ЕГЭ Биология Клетка и организм как биологические системы Биологические процессы в клетках

Практика к уроку «Репликация ДНК. Решение задач №27»: задания с развернутым ответом

Содержание

задание 1

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, включающая старт-кодон и стоп-кодон, называется открытая рамка считывания. Старт-кодон соответствует триплету, кодирующему аминокислоту мет. Фрагмент бактериального гена, содержащий полную открытую рамку считывания, имеет следующую последовательность нуклеотидов:

5’-ТЦТЦТЦАГЦЦТГЦТАЦГЦАТАЦЦАТГ-3’
3’-АГАГАГТЦГГАЦГАТГЦГТАТГГТАЦ-5’

Определите транскрибируемую цепь ДНК, поясните свой выбор. Запишите открытую рамку считывания на иРНК и последовательность аминокислот полипептидной цепи. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. При написании последовательностей нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

Таблица генетического кода

Скрыть

Показать решение

Скрыть

Транскрибируемая (матричная) цепь ДНК — верхняя. На иРНК присутствует 5’-АУГ-3’ (старт-кодон) (или 3’-ТАЦ-5’ на ДНК; или 5’-АТГ-3’ на смысловой ДНК). На иРНК присутствует 5’-УГА-3’ (стоп-кодон) (или 3’-АЦТ-5’ на ДНК; или 5’-ТГА-3’ на смысловой ДНК).

Открытая рамка считывания: 5’-АУГГУАУГЦГУАГЦАГГЦУГА-3’ или 5’-ЦАУГГУАУГЦГУАГЦАГГЦУГАГАГА-3’ (с обязательным указанием границ открытой рамки считывания: подчеркнута, обведена, отмечены начало и конец и т. п.);

Последовательность аминокислот: мет-вал-цис-вал-ала-гли.

задание 2

В начале кодирующей части генов инфузорий рода Euplotes встречаются стоп-кодоны. Однако в начале гена рибосома при встрече с таким стоп-кодоном в иРНК сдвигает рамку считывания на один нуклеотид в сторону 3′ конца и продолжает синтез полипептида.

Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5′ конца. Рибосома движется от 5′ к 3′ концу зрелой иРНК. Фрагмент начала гена инфузории имеет следующую последовательность (нижняя цепь матричная (транскрибируемая)).

5′-ТГАГАТГАГЦТГГТАГГАЦГТ-3′
3′-АЦТЦТАЦТЦГАЦЦАТЦЦТГЦА-5′

Определите нуклеотидную последовательность информационной РНК и образующийся на ней фрагмент полипептида. При ответе учитывайте, что полипептидная цепь начинается с аминокислоты мет. Поясните ход решения. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. При написании последовательностей нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

Таблица генетического кода

Скрыть

Показать решение

Скрыть

Нуклеотидная последовательность иРНК: 5′-УГАГАУГАГЦУГГУАГГАЦГУ-3′. Аминокислоте мет соответствует кодон 5′-АУГ-3′ (АУТ). В рамке считывания имеется стоп-кодон 5′-УАГ-3′. Происходит сдвиг рамки считывания до кодона 5′-АГГ-3′.

Последовательность аминокислот в полипептиде мет-сер-три-арг-тре.

задание 3

Известно, что синтез нуклеиновых кислот начинается с 5’ конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5’ к 3’ концу. Молекулы тРНК, несущие соответствующие антикодоны, входят в рибосому в следующем порядке (антикодоны указаны в направлении от 5’ к 3’ концу):

ЦАГ, УАГ, ГАЦ, ЦЦА, АЦГ

Определите последовательность смысловой и транскрибируемой цепей ДНК, иРНК и аминокислот в молекуле синтезируемого фрагмента белка. Поясните ход решения. Для решения задания используйте таблицу генетического кода. При написании нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

Таблица генетического кода

Скрыть

Показать решение

Скрыть

Нуклеотидная последовательность участка иРНК: 5′-ЦУГЦУАГУЦУГГЦГУ-3′. По таблице генетического кода находим последовательность белка: лей-лей-вал-три-арг. По иРНК определяем молекулу ДНК:

5′-ЦТГЦТАГТЦТГГЦГТ-3′
3′-ГАЦГАТЦАГАЦЦГЦА-5′;

Верхняя цепь молекулы ДНК — смысловая (нижняя — транскрибируемая).

