измененная форма аминокислоты метионина является «заглавной буквой» фразы и прямиком следует в донорный участок рибосомы. С нее начинается синтез любой белковой цепи у бактерий, митохондрий, хлоропластов. У эукариот гены ядра не кодируют эту аминокислоту. После того как синтез полипептидной цепи закончен, формилметионин отщепляется от нее и отсутствует в готовом белке.

16. Что происходит с тРНК после выполнения ее роли? С помощью фермента кодазы к ней будет присоединена та же аминокислота, и тРНК продолжит функционировать.

17. Посттрансляционная модификация — формирование структур белка: вторичной, третичной и четвертичной. В этом процессе участвуют ферменты и затрачивается энергия.

ПРОВЕРОЧНАЯ РАБОТА ПО ТЕМЕ «БИОСИНТЕЗ БЕЛКА»

(подготовка к ЕГЭ)

Часть А Выберите один правильный ответ из четырёх предложенных:

А1. В молекуле ДНК количество нуклеотидов с гуанином  составляет 10% от общего числа. Сколько нуклеотидов с аденином содержится в этой молекуле?

1) 10%;              2) 20%;                       3) 40%;                     4) 90%.

А2. Какая последовательность правильно отражает путь реализации генетической информации:

1) ген—-и-РНК—-белок—-признак;                      3) и-РНК—-ген—-белок—-признак—-свойство;

2) признак—-белок—- и-РНК—-ген—-ДНК;        4) ген—-признак—- и-РНК——белок.

А3. Триплетность, специфичность, универсальность, неперекрываемость – это свойства:

1) генотипа;     2) генома;             3) генетического кода;                  4) генофонда популяции.

А4. Комплементарными парами в молекуле ДНК являются:

1) аденин и гуанин;         2) гуанин и тимин;           3) гуанин и урацил;                4) цитозин и гуанин.

А5. В гене закодирована информация:

1) об определенном признаке организма;                                 3) о первичной структуре одного белка;

2) о скорости протекания химических процессов в клетке;    4) об особенностях вида.

А6. Информация о первичной структуре белка закодирована в:

1) р-РНК;                  2) и-РНК;                  3) самих белках;              4) липидах.

А7. Назовите процесс, в ходе которого клетка удваивает генетическую информацию:

1) репликация;           2) трансляция;        3) репарация;                   4) транскрипция.

А8. Триплетов ДНК, не кодирующих ни одной аминокислоты, а служащих сигналом для прекращения трансляции, насчитывается:

1) 20;               2) 7;           3) 5;             4) 3.

А9. Процесс переписывания информации с ДНК на и-РНК называется:

1) редупликацией;              2) транскрипцией;       3) репликацией;               4) трансляцией.

А10. Процесс репликации ДНК происходит в:

1) S-синтетической стадии;             3) G2-постсинтетичекой стадии;

2) G1-предсинтетичекой стадии;    4) D- дубликационной стадии.

А11. Триплету нуклеотидов АТЦ в молекуле ДНК будет соответствовать кодон молекулы и-РНК:

1) УАГ; 2) ГАУ; 3) УТЦ; 4) ЦАУ.

А12. Общим свойством молекул белков и нуклеиновых кислот является:

1) способность к репликации;                         3) образование глобул;

2) способность к денатурации и ренатурации;   4) комплементарность.

А13. В процессе трансляции к триплету УЦА на и-РНК присоединится т-РНК с антикодоном:

1) АГУ; 2) ГУЦ; 3) АГТ; 4) ЦГТ.

А14. В соответствии с принципом комплементарности аденин в молекуле ДНК образует пару с:

1) цитозином; 2) тимином; 3) гуанином; 4) урацилом.

А15. Синтез белка в клетке осуществляют:

1) митохондрии; 2) пластиды; 3) рибосомы; 4) лизосомы.

А16. Рибосомы в клетках эукариот расположены:

1) в цитоплазме;

2) в цитоплазме и на мембранах гранулярной ЭПС;

3) в цитоплазме, на мембранах гранулярной ЭПС, в митохондриях и хлоропластах;

4) на мембранах гранулярной ЭПС.

