Заняття 6. Нуклеїнові кислоти.

11 Б 30.09.2021

12/16 .10.2021

13/19 .10.2021

17 Д-2 .10.2021

18 А-1 .10.2021

18 А-2 .10.2021

Нуклеїнові кислоти.

1. Поняття про нуклеїнові кислоти.

2. РНК, типи, функції.

3. АТФ, функції.

4. Розв’язок задач.

РНК - пояснення

https://www.youtube.com/watch?v=sNBmN360rAc&t=5s

І. РОЗВ'ЯЗАННЯ ТИПОВИХ ЗАДАЧ З МОЛЕКУЛЯРНОЇ БІОЛОГІЇ

ОСНОВНІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

· ген визначає лише первинну структуру білка;

· полінуклеотидний ланцюг – це полімерні молекули, мономерами яких є нуклеотиди;

· комплементарність – відповідність азотистих основ у протилежних ланцюгах ДНК;

· транскрипція – процес перенесення генетичної інформації від ДНК до іРНК;

· іРНК – копія (транскрипт) відповідної ділянки ДНК. Вона служить матрицею для синтезу молекули білкової молекули;

· кожну амінокислоту в білковій молекулі кодує триплет нуклеотидів і-РНК (під час трансляції);

· трансляція – процес декодування іРНК, у результаті якого інформація з «мови» послідовності нуклеотидів іРНК перекладається на «мову» послідовності амінокислот у білку;

· щоб визначити амінокислоту, що закодована триплетом, слід скористатися таблицею 1 «Генетичний код». Перша літера кодона знаходиться у стовпчику зліва, другу необхідно шукати у чотирьох центральних стовпчиках таблиці, а останню – у стовпчику справа.

Таблиця 1. Генетичний код спадковості

📷

ІІ МОЛЕКУЛЯРНІ ОСНОВИ СПАДКОВОСТІ

Під час розв’язання таких задач необхідно пам’ятати, що:

· довжина одного нуклеотида, або відстань між двома сусідніми вздовж осі ДНК, становить 0,34 нм;

· середня молекулярна маса одного нуклеотида 345 умовних одиниць;

· середня молекулярна маса однієї амінокислоти дорівнює 100 умовних одиниць;

· молекула білка в середньому складається з 200 амінокислот;

· для визначення довжини гена (l) враховують кількість нуклеотидів, яка міститься в одному ланцюзі ДНК;

· для визначення молекулярної маси гена (Mr) враховують кількість нуклеотидів, що міститься у двох ланцюгах ДНК;

· трансляція здійснюється згідно з генетичним кодом;

· для всіх ДНК виконується правило Чаргаффа: А=Т; Г=Ц;

· А+Г = Т+Ц (вміст пуринових азотистих основ (аденіну і гуаніну) дорівнює вмісту піримідинових азотистих основ (тиміну і цитозину);

· сума всіх нуклеотидів в молекулі ДНК або РНК (А+Т+Г+Ц чи А+У+Г+Ц) становить 100%.

Задачі та приклади розвязку

Задача 1.

Гормон росту людини (соматотропін) – білок, що містить 191 амінокислоту. Скільки кодуючих нуклеотидів і триплетів входить до складу гена соматотропіну?

1. Одну амінокислоту кодує триплет нуклеотидів, отже, до складу гена соматотропну входить 191 триплет.

2. Дано: Розв’язання:

191 амінокислота

1. Визначаємо скільки нуклеотидів у одному ланцюзі:

191 • 3 = 573 (нуклеотидів)

2. Визначаємо скільки нуклеотидів у обох ланцюгах:

573 • 2 = 1146 (нуклеотидів)

Нуклеотидів?

Триплетів?

Відповідь. До складу гена соматотропну входить 191 триплет, що містить 1146 нуклеотидів (обидва ланцюги гена).

Задача 2.

Ланцюг ДНК, що кодує білок, має таку будову: ГТТЦТААААГГГЦЦЦ.

1. Яку послідовність мономерів матиме кодований білок?

