27. Задача: цитология: #281828
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. В рибосому входят молекулы тРНК в следующей последовательности (указаны антикодоны в направлении от 5’ к 3’ концу):
ЦАГ, ЦЦУ, ЦАУ, ГЦУ, ЦАЦ
Генетический код (иРНК от 5ʹ к 3ʹ концу)
| Первое основание | Второе основание | Второе основание | Второе основание | Второе основание | Третье основание |
|---|---|---|---|---|---|
| У | Ц | А | Г | ||
| У | Фен | Сер | Тир | Цис | У |
| У | Фен | Сер | Тир | Цис | Ц |
| У | Лей | Сер | — | — | А |
| У | Лей | Сер | — | Три | Г |
| Ц | Лей | Про | Гис | Арг | У |
| Ц | Лей | Про | Гис | Арг | Ц |
| Ц | Лей | Про | Глн | Арг | А |
| Ц | Лей | Про | Глн | Арг | Г |
| А | Иле | Тре | Асн | Сер | У |
| А | Иле | Тре | Асн | Сер | Ц |
| А | Иле | Тре | Лиз | Арг | А |
| А | Мет | Тре | Лиз | Арг | Г |
| Г | Вал | Ала | Асп | Гли | У |
| Г | Вал | Ала | Асп | Гли | Ц |
| Г | Вал | Ала | Глу | Гли | А |
| Г | Вал | Ала | Глу | Гли | Г |
Установите нуклеотидную последовательность участка иРНК, который служит матрицей при синтезе полипептида, и аминокислотную последовательность этого фрагмента полипептида. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. При написании последовательностей нуклеиновых кислот указывайте направление цепи. Как изменится последовательность полипептида, если вместо тРНК с антикодоном 5’-ЦЦУ-3’ с рибосомой свяжется тРНК, несущая антикодон 5’-УЦУ-3’? Поясните ответ.
1. Определяем кодоны иРНК
Антикодоны тРНК даны в направлении от $5’$ к $3’$:
$5’\text{-ЦАГ-}3’$
$5’\text{-ЦЦУ-}3’$
$5’\text{-ЦАУ-}3’$
$5’\text{-ГЦУ-}3’$
$5’\text{-ЦАЦ-}3’$
Кодоны иРНК комплементарны и антипараллельны антикодонам тРНК.
$5’\text{-ЦАГ-}3′ \rightarrow 5’\text{-ЦУГ-}3’$
$5’\text{-ЦЦУ-}3′ \rightarrow 5’\text{-АГГ-}3’$
$5’\text{-ЦАУ-}3′ \rightarrow 5’\text{-АУГ-}3’$
$5’\text{-ГЦУ-}3′ \rightarrow 5’\text{-АГЦ-}3’$
$5’\text{-ЦАЦ-}3′ \rightarrow 5’\text{-ГУГ-}3’$
Следовательно, участок иРНК:
$5’\text{-ЦУГАГГАУГАГЦГУГ-}3’$
2. Определяем аминокислотную последовательность
По таблице генетического кода:
$5’\text{-ЦУГ-}3’$ — Лей;
$5’\text{-АГГ-}3’$ — Арг;
$5’\text{-АУГ-}3’$ — Мет;
$5’\text{-АГЦ-}3’$ — Сер;
$5’\text{-ГУГ-}3’$ — Вал.
Аминокислотная последовательность фрагмента полипептида:
Лей — Арг — Мет — Сер — Вал.
3. Изменение при замене тРНК
Вместо тРНК с антикодоном:
$5’\text{-ЦЦУ-}3’$
с рибосомой связывается тРНК с антикодоном:
$5’\text{-УЦУ-}3’$
Для антикодона $5’\text{-УЦУ-}3’$ комплементарный кодон иРНК:
$5’\text{-АГА-}3’$
По таблице генетического кода:
$5’\text{-АГА-}3’$ — Арг.
Изначально кодон $5’\text{-АГГ-}3’$ тоже кодировал аргинин.
Поэтому последовательность полипептида не изменится:
Лей — Арг — Мет — Сер — Вал.
Это объясняется вырожденностью генетического кода: разные кодоны иРНК могут кодировать одну и ту же аминокислоту.