задание 4

Известно, что синтез нуклеиновых кислот начинается с 5′ конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5′ к 3′ концу. В цепи РНК и ДНК могут иметься специальные комплементарные участки, благодаря которому у молекулы может возникать вторичная структура.

Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов (нижняя цепь матричная (транскрибируемая)).

5′-ЦАТГЦЦТАТАТГЦЦТТАГГЦГЦ-3′
3′-ГТАЦГГАТАТАЦГГААТЦЦГЦГ-5′

Определите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте. Установите вторичную структуру этого фрагмента тРНК. Определите аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если антикодон равноудален от концов комплементарных участков цепи. Поясните ход решения. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. При написании нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

Таблица генетического кода

Скрыть

Показать решение

Скрыть

Нуклеотидная последовательность участка тРНК: 5′-ЦАУГЦЦУАУАУГЦЦУУАГГЦГЦ-3′. Вторичная структура тРНК:

Нуклеотидная последовательность антикодона в тРНК: 5′-УГЦ-3′ (УГЦ) (или выделен и подписан на тРНК); антикодон соответствует кодону на иРНК 5′-ГЦА-3′ (ГЦА). Данная тРНК будет переносить аминокислоту ала (аланин).

задание 5

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-ЦАТТАТГЦГТГАТААТГ-3ʹ
3ʹ-ГТААТАЦГЦАЦТАТТАЦ-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 решения задания используйте таблицу генетического кода. При написании нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

Таблица генетического кода

Скрыть

Показать решение

Скрыть

Ннуклеотидная последовательность участка тРНК: 5′-ЦАУУАУГЦГУГАУААУГ-3′. Палиндром в последовательности: 5′-ЦАУУАУ-3′ (3′-ГУААУА-5′). Вторичная структура тРНК:

Нуклеотидная последовательность антикодона в ТРНК: 5′-ЦГУ-3′ (выделен на тРНК); антикодон соответствует кодону иРНК 3′-ГЦА-5′ (5′-АЦГ-3′). По таблице генетического кода этому кодону соответствует а тре (треонин), которую будет переносить данная тРНК.

задание 6

Известно, что синтез нуклеиновых кислот начинается с 5ʹ конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5ʹк 3ʹ концу. У бактерии имеются специфические транспортно-матричные РНК (тмРНК). В тмРНК есть шпилечная структура, образованная комплементарными участками РНК, которая позволяет ей попадать в рибосому. После шпильки через несколько нуклеотидов располагается открытая рамка считывания, которая начинается с аланинового кодона. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок тмРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов (нижняя цепь матричная):

5′-АЦГААТЦЦТГЦАГАТТЦААГЦЦАЦГГТАЦАТЦА-3′
3′-ТГЦТТАГГАЦГТЦТААГТТЦГГТГЦЦАТГТАГТ-5′

Установите нуклеотидную последовательность участка тмРНК, который синтезируется на данном фрагменте. Найдите на данном участке комплементарные участки и установите вторичную структуру участка тмРНК. Установите последовательность начала открытой рамки считывания на данном участке тмРНК. Какая последовательность полипептида кодируется данным фрагментом тмРНК? Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода. При написании нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

Таблица генетического кода

Скрыть

Показать решение

Скрыть

Нуклеотидная последовательность участка тмРНК: 5′-АЦГААУЦЦУГЦАГАУУЦААГЦЦАЦГГУАЦАУЦА-3’. Вторичная структура тмРНК:

фрагмент открытой рамки считывания: 5′-ГЦЦАЦГГУАЦАУЦА-3’; (или указана и подписана в последовательности тмРНК или на вторичной структуре).

Открытая рамка считывания начинается с кодона 5′-ГЦЦ-3′ (ГЦЦ) (кодирующего аланин (ала)) (или указан и подписан в последовательности тмРНК или на вторичной структуре). Последовательность полипептида: ала-тре-вал-гис.

Награды за урок