27. Задача: цитология: #281989
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 открытая рамка считывания. Фрагмент конца гена имеет следующую последовательность нуклеотидов (нижняя цепь матричная (транскрибируемая)).
5’-ТАЦТАЦГТАТГАГТЦГТААГТАЦГ-3’
3’-АТГАТГЦАТАЦТЦАГЦАТТЦАТГЦ-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 иРНК и верную открытую рамку считывания. Найдите последовательность аминокислот во фрагменте конца полипептидной цепи. Известно, что итоговый полипептид, кодируемый этим геном, имеет длину более четырёх аминокислот. Укажите последовательность этапов решения задачи. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. При написании последовательностей нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.
1. Определяем последовательность иРНК
Нижняя цепь ДНК является матричной:
$3’\text{-АТГАТГЦАТАЦТЦАГЦАТТЦАТГЦ-}5’$
иРНК синтезируется комплементарно матричной цепи и антипараллельно ей, поэтому последовательность иРНК:
$5’\text{-УАЦУАЦГУАУГАГУЦГУААГУАЦГ-}3’$
2. Определяем возможные рамки считывания
Первая рамка:
$5’\text{-УАЦ-УАЦ-ГУА-УГА-ГУЦ-ГУА-АГУ-АЦГ-}3’$
В этой рамке стоп-кодон $5’\text{-УГА-}3’$ стоит после трёх кодонов, то есть кодируемый участок слишком короткий. Эта рамка не подходит.
Вторая рамка:
$5’\text{-АЦУ-АЦГ-УАУ-ГАГ-УЦГ-УАА-ГУА-}3’$
В этой рамке перед стоп-кодоном находится пять кодонов. Это соответствует условию, что итоговый полипептид имеет длину более четырёх аминокислот. Эта рамка подходит.
Третья рамка:
$5’\text{-ЦУА-ЦГУ-АУГ-АГУ-ЦГУ-ААГ-УАЦ-}3’$
В этой рамке нет стоп-кодона в данном фрагменте, поэтому для фрагмента конца гена она не подходит.
3. Определяем аминокислотную последовательность
Верная открытая рамка считывания:
$5’\text{-АЦУ-АЦГ-УАУ-ГАГ-УЦГ-УАА-}3’$
По таблице генетического кода:
$5’\text{-АЦУ-}3’$ — Тре;
$5’\text{-АЦГ-}3’$ — Тре;
$5’\text{-УАУ-}3’$ — Тир;
$5’\text{-ГАГ-}3’$ — Глу;
$5’\text{-УЦГ-}3’$ — Сер;
$5’\text{-УАА-}3’$ — стоп-кодон.
4. Ответ
иРНК: $5’\text{-УАЦУАЦГУАУГАГУЦГУААГУАЦГ-}3’$;
верная открытая рамка считывания: $5’\text{-АЦУ-АЦГ-УАУ-ГАГ-УЦГ-УАА-}3’$;
последовательность аминокислот во фрагменте конца полипептида: Тре — Тре — Тир — Глу — Сер.
Стоп-кодон $5’\text{-УАА-}3’$ аминокислоту не кодирует, он завершает трансляцию.