27. Задача: цитология: #281877
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 (верхняя цепь матричная (транскрибируемая)):
5’-ТГЦГЦТААЦТГЦГАТГТГАГЦТАТАЦЦ-3’
3’-АЦГЦГАТТГАЦГЦТАЦАЦТЦГАТАТГГ-5’
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 |
Определите верную открытую рамку считывания и найдите последовательность аминокислот во фрагменте конца полипептидной цепи. Известно, что итоговый полипептид, кодируемый этим геном, имеет длину более пяти аминокислот. Объясните последовательность решения задачи. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. При написании последовательностей нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.
1. Определяем последовательность иРНК.
Верхняя цепь ДНК является матричной:
$5’\text{-ТГЦГЦТААЦТГЦГАТГТГАГЦТАТАЦЦ-}3’$
иРНК синтезируется комплементарно и антипараллельно матричной цепи, поэтому последовательность иРНК будет:
$5’\text{-ГГУАУАГЦУЦАЦАУЦГЦАГУУАГЦГЦА-}3’$
2. Определяем возможные рамки считывания.
Первая рамка:
$5’\text{-ГГУ-АУА-ГЦУ-ЦАЦ-АУЦ-ГЦА-ГУУ-АГЦ-ГЦА-}3’$
Стоп-кодона нет, поэтому для фрагмента конца гена эта рамка не подходит.
Вторая рамка:
$5’\text{-ГУА-УАГ-ЦУЦ-АЦА-УЦГ-ЦАГ-УУА-ГЦГ-}3’$
В этой рамке стоп-кодон $5’\text{-УАГ-}3’$ находится уже вторым триплетом, то есть полипептид был бы короче пяти аминокислот. По условию итоговый полипептид имеет длину более пяти аминокислот, поэтому эта рамка не подходит.
Третья рамка:
$5’\text{-УАУ-АГЦ-УЦА-ЦАУ-ЦГЦ-АГУ-УАГ-}3’$
Эта рамка подходит, так как перед стоп-кодоном находится шесть кодонов, кодирующих аминокислоты.
3. Определяем аминокислотную последовательность.
По таблице генетического кода:
$5’\text{-УАУ-}3’$ — Тир;
$5’\text{-АГЦ-}3’$ — Сер;
$5’\text{-УЦА-}3’$ — Сер;
$5’\text{-ЦАУ-}3’$ — Гис;
$5’\text{-ЦГЦ-}3’$ — Арг;
$5’\text{-АГУ-}3’$ — Сер;
$5’\text{-УАГ-}3’$ — стоп-кодон.
4. Ответ
Верная открытая рамка считывания: $5’\text{-УАУ-АГЦ-УЦА-ЦАУ-ЦГЦ-АГУ-УАГ-}3’$.
Фрагмент конца полипептидной цепи: Тир — Сер — Сер — Гис — Арг — Сер.
Стоп-кодон $5’\text{-УАГ-}3’$ аминокислоту не кодирует, а завершает трансляцию.