Задачі з молекулярної біології

   Задачі  з молекулярної біології

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

         довжина одного нуклеотида, L(н) = 0,34 нм;

  середня молекулярна маса одного нуклеотида Мr(н) = 345  ;

  середня молекулярна маса однієї амінокислоти  Мr(а) = 100;

         для визначення довжини гена L(гена) або  L(ДНК) враховують кількість нуклеотидів, яка міститься в одному ланцюзі ДНК;

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

         для  ДНК виконується правило Чаргаффа: А=Т; Г=Ц;      А+Г = Т+Ц

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

 Задача 1. Фрагмент першого ланцюга ДНК має таку нуклеотидну послідовність: ТАЦАГАТГГАГТЦГЦ. Визначте послідовність мономерів білка, закодованого фрагментом другого ланцюга ДНК.

                                                      Розв’язання

 Відповідь. Послідовність мономерів білка: лейцин- тирозин – аргінін – триптофан – серин – аланін.

Задача 2. Біохімічний аналіз показав, що іРНК має 30% аденіну, 18% гуаніну та 20% урацилу. Визначте частку (у %) кожного нуклеотида у відповідному фрагменті дволанцюгової  ДНК?

Розв’язання

 Відповідь. Частка кожного нуклеотида у відповідному фрагменті дволанцюгової ДНК становить 25%. 

Задача 3. Біохімічний аналіз показав, що іРНК має 20% аденіну, 30% гуаніну, 40%цитозину та 10% урацилу. Визначте частку (у %) аденіну у відповідному фрагменті дволанцюгової  ДНК?

Розв’язання

%  А(ДНК) = (20 + 10):2 = 15%

Відповідь:  частка аденіну у  фрагменті дволанцюгової  ДНК становить 15%.

     Задача 4. На фрагменті одного ланцюга ДНК нуклеотиди розташовані в послідовності, показаній нижче.           … АГТАЦГГЦАТГТАГЦ …

1.      Напишіть схему структури дволанцюгової молекули ДНК.

2.      Якою є довжина  цього фрагмента?

3.      Якою є маса цього фрагмента ДНК? 

Розв’язання

1. Керуючись принципом комплементарності, запишемо схему дволанцюгової  ДНК:

2.      L(ДНК) = 15 х 0,34 = 5,1 (нм) (15 - кількість нуклеотидів в одному ланцюгу).

3.       Мr(ДНК) = 345 х 30 = 10350   (30 – кількість нуклеотидів у двох ланцюгах).

Відповідь. Другий ланцюг фрагмента ДНК має таку структуру:  ТЦА – ТГЦ – ЦГТ – АЦГ – ТЦГ ; довжина фрагмента ДНК – 5,1 нм; молекулярна маса фрагмента ДНК –10350 .   

 Задача 5.  Білок складається зі 124 аміноліслот. Порівняйте відносні молекулярні маси білка та гена, який його кодує.Розв’язання

Відповідь. Відносна молекулярна маса гена у 20,7 рази більша, ніж кодованого білка.

     Задача 6. Гормон росту людини (соматотропін) – білок, що містить 191 амінокислоту. Скільки кодуючих нуклеотидів і триплетів входить до складу гена соматотропіну?

Розв’язання

Одну амінокислоту кодує триплет нуклеотидів (три нуклеотиди)

191 х 3 = 573 (нуклеотиди) – один ланцюг;

573 х 2 = 1146 (нуклеотидів) – обидва ланцюги.

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

Задача 7. У фрагменті одного ланцюга молекули ДНК нуклеотиди розташовані у такій послідовності: ТТГ АГЦ АЦГ ГТА ААТ ЦГА.

1.              Побудуйте схему дволанцюгової ДНК.
2.              Яка довжина цього фрагмента?
3.              Яка маса дволанцюгового фрагмента?

Розв'язання

1.         Застосовуючи принцип комплементарності, запишемо схему дволанцюгової          ДНК:         ТТГ   АГЦ  АЦГ  ГТА   ААТ  ЦГА

                                                                ААЦ  ТЦГ  ТГЦ   ЦАТ  ТТА   ГЦТ.

2. В одному ланцюгу ДНК 18 пар нуклеотидів, звідси довжина фрагмента ДНК дорівнює:

L (ДНК) = 0,34 х 18 = 6,12 (нм).

      3. Молекулярна маса фрагмента ДНК (двох ланцюгів):

             Mr (ДНК) =  345 х 18 х  2 =  12420

Відповідь: L (ДНК) =  6,12 (нм) ,  Mr (ДНК) =   12420