А17. Процесс трансляции изучают на уровне:

1) организменном; 2) молекулярном; 3) популяционно-видовом; 4) биосферном.

А18. В состав рибосомы входят:

1) участок ДНК и белки;    3) р-РНК и белки;

2) т-РНК и участок ДНК;    4) и-РНК, р-РНК и ДНК.        

А19. Сколько аминокислот принимают участие в биосинтезе белков:

1) 10; 2) 20; 3) 30; 4) 46.

А20. Мономером белков являются:

1) ДНК и р-РНК; 2) моносахариды; 3) аминокислоты; 4) нуклеотиды.

Часть В

В1. Установите, в какой последовательности происходит процесс редупликации ДНК.

А) раскручивание спирали молекулы;

Б) воздействие фермента ДНК-полимеразы на молекулу;

В) отделение одной цепи от другой на участке молекулы ДНК;

Г) присоединение к каждой цепи ДНК комплементарных нуклеотидов;

Д) образование двух молекул ДНК из одной.

В2. Какие из перечисленных процессов являются проявлением реакций пластического обмена в клетке:

А) сборка белковых молекул в рибосомах;

Б) окисление глюкозы до пировиноградной кислоты;

В) синтез углеводов и липидов на мембранах ЭПС;

Г) кислородное расщепление;

Д) калий-натриевый насос;

Е) образование глюкозы в темновой фазе фотосинтеза.

В3.  Какие из перечисленных  особенностей строения отличают молекулу РНК от ДНК:

А) РНК- полимер, состоящий из нуклеотидов;

Б)  РНК  представляет собой единичную структуру;

В) нуклеотиды РНК  соединены прочными ковалентными связями;

Г) в состав нуклеотидов РНК  входит углевод рибоза;

Д) в состав нуклеотидов РНК  входит азотистое основание урацил;

Е) в состав нуклеотидов РНК  входит  остаток фосфорной кислоты.

В4. К реакциям матричного синтеза относятся:

А) сборка белковых молекул в рибосомах;

Б) синтез углеводов в световой фазе фотосинтеза;

В) присоединение ферментов к субстрату;

Г) синтез липидов на мембранах ЭПС;

Д) синтез и-РНК;

Е) удвоение ДНК.

 В5.  Установите последовательность процессов, происходящих в процессе трансляции:

А) присоединение ко второму триплету и-РНК транспортной РНК со второй аминокислотой;

Б) сборка рибосомы на и-РНК;

В) возникновение между метионином и второй аминокислотой пептидной связи;

Г) перемещение рибосомы на один триплет;

Д) разрушение рибосомы при достижении триплета терминации;

Е) присоединение к первому триплету и-РНК антикодона т-РНК с аминокислотой метионин.

В6. Установите последовательность процессов, происходящих в ходе трансляции:

А) выход и-РНК из ядра в цитоплазму;

Б)  переход аминокислоты с одной т-РНК на следующую т-РНК;

В) соединение т-РНК с кодоном и-РНК по принципу комплементарности;

Г) образование пептидной связи между остатками аминокислот на двух соседних т-РНК;

Д) нанизывание рибосом на и-РНК;

Е) приобретение белков характерной для него природной структуры.

В7. Установите соответствие между биологическим процессом и его характеристикой.

Характеристика	Процесс
А) энергия запасается Б) вещества синтезируются В) энергия расходуется Г) в процессе участвуют рибосомы Д) в процессе участвуют митохондрии Е) вещества окисляются	1) пластический обмен 2) энергетический обмен

В8. С помощью матричных реакций в клетке эукариот синтезируются:

1) нуклеотиды; 2) белки; 3) аминокислоты; 4) жиры; 5) ДНК; 6) РНК.

Часть С

С5. Фрагмент молекулы ДНК содержит 1230 нуклеотидных остатков. Сколько аминокислот будет входить в состав белка, который кодируется этим геном?

Ответы ПРОВЕРОЧНАЯ РАБОТА ПО ТЕМЕ «БИОСИНТЕЗ БЕЛКА»

Часть А

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
3	1	3	4	3	2	1	4	4	4
11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
1	2	1	2	3	3	2	3	2	3

Часть В

1	2	3	4	5	6	7	8
АВБГД	АВЕ	БГД	АДЕ	БЕАВГД	АДВГБЕ	112122	256

Часть С

С5 1) Каждая аминокислота кодируется 3 нуклеотидными остатками ДНК. 2) Белок будет содержать 1230:3=410 аминокислотных остатка.

ЗАДАЧИ ИЗ СБОРНИКА ЕГЭ 2020

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

5′ – А Ц А Т Г Г Г А Т Ц Ц Т А Т А Т Ц Г Ц Г – 3‘

3′ – Т Г Т А Ц Ц Ц Т А Г Г А Т А Т А Г Ц Г Ц – 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.

Ответ 1.

1) по принципу комплементарности находим цепь иРНК:

5′ – А Ц А У Г Г Г А У Ц Ц У А У А У Ц Г Ц Г – 3′

2) информативная часть гена начинается с третьего нуклеотида Т на ДНК, так как кодон АУГ кодирует аминокислоту Мет

3) последовательность аминокислот находим по кодонам иРНК в таблице генетического кода:

Мет – Гли – Сер – Тир – Иле — Ала.

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

5′ – Ц Т А Т Г А А Т А Ц Т Г А Т Ц Т Т А Г Т– 3′

3′ –Г А Т А Ц Т Т А Т Г А Ц Т А Г А А Т Ц А — 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.

3. Исходный фрагмент молекулы ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь – смысловая, нижняя – транскрибируемая):

5′ – Г Ц Г Г Г Ц Т А Т Г А Т Ц Т Г– 3′

3′ –Ц Г Ц Ц Ц Г А Т А Ц Т А Г А Ц – 5′

В результате замены одного нуклеотида в ДНК четвертая аминокислота во фрагменте полипептида заменилась на аминокислоту Вал. 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.

Ответ 3.

1) четвертый триплет исходного фрагмента смысловой цепи ДНК – ГАТ (транскрибируемой цепи ДНК – ЦТА), определяем кодон иРНК: ГАУ, по таблице генетического кода определяем, что он кодирует аминокислоту Асп

2) во фрагменте ДНК в четвертом триплете смысловой цепи ГАТ нуклеотид А заменился на Т( в транскрибируемой цепи в триплете ЦТА нуклеотид Т заменился на А), а в иРНК в четвертом кодоне (ГАУ) нуклеотид А заменился на У (ГУУ)

3) свойство генетического кода – универсальность.

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

3. 1Исходный фрагмент молекулы ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь – смысловая, нижняя – транскрибируемая):

5′ – Г Ц Г Г Г Ц Т А Т Г А Т Ц Т Г– 3′

3′ –Ц Г Ц Ц Ц Г А Т А Ц Т А Г А Ц – 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.

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

5′ – Г Ц А Т Г Г Г Ц Т Ц Т Г Г А Т Ц Т А Г Г– 3′

3′ –Ц Г Т А Ц Ц Ц Г А Г А Ц Ц Т А Г А Т Ц Ц — 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.

5. Молекулы тРНК, несущие соответствующие антикодоны, входят в рибосому в следующем порядке: ЦГЦ, ЦЦУ, АЦГ, АГА, АГЦ. Определите последовательность нуклеотидов смысловой и транскрибируемой цепей ДНК, иРНК и аминокислот в молекуле синтезируемого фрагмента белка. . Ответ поясните. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. При выполнении задания учитывайте, что антикодоны тРНК антипараллельны кодонам иРНК.

Ответ 5.

1) по принципу комплементарности определяем последовательность иРНК:

5′ – Г Ц Г А Г Г Ц Г У У Ц У Г Ц У – 3′

2) последовательность нуклеотидов транскрибируемой и смысловой цепей ДНК также определяем по принципу комплементарности

5′ – Г Ц Г А Г Г Ц Г Т Т Ц Т Г Ц Т — 3′

3′ – Ц Г Ц Т Ц Ц Г Ц А А Г А Ц Г А – 5′

3) по таблице генетического кода и кодонам иРНК находим последовательность аминокислот в полипептиде: Ала – Арг – Арг – Сер — Ала.

5.1.Молекулы тРНК, несущие соответствующие антикодоны, входят в рибосому в следующем порядке: ГУА, УАЦ, УГЦ, ГЦА. Определите последовательность нуклеотидов смысловой и транскрибируемой цепей ДНК, иРНК и аминокислот в молекуле синтезируемого фрагмента белка. . Ответ поясните. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. При выполнении задания учитывайте, что антикодоны тРНК антипараллельны кодонам иРНК.

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

5′ – Г Т Ц А Ц А Г Ц Г А Т Ц А А Т– 3′

3′ –Ц А Г Т Г Т Ц Г Ц Т А Г Т Т А – 5′

Определите последовательность аминокислот во фрагменте полипептидной цепи и обоснуйте свой ответ. Какие изменения могли произойти в результате генной мутации во фрагменте молекулы ДНК, если вторая аминокислота в полипептиде изменилась на аминокислоту Про? Какое свойство генетического кода определяет возможность существования разных фрагментов мутированной молекулы ДНК? Ответ обоснуйте. . Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

Ответ 6.

1) последовательность аминокислот во фрагменте полипептидной цепи:

Вал – Тре – Ала –Иле – Асн определяется по последовательности нуклеотидов в молекуле иРНК

5′ – Г У Ц А Ц А Г Ц Г А У Ц А А У – 3′

2) во фрагменте белка вторая аминокислота Тре заменилась на Про, что возможно при замене второго триплета в смысловой цепи ДНК АЦА на триплет ЦЦУ, ЦЦЦ, ЦЦА, или ЦЦГ (второго кодона в иРНК АЦА на кодон ЦЦУ, ЦЦЦ, ЦЦА или ЦЦГ)

3) свойство генетического кода – избыточность (вырожденность), так как одной аминокислоте (Про) соответствует более одного триплета (четыре триплета).

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

5′ – Т А Т Т Ц Ц Т А Ц Г Г А А А А – 3′

3′ –А ТА А Г Г А Т Г Ц Ц Т Т Т Т – 5′

Определите последовательность аминокислот во фрагменте полипептидной цепи и обоснуйте свой ответ. Какие изменения могли произойти в результате генной мутации во фрагменте молекулы ДНК, если третья аминокислота в полипептиде изменилась на аминокислоту Цис? Какое свойство генетического кода определяет возможность существования разных фрагментов мутированной молекулы ДНК? Ответ обоснуйте. . Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

8. 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′ – А У Г Г Ц У У У У Г Ц А – 3′.

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

Ответ 8.

1) ) по принципу комплементарности определяем последовательность нуклеотидов участка ДНК:

5′ – А Т Г Г Ц Т Т Т Т Г Ц А – 3′

3′ – Т А Ц Ц Г А А А А Ц Г Т — 5′

2) по принципу комплементарности определяем последовательность нуклеотидов иРНК:

5′ – А У Г Г Ц У У У У Г Ц А – 3′

3) по таблице генетического кода и кодонам иРНК находим последовательность аминокислот вирусного белка:

Мет – Ала –Фен –Ала.

Задание 27 № 26822

8. 1. Генетический аппарат вируса представлен молекулой РНК, фрагмент которой имеет следующую нуклеотидную

последовательность: 5′ − ГУГАААГАУЦАУГЦГУГГ −3′.

Определите нуклеотидную последовательность двуцепочной молекулы ДНК, которая синтезируется в результате обратной транскрипции на РНК вируса.

Установите последовательность нуклеотидов в иРНК и аминокислот во фрагменте белка вируса, которая закодирована в найденном фрагменте молекулы ДНК. Матрицей для синтеза иРНК, на которой идёт синтез вирусного белка, является вторая цепь двуцепочной ДНК.

Для решения задачи используйте таблицу генетического кода.

Генетический код (иРНК)

Первое основание	Второе основание	Третье основание
	У	Ц	А	Г
У	Фен Фен Лей Лей	Сер Сер Сер Сер	Тир Тир — —	Цис Цис — Три	У Ц А Г
Ц	Лей Лей Лей Лей	Про Про Про Про	Гис Гис Глн Глн	Арг Арг Арг Арг	У Ц А Г
А	Иле Иле Иле Мет	Тре Тре Тре Тре	Асн Асн Лиз Лиз	Сер Сер Арг Арг	У Ц А Г
Г	Вал Вал Вал Вал	Ала Ала Ала Ала	Асп Асп Глу Глу	Гли Гли Гли Гли	У Ц А Г

Пояснение.

1. Фрагмент двуцепочечной молекулы ДНК определяется по принципу комплементарности по вирусной РНК ГУГ ААА ГАУ ЦАУ ГЦГ УГГ:

ДНК 1 цепь:5′ − ГТГ ААА ГАТ ЦАТ ГЦГ ТГГ  − 3′ (кодирующая)

ДНК 2 цепь: 3′ − ЦАЦ ТТТ ЦТА ГТА ЦГЦ АЦЦ − 5′(матричная)

Примечание

Обратная транскрипция — процесс образования двуцепочечной ДНК на основе одноцепочечной РНК, характерный для РНК-вирусов.

2. Строим участок иРНК 5′ − ГУГ ААА ГАУ ЦАУ ГЦГ УГГ −3′ по принципу комплементарности на основе второй (матричной) цепи молекулы ДНК.

3. На основе иРНК по таблице генетического кода определяем последовательность аминокислот во фрагменте РНК вируса: Вал – Лиз – Асп – Гис – Ала – Три.

9. 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′ – Г Ц Г Г А А А А Г Ц Г Ц – 3′.

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

10. 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′ – Г У Г А Г Г А Ц Ц У Ц Г – 3′.

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

11. Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь смысловая, нижняя транскрибируемая).

5’-ЦГААГГТГАЦААТГТ-3’

3’-ГЦТТЦЦАЦТГТТАЦА-5’

Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте, обозначьте 5’ и 3’ концы этого фрагмента и определите аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет с 5’ конца соответствует антикодону тРНК. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

Ответ 11.

1) нуклеотидная последовательность участка тРНК:

5′ – У Г Ц Г Ц У Г Ц А Ц Ц А Г Ц У – 3′

2) нуклеотидная последовательность антикодона ГЦА (третий триплет) соответствует кодону на иРНК УГЦ

3) по таблице генетического кода этому кодону соответствует аминокислота Цис, которую будет переносить данная тРНК.

(59) Задание 27 № 26968

Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на котором синтезируется участок тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов:

5′ − ААЦЦТТТТТГЦЦТГА − 3′

3′ − ТТГГАААААЦГГАЦТ − 5′

Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК который синтезируется на данном фрагменте. Какой кодон иРНК будет соответствовать центральному антикодону этой тРНК? Какая аминокислота будет транспортироваться этой тРНК? Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

Генетический код (иРНК)

Первое основание	Второе основание	Третье основание
	У	Ц	А	Г
У	Фен Фен Лей Лей	Сер Сер Сер Сер	Тир Тир — —	Цис Цис — Три	У Ц А Г
Ц	Лей Лей Лей Лей	Про Про Про Про	Гис Гис Глн Глн	Арг Арг Арг Арг	У Ц А Г
А	Иле Иле Иле Мет	Тре Тре Тре Тре	Асн Асн Лиз Лиз	Сер Сер Арг Арг	У Ц А Г
Г	Вал Вал Вал Вал	Ала Ала Ала Ала	Асп Асп Глу Глу	Гли Гли Гли Гли	У Ц А Г

 Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны

(концу в одной цепи соответствует 3ʹ конец другой цепи). Синтез

нуклеиновых кислот начинается с 5ʹ конца. Рибосома движется по иРНК в

направлении от 5ʹ к 3ʹ концу. Все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице.

Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной

петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов (нижняя

цепь – матричная):

5ʹ-ЦГААГГТГАЦААТГТ-3ʹ

3ʹ-ГЦТТЦЦАЦТГТТАЦА-5ʹ

Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который

синтезируется на данном фрагменте, обозначьте 5ʹ и 3ʹ концы этого

фрагмента и определите аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в

процессе биосинтеза белка, если третий триплет с 5ʹ конца соответствует

антикодону тРНК. Ответ поясните. Для решения задания используйте

таблицу генетического кода.

Генетический код (иРНК от 5ʹ к 3ʹ концу

Ответ.

Схема решения задачи включает:

1. Нуклеотидная последовательность участка тРНК (верхняя цепь по условию смысловая):

ДНК: 3’-ГЦТ-ТЦЦ-АЦТ-ГТТ-АЦА-5’

тРНК: 5’-ЦГА-АГГ-УГА-ЦАА-УГУ-3’

2. Нуклеотидная последовательность антикодона УГА (по условию третий триплет) соответствует кодону на иРНК УЦА;

3. По таблице генетического кода этому кодону соответствует аминокислота -Сер, которую будет переносить данная тРНК.

Примечание.

1. По фрагменту молекулы ДНК, определяем нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте.

ДНК: 3’-ГЦТ-ТЦЦ-АЦТ-ГТТ-АЦА-5’

тРНК: 5’-ЦГА-АГГ-УГА-ЦАА-УГУ-3’

На ДНК с 3′ конца строится тРНК с 5′ — конца.

2. Определяем кодон иРНК, который будет комплементарен триплету тРНК в процессе биосинтеза белка.

Если третий триплет соответствует антикодону тРНК 5’- УГА-3’ , для нахождения иРНК сначала произведем запись в обратном порядке от 3’ → к 5’ получим 3’-АГУ- 5’, определяем иРНК: 5’–УЦА–3′.

3. По таблице генетического кода кодону -УЦА- соответствует аминокислота -Сер, которую будет переносить данная тРНК.

Пояснение к строению ДНК в условии:

Двойная спираль ДНК. Две антипараллельные ( 5’- конец одной цепи располагается напротив 3’- конца другой) комплементарные цепи полинуклеотидов, соединенной водородными связями в парах А-Т и Г-Ц, образуют двухцепочечную молекулу ДНК. Молекула ДНК спирально закручена вокруг своей оси. На один виток ДНК приходится приблизительно 10 пар оснований.

Смысловая цепь ДНК — Последовательность нуклеотидов в цепи кодирует наследственную информацию.

Транскрибируемая (антисмысловая) цепь по сути является копией смысловой цепи ДНК. Служит матрицей для синтеза иРНК (информацию о первичной структуре белка), тРНК, рРНК, регуляторной РНК.

12. Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь – смысловая, нижняя – транскрибируемая):

5′ – Т Г Ц Г Ц Т Г Ц А Ц Ц А Г Ц Т – 3′

3′ – А Ц Г Ц Г А Ц Г Т Г Г Т Ц Г А — 5′

Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте, обозначьте 5′ и 3′ концы этого фрагмента и определите аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет с 5′ конца соответствует антикодону тРНК. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

13. Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь – смысловая, нижняя – транскрибируемая):

5′ – Т Г Ц Ц А Т Т Т Т Ц Г А Т А Г – 3′

3′ – А Ц Г Г Т А А А А Г Ц Т А Т Ц — 5′

Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте, обозначьте 5′ и 3′ концы этого фрагмента и определите аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет с 5′ конца соответствует антикодону тРНК. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

Задание 27 № 26715

14. Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на котором синтезируется участок тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь смысловая, нижняя транскрибируемая).

5’-ТАТЦГАТТЦГЦЦТГА-3’

3’-АТАГЦТААГЦГГАЦТ-5’

Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК который синтезируется на данном фрагменте, обозначьте 5’ и 3’ концы этого фрагмента. Какой кодон иРНК будет соответствовать антикодону этой тРНК, если она переносит к месту синтеза белка аминокислоту ГЛУ. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода:

Генетический код (иРНК)

Первое основание	Второе основание	Третье основание
	У	Ц	А	Г
У	Фен Фен Лей Лей	Сер Сер Сер Сер	Тир Тир — —	Цис Цис — Три	У Ц А Г
Ц	Лей Лей Лей Лей	Про Про Про Про	Гис Гис Глн Глн	Арг Арг Арг Арг	У Ц А Г
А	Иле Иле Иле Мет	Тре Тре Тре Тре	Асн Асн Лиз Лиз	Сер Сер Арг Арг	У Ц А Г
Г	Вал Вал Вал Вал	Ала Ала Ала Ала	Асп Асп Глу Глу	Гли Гли Гли Гли	У Ц А Г

Пояснение.

Схема решения задачи включает:

1. Нуклеотидная последовательность участка тРНК (верхняя цепь по условию смысловая):

ДНК: 3’-АТА-ГЦТ-ААГ-ЦГГ-АЦТ-5’

тРНК: 5’-УАУ-ЦГА-УУЦ-ГЦЦ-УГА-3’

2. Кодон иРНК 5’-ГАА-3’ будет соответствовать антикодону этой тРНК, если она переносит к месту синтеза белка аминокислоту ГЛУ

3. Третий триплет тРНК 5’–УУЦ–3′ является антикодоном, если данная тРНК переносит к месту синтеза аминокислоту ГЛУ.

Примечание.

1. По транскрибируемому фрагменту молекулы ДНК, определяем нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте.

ДНК: 3’-АТА-ГЦТ-ААГ-ЦГГ-АЦТ-5’

тРНК: 5’-УАУ-ЦГА-УУЦ-ГЦЦ-УГА-3’

На ДНК с 3′ конца строится тРНК с 5′ — конца.

2. По таблице генетического кода определяем кодон иРНК, который кодирует аминокислоту ГЛУ

иРНК 5’-ГАА-3’ 5’-ГАГ-3’

По принципу комплементарности определим комплементарные триплеты тРНК: 3’-ЦУУ-5’ и 3’-ЦУЦ-5’

Произведем запись в обратном порядке от 5’ → к 3’ получим варианты антикодонов тРНК: 5’–УУЦ–3′; 5’–ЦУЦ–3′

3. Сравниваем найденную цепь тРНК (в первом пункте) и варианты антикодонов.

Третий триплет тРНК 5’–УУЦ–3′ является антикодоном, если данная тРНК переносит к месту синтеза аминокислоту ГЛУ.

Кодон иРНК 5’-ГАА-3’ будет соответствовать антикодону этой тРНК, если она переносит к месту синтеза белка аминокислоту ГЛУ

Пояснение к строению ДНК в условии:

Двойная спираль ДНК. Две антипараллельные ( 5’- конец одной цепи располагается напротив 3’- конца другой) комплементарные цепи полинуклеотидов, соединенной водородными связями в парах А-Т и Г-Ц, образуют двухцепочечную молекулу ДНК.

Смысловая цепь ДНК — Последовательность нуклеотидов в цепи кодирует наследственную информацию.

Транскрибируемая (антисмысловая) цепь по сути является копией смысловой цепи ДНК. Служит матрицей для синтеза иРНК (информацию о первичной структуре белка), тРНК, рРНК, регуляторной РНК.

ОТВЕТЫ.

Ответ 2.

1) по принципу комплементарности находим цепь иРНК:

5′ – Ц У А У Г А А У А Ц У Г А У Ц У У А Г У – 3′

2) информативная часть гена начинается с третьего нуклеотида Т на ДНК, так как кодон АУГ кодирует аминокислоту Мет

3) последовательность аминокислот находим по кодонам иРНК в таблице генетического кода:

Мет – Асн – Тре – Асп – Лей — Сер.

Ответ 3.1

1) третий триплет исходного фрагмента смысловой цепи ДНК – ТАТ (транскрибируемой цепи ДНК – АТА), определяем кодон иРНК: УАУ, по таблице генетического кода определяем, что он кодирует аминокислоту Цис

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.

Ответ 4.

1) по принципу комплементарности находим цепь иРНК:

5′ – Г Ц А У Г Г Г Ц У Ц У Г Г А У Ц У А Г Г – 3′

2) информативная часть гена начинается с третьего нуклеотида Т на ДНК, так как кодон АУГ кодирует аминокислоту Мет

3) последовательность аминокислот находим по кодонам иРНК в таблице генетического кода:

Мет – Гли – Сер – Гли – Сер -Арг.

Ответ 5.1.

1) по принципу комплементарности определяем последовательность иРНК:

5′ – У А Ц Г У А Г Ц А У Г Ц – 3′

2) последовательность нуклеотидов транскрибируемой и смысловой цепей ДНК также определяем по принципу комплементарности

5′ – Т А Ц Г Т А Г Ц А Т Г Ц — 3′

3′ – А Т Г Ц А Т Ц Г Т А Ц Г – 5′

3) по таблице генетического кода и кодонам иРНК находим последовательность аминокислот в полипептиде: Тир – Вал – Ала – Цис.

Ответ 7.

1) последовательность аминокислот во фрагменте полипептидной цепи:

Тир – Сер – Тир – Гли – Лиз – определяется по последовательности нуклеотидов в молекуле иРНК

5′ – У А У УЦ Ц У А Ц Г Г А А А А – 3′

2) во фрагменте белка вторая аминокислота Тир заменилась на Цис, что возможно при замене третьего триплета в смысловой цепи ДНК ТАЦ на триплет ТГТ или ТГЦ (в третьем кодоне иРНК УАЦ на кодон УГУ или УГЦ)

3) свойство генетического кода – избыточность (вырожденность), так как одной аминокислоте (Цис) соответствует более одного триплета (два триплета).

Ответ 9.

1) ) по принципу комплементарности определяем последовательность нуклеотидов участка ДНК:

5′ – Г Ц Г Г А А А А Г Ц Г Ц – 3′

3′ – Ц Г Ц Ц Т Т Т Т Ц Г Ц Г — 5′

2) по принципу комплементарности определяем последовательность нуклеотидов иРНК:

5′ – Г Ц Г Г А А А А Г Ц Г Ц – 3′

3) по таблице генетического кода и кодонам иРНК находим последовательность аминокислот вирусного белка:

Ала –Глу – Лиз – Арг.

Ответ 10.

1) по принципу комплементарности находим нуклеотидную последовательность участка ДНК

5′ – Г Т Г А Г Г А Ц Ц ТЦ Г – 3′

3′ – Ц А Ц Т Ц Ц Т Г Г А ГЦ – 5′

2) по принципу комплементарности находим нуклеотидную последовательность иРНК

5′ – Г У Г А Г Г А Ц Ц У Ц Г – 3′

3) по таблице генетического кода определяем последовательность вирусного белка:

Вал – Арг – Тре – Сер.

Ответ 12.

1) нуклеотидная последовательность участка тРНК:

5′ – У Г Ц Г Ц У Г Ц А Ц Ц А Г Ц У – 3′

2) нуклеотидная последовательность антикодона ГЦА (третий триплет) соответствует кодону на иРНК УГЦ

3) по таблице генетического кода этому кодону соответствует аминокислота Цис, которую будет переносить данная тРНК.

Ответ 13.

1) нуклеотидная последовательность участка тРНК:

5′ – У Г Ц Ц А У У У У Ц Г А У А Г – 3′

2) нуклеотидная последовательность антикодона УУУ (третий триплет) соответствует кодону на иРНК ААА

3) по таблице генетического кода этому кодону соответствует аминокислота Лиз, которую будет переносить данная тРНК.