Типы и примеры задач по теме «Биосинтез белка».
учебно-методический материал по биологии (11 класс)

Типы и примеры задач по теме «Биосинтез белка».

1.Информативная и неинформативная часть гена.

2. Смена транскрибируемой цепи.

3.Замена аминокислоты в белке(мутация).

4. Замена нуклеотида в ДНК(мутация).

5. Вирусная РНК.

6. Синтез т-РНК (центральная петля).

7. Вхождение антикодонов в рибосому.

8. Открытая рамка считывания.

9. Палиндром.

1.Информативная и неинформативная часть гена.

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

5’ − ЦТАТГААТАЦТГАТЦТТАГТ − 3’

3’ − ГАТАЦТТАТГАЦТАГААТЦА − 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.

2. Смена транскрибируемой цепи.

Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5' концу в одной цепи соответствует 3' конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5' конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5' к 3' концу.

Фрагмент молекулы ДНК имеет следующую последовательность:

5'-АТЦГГГАТАГЦТАТГ-3'

3'-ТАГЦЦЦТАТЦГАТАЦ-5'.

Определите последовательность фрагмента полипептида, кодируемого данным участком ДНК, если известно, что этот полипептид начинается с аминокислоты гис и имеет длину не менее четырёх аминокислот. Объясните последовательность Ваших действий. Для решения задания используйте таблицу генетического кода. При написании нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

3. Замена аминокислоты в белке(мутация).

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

5' − ТАТТЦЦТАЦГГАААА − 3'

3' − АТААГГАТГЦЦТТТТ − 5'

В результате генной мутации во фрагменте молекулы ДНК вторая аминокислота в полипептиде заменилась на аминокислоту Фен. Определите аминокислоту, которая кодировалась до мутации. Какие изменения произошли в ДНК, иРНК в результате мутации? Какое свойство генетического кода позволяет получить разные фрагменты мутированной молекулы ДНК? Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

4. Замена нуклеотида в ДНК(мутация).

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

     5' − ГЦГГГЦТАТГАТЦТГ − 3'

3' − ЦГЦЦЦГАТАЦТАГАЦ − 5' 

В результате мутации — 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.

5. Вирусная РНК.

Генетический аппарат вируса представлен молекулой РНК. Фрагмент этой молекулы имеет нуклеотидную последовательность: 5' − АЦАГЦЦГГУУУГГГА − 3'.

Определите нуклеотидную последовательность фрагмента двухцепочечной молекулы ДНК, которая синтезируется в результате обратной транскрипции на РНК вируса. Установите последовательность нуклеотидов в иРНК и аминокислот во фрагменте белка вируса. Матрицей для синтеза иРНК, на которой идёт синтез вирусного белка, является вторая цепь ДНК, которая комплементарна первой цепи ДНК, найденной по вирусной РНК. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

6. Синтез т-РНК (центральная петля).

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

5' − ГТГТАТГААТГЦАТА −3'

3' − ЦАЦАТАЦТТАЦГТАТ −3'

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. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

7. Вхождение антикодонов в рибосому.

Молекулы тРНК, несущие соответствующие антикодоны, входят в рибосому в следующем порядке: ГАА, ГЦА, ААА, АЦГ. Определите последовательность нуклеотидов смыловой и транскрибируемой цепи ДНК, иРНК и аминокислот в молекуле синтезируемого фрагмента белка. Ответ поясните. При выполнении задания учитывайте, что антикодоны

тРНК антипараллельны кодонам иРНК. Используйте таблицу генетического кода. 

8. Открытая рамка считывания.

Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5’ концу одной цепи соответствует 3’ конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5’ конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5’ к 3’ концу. Ген имеет кодирующую и некодирующую области. Кодирующая область гена называется открытой рамкой считывания. Фрагмент конца гена имеет следующую последовательность нуклеотидов (нижняя цепь матричная (транскрибируемая):

5’-АГЦАТГТААГЦТТТАЦТГАГЦТГЦ-3’

3’-ТЦГТАЦАТТЦГАААТГАЦТЦГАЦГ-5’.

Определите верную открытую рамку считывания и найдите последовательность аминокислот во фрагменте конца полипептидной цепи. Известно, что конечная часть полипептида, кодируемая этим геном, имеет длину более четырёх аминокислот. Объясните последовательность решения задачи. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. При написании последовательностей нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

9. Палиндром.

Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5ʹ 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. В цепи РНК и ДНК могут иметься специальные комплементарные участки  — палиндромы, благодаря которым у молекулы может возникать вторичная структура. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов (нижняя цепь матричная (транскрибируемая)):

5ʹ-АТАТЦТААТГЦАГАТАТ-3ʹ

3ʹ-ТАТАГАТТАЦГТЦТАТА-5ʹ

Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте. Найдите на данном участке палиндром и установите вторичную структуру центральной петли тРНК. Определите аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если антикодон равноудалён от концов палиндрома. Ответ поясните. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. При написании нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.