2. Як зміниться склад білка, якщо під впливом опромінювання між восьмим і дев’ятим нуклеотидами ДНК стане нуклеотид Т?

Розв’язання-відповідь

1. Знаючи кодуючий ланцюг можемо побудувати ланцюг іРНК:

ДНК: ГТТ – ЦТА – ААА – ГГГ – ЦЦЦ.

іРНК: ЦАА – ГАУ – УУУ – ЦЦЦ – ГГГ

Білок: глн – асп – фен – про – глі

2. Визначаємо склад молекули білка, після того, як під впливом опромінювання між восьмим і дев’ятим нуклеотидами ДНК стане нуклеотид Т:

Кодуючий нуклеотид ДНК: ГТТ – ЦТА – ААТ – АГГ – ГЦЦ – Ц

іРНК: ЦАА – ГАУ – УУА – УЦЦ – ЦГГ – Г

Білок: глн – асп – лей – сер – арг

Відповідь: 1. Послідовність мономерів поліпептиду: глутамін – аспарагінова кислота – фенілаланін – пролін – гліцин.

3. Склад молекули білка після опромінення фрагмента ДНК: глутамін – аспарагінова кислота – лейцин – серин – аргінін.

Тренувальні вправи

Задача 1.

Відновіть послідовність нуклеотидів у гені ДНК, з якого був синтезований ланцюг іРНК їз наступною послідовністю: ГУАЦГЦГУГУАГЦУГУАЦ?

Задача 2.

У молекулі ДНК з відносною масою 93000 міститься аденінових нуклеотидів загальною масою 8625. Визначити число нуклеотидів кожного виду, якщо молекулярна маса одного нуклеотида 345.

Задача 3.

Скільки міститься аденінових, тимінових, гуанінових, цитозинових нуклеотидів у фрагменті молекули ДНК, якщо в ньому виявлено 950 цитозинових нуклеотидів, що становлять 20% від загальної кількості нуклеотидів у цьому фрагменті?

Задача 4.

У молекулі ДНК на частку цитозинових нуклеотидів припадає 18%. Визначте процентний уміст інших нуклеотидів, які входять у молекулу ДНК.

У молекулі ДНК із відносною молекулярною масою 69000 на частку аденінових нуклеотидів припадає 8625. Відносна молекулярна маса одного нуклеотиду в середньому — 345. Визначте кількість кожного нуклеотиду в молекулі ДНК.

Задача 5.

Білок містить 400 амінокислот. Яку довжину має ген, під контролем якого синтезується білок, якщо відстань між двома нуклеотидами в молекулі ДНК становить 0,34нм?

Задача 6.

Скільки та яких видів вільних нуклеотидів знадобиться при редуплікації молекули ДНК, у якій кількість аденіну становить 600000, гуаніну 2400000?

Скільки молекул рибози та ортофосфатної кислоти міститься в молекулі ІРНК, якщо кількість цитозину становить 1000, урацилу – 500, гуаніну – 600, аденіну – 400?

Задача 7.

У молекулі ДНК виявлено 880 гуанінових нуклеотидів, які становлять 22% від загальної кількості нуклеотидів цієї ДНК. Визначте кількість кожного нуклеотиду в цій молекулі ДНК. Яка довжина ДНК?

Задача 8.

Хімічне дослідження показало, що 30% від загального числа нуклеотидів даної і-РНК припадає на урацил, 26% – на цитозин, 24% – на аденін. Що можна сказати про нуклеотидний склад відповідної ділянки дволанцюгової ДНК, «зліпком» з якого є досліджена і-РНК?

Учбова література

1. Балан П.Г., Вервес Ю.Г., Поліщук В.П. Біологія, 10 клас. Рівень академічного стандарту - К.: Генеза, 2010. с.60-63

2. Кучеренко М.Е., Вервес Ю.Г., Балан П.Г. та ін. Загальна біологія, 10 клас. - К.: Генеза, 1998, 2000, 2001. с.33-37

Біологічний модуль вкба