Урок. Розв'язування задач з молекулярної біології

Тема: «Розвязування задач з молекулярної біології»

БІЛКИ – полімери, мономерами яких є амінокислоти (АК)Mr(АК) - молекулярна маса однієї амінокислоти = 100 Да (а.о.м.)L (АК) – довжина однієї амінокислоти = 0,35нм. ДНК, РНК – полімери, мономерами яких є нуклеотиди (н)Mr(н) – молекулярна маса одного нуклеотида = 345 Да (а.о.м)L(н) – довжина одного нуклеотида = 0,34нм. СКЛАД НУКЛЕЇНОВИХ КИСЛОТ: АЗОТИСТА ОСНОВА НАЗВА НУКЛЕОТИДА А аденіновий Т тиміновий Г гуаніновий Ц цитозиновий У урациловий Для ДНК виконується правило Чаргаффа: А=Т, Г=Ц; А+Г(Ц) = Т+Ц(Г); (А+Т) + (Г+Ц) = 100% !!! ДНК – дволанцюгова; РНК – одноланцюгова молекули. ДЛЯ РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ НЕОБХІДНО ПАМ’ЯТАТИ2

Домашні задачі: Задача 1. Укажіть правильну послідовність нуклеотидів на другому ланцюзі ДНК, якщо на першому вона має такий вигляд: АГТАЦЦГАТАЦТЦГА. Задача 2. Визначте частку у% нуклеотидів в молекулі ДНК, якщо частка аденілового становить 23%. Задача 3. Визначте довжину, масу молекули ДНК, якщо вона містить 348 нуклеотидів. Задача 4. Визначте довжину молекули білка, якщо його молекулярна маса становить 64500 Да.

Задача1. Укажіть правильну послідовність нуклеотидів на другому ланцюзі ДНК, якщо на першому вона має такий вигляд: АГТАЦЦГАТАЦТЦГА. Розв’язання: Розв'яжіть задачу: ДАНО: А Г Т А Ц Ц Г А Т А Ц Т Ц Г А… ДНК Т Ц А Т Г Г Ц Т А Т Г А Г Ц Т Відповідь: за принципом комплементарності: А Т; Г Ц

Задача2. Визначте частку у % нуклеотидів в молекулі ДНК, якщо частка аденілового становить 23%. Розв'яжіть задачу: Дано: ДНКЧастка А – 23% Частка (Т,Г,Ц) - ?Розв’язання1) Правило Чаргаффа: А=Т; Г=Ц; (А+Т)+(Г+Ц)=100%А=Т=23%2) Г= Ц = (100% - (А%+Т%)) : 2 Г=Ц= (100% - 46%) : 2 = 27% Відповідь: масова частка Т – 23%; Г – 27%;Ц – 27%.

Задача3. Визначте довжину, масу молекули ДНК, якщо вона містить 348 нуклеотидів. Розв'яжіть задачу: Дано: ДНКN(н) – 348 Mr(н) - 345 Да. L(н) – 0,34нм Mr(ДНК) L(ДНК) - ?Розв’язання:1) Mr(ДНК) = N(н) x Mr(н)Mr(ДНК)= 348 x 345 Да=120060 Да 2) L(ДНК) = N(н всіх) : 2 x L(н) !!! ДНК-дволанцюгова молекула. L(ДНК) = 348 :2 x 0,34нм = 59,16нм Відповідь: маса (ДНК) – 120060;довжина ( ДНК) – 59,16нм

Задача 4. Визначте довжину молекули білка, якщо його молекулярна маса становить 64500 Да. Розв'яжіть задачу: Дано: Mr(б) - 64500 Да. Mr(АК) - 100 Да. L(АК) – 0,35нм L (б) - ?Розв’язання: Mr(б)1) N(АК) = Mr(АК)N(АК) = 64500 Да : 100 Да = 645 2) L(б) = N(АК) x L(АК)L(б) = 645 x 0,35нм = 225,75нм Відповідь: довжина білкової молекули 225,75нм

Задача 5. У фрагменті молекуди ДНК знайдено 1660 тимінових нуклеотидів, що становить 20% загальної кількості. Визначте: 1) кількість інших нуклеотидів;2) масу і довжину фрагмента ДНК. Розв'яжіть задачу: Дано: ДНКN(Т) – 1660 Масова частка. Т-20% Mr(н) - 345 Да L(н) – 0,34нм N (А,Г,Ц) - ? Mr (ДНК) - ? L (ДНК) - ?Розв’язання: 1) Складаємо пропорцію: N(Т)1660 ---- 20%N(н всіх) ---- 100%N(н всіх)= 1660 x 100% : 20%= 8300

Розв'язання:2) Правило Чаргаффа: А=Т, Г=Ц; А=Т = 1660 (н);Г=Ц = 8300 – (1660 +1660) : 2 = 2490 (н)3) Mr(ДНК) = N(н всіх) x Mr(н)Mr(ДНК) = 8300 x 345 Да = 2863500 Да4) L(ДНК) = N(н всіх) : 2 x L(н)!!! ДНК – дволанцюгова молекула. L(ДНК) = 8300 :2 x 0,34нм = 1411нм Відповідь: кількість Г,Ц по 2490; кількість А,Т по 1660; маса (ДНК) 2863500 Да; довжина молекули ДНК 1411нм

Задача 6. Довжина фрагмента ДНК 931,6нм. Визначте молекулярну масу молекули ДНК. Розв'яжіть задачу: Дано: ДНКL (ДНК) – 931,6нм L (н) – 0,34нм. Mr (н) - 345 Да. Mr (ДНК) - ?Розв’язання: L(ДНК)1) N(н одного ланцюга) = L (н) N(н одн. ланц) = 931,6нм : 0,34нм = 2740 2) ДНК- дволанцюгова молекула Mr (ДНК) = N(н одн. ланц) x 2 x Mr (н)Mr(ДНК) = 2740 x 2 x 345 Да = 1890600 Да Відповідь: маса молекули ДНК 1890600 Да

Задача 7. Молекула РНК має довжину 57,8нм. Визначте молекулярну масу молекули РНК. Розв'яжіть задачу: Дано: РНКL(РНК) – 57,8нм. Mr(н) - 345 Да. L(н) – 0,34нм. Mr (РНК) - ? Розв’язання: L(РНК) 1) N(н) = L(н)N(н) = 57,8нм : 0,34нм = 1702) Mr(РНК) = N(н) x Mr(н)!!! РНК - одноланцюгова. Mr(РНК) = 170 x 345 Да = 58650 Да Відповідь:молекулярна маса РНК – 58650 Да

Задача 8. Молекула ДНК має відносну молекулярну масу 1035000 Да, на долю цитозинових нуклеотидів припадає 82800 Да. Визначте: 1) скільки в данному фрагменті кожного з нуклеотидів;2) довжину молекули ДНК. Розв'яжіть задачу: Дано: ДНКMr(ДНК) - 1035000 Да. Mr(Ц) – 82800 Да. L(н) – 0,34нм. Mr(н) – 345 Да. N(А,Т,Г,Ц) - ?L(ДНК) - ?Розв’язання: Mr(ДНК)1) N(н всіх) = Mr(н)N(н всіх) = 1035000 Да : 345 Да = 3000 Mr(Ц)2) N(Ц) = Mr(н)N(Ц) = 82800 Да : 345 Да = 240

Розв'язання:3) Правило Чаргаффа: А=Т, Г=Ц; Г=Ц = 240(н);А=Т = 3000 – (240 +240) : 2 = 1260 (н)4) L(ДНК) = N(н всіх) : 2 x L(н)!!! ДНК – дволанцюгова молекула. L(ДНК) = 3000 :2 x 0,34нм = 510нм Відповідь: кількість Г,Ц по 240; кількість А,Т по 1260; довжина молекули ДНК 510нм

Задача 9. В нуклеїновій кислоті аденін складає 20%, що відповідає500 нуклеотидам, гуанін і цитоцин по 25%. Визначте: 1) склад нуклеїнової кислоти; 2) її масу і довжину. Розв'яжіть задачу: Дано: НКЧастка А -20%N(А) – 500 Частка Г – 25%Частка Ц – 25%Mr(н) - 345 Да. L(н) – 0,34нм. НК - ?Mr(НК)-?L(НК) - ?Розв’язання:1) Визначаємо склад НК: X%(невід.н) = 100% - (20%+25%+25%) = 30%X%(невід.н) = А%, отже це молекула РНК 2) Визначаємо кількість всіх нуклеотидів. Складаємо пропорцію:500(А) ---- 20%X(н всіх) ---- 100%N(н всіх) = 500 x 100% : 20% = 2500

Розв'язання: 3) Mr(РНК) = N(н всіх) x Mr(н)Mr(РНК) = 2500 x 345 Да = 862500 Да4) L(РНК) = N(н всіх) x L(н)!!! РНК – одноланцюгова молекула. L(РНК) = 2500 x 0,34нм = 850нм Відповідь: молекула РНК; маса РНК – 862500 Да довжина молекули РНК 850нм

Д/З1. Підготуватися до К. Р за темою: «Молекулярний рівень організації життя» + задачі.2. Задача. Один з ланцюгів молекули ДНК має такий нуклеотидний склад: ГТЦАГТАТГТЦЦАТГГ…Визначте:1) порядок послідовності нуклеотидів другого ланцюга молекули ДНК; 2) частку (у%) кожного нуклеотида; 3) довжину, масу молекули ДНКБажаю успіху!!!

Дякую за увагу!