Задачі з молекулярної біології

РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ З МОЛЕКУЛЯРНОЇ БІОЛОГІЇ

 Під час розв’язання таких задач необхідно пам’ятати, що:

·         довжина одного нуклеотида, або відстань між двома сусідніми вздовж осі ДНК, становить 0,34 нм;

·         середня молекулярна маса одного нуклеотида 345 умовних одиниць;

·         середня молекулярна маса однієї амінокислоти дорівнює 100 умовних одиниць;

·         молекула білка в середньому складається з 200 амінокислот;

·         кожну амінокислоту в білковій молекулі кодує триплет нуклеотидів і-РНК (під час трансляції);

·         для визначення довжини гена (l) враховують кількість нуклеотидів, яка міститься в одному ланцюзі ДНК;

·         для визначення молекулярної маси гена (Mr) враховують кількість нуклеотидів, що міститься у двох ланцюгах ДНК;

·         трансляція здійснюється згідно з генетичним кодом;

·         для всіх ДНК виконується правило Чаргаффа: А=Т; Г=Ц;

·         А+Г = Т+Ц (вміст пуринових азотистих основ – аденіну і гуаніну – дорівнює вмісту піримідинових  азотистих основ – тиміну і цитозину);

·        сума  всіх нуклеотидів в молекулі ДНК або РНК (А+Т+Г+Ц чи А+У+Г+Ц) становить 100%.

Задача № 1. Альбумін сироватки крові людини має молекулярну масу 68400. Визначітькількість амінокислотних залишків у молекулі цього білку.

68400 : 100 = 684 (амінокислот у молекулі альбуміну).

Відповідь. 684

 Задача № 2 На фрагменті одного ланцюга ДНК нуклеотиди розташовані в послідовності, наведеній нижче. … АГТАЦГГЦАТГТАГЦ …Намалюйте схему структури дволанцюгової молекули ДНК. Якою є довжина в нанометрах цього фрагменту? Якою є маса дволанцюгового фрагменту? Розвязання:Керуючись властивістю ДНК, здатністю до самовідтворення (реплікації), в основі якого лежить  комплементарність, запишемо схему дволанцюгової  ДНК:

ДНК:

А

Г

Т

-

А

Ц

Г

-

Г

Ц

А

-

Т

Г

Ц

-

А

Г

Ц

-

|

|

|

|

|

|

|

|

|

|

|

|

|

|

|

Т

Ц

А

-

Т

Г

Ц

-

Ц

Г

Т

-

А

Ц

Г

-

Т

Ц

Г

-

2.      Довжина одного нуклеотиду, або  відстань між двома сусідніми вздовж осі ДНК, становить 0,34 нм. Довжина  дволанцюгового фрагмента дорівнює довжині одного ланцюга.

l = 15 х 0,34 = 5,1 (нм) (15 - кількість нуклеотидів в одному ланцюгу).

3. Середня молекулярна маса одного нуклеотида 345 умовних одиниць, молекулярна маса фрагмента ДНК: Мr = 345 х 15 = 5175 (30 – кількість нуклеотидів у 2 ланцюгах).

Відповідь. Другий ланцюг фрагмента ДНК має таку структуру:  ТЦА – ТГЦ – ЦГТ – АЦГ – ТЦГ ; довжина фрагмента ДНК – 5,1 нм; молекулярна маса фрагмента ДНК – 5175. 

Задача 3. У молекулі ДНК 120 гуанілових нуклеотидів, що становить 15% від загальної кількості. Визначіть кількість інших нуклеотидів, довжину і масу цієї молекули ДНК.

Розв’язання:

Г=Ц, тому Г+Ц=120*2=240, або 30%, тоді зможемо знайти загальну кількість нуклеотидів, склавши пропорцію:

240 – 30%

x – 100%

x=240*100/30=800

Знаходимо Т+А=800-240=560, а Т=А=560:2=280.

Загальна кількість 800 нуклеотидів, кількість пар 400, тому L_ДНК=400*0,34=136 нм.

M_ДНК=345*800=276000.

Задачі для самостійного розв’язання

1. Некодогенний ланцюг молекули ДНК має наступну структуру: ГАГ АГГ ЦГТ ТГА ЦГГ. Визначте будову відповідної частини молекули білка, що синтезується за участю кодуючого ланцюга ДНК.

2. Визначте амінокислотний склад поліпептиду, що кодується і-РНК наступного складу: ЦЦГ, ЦАЦ, ЦУА, ЦГУ.

3. Визначте молекулярну масу та довжину гена, якщо він несе інформацію про білок, молекулярна маса якого дорівнює 280000 а.о.м.

4. Один з ланцюгів ДНК має молекулярну масу 119025 а.о.м. Визначте кількість мономерів білка, закодованого у цьому ланцюгу ДНК. Скільки часу займає трансляція?

5. Молекулярна маса білкової молекули становить 50000, а молекулярна маса однієї амінокислоти – 100 а.о.м. Визначте масу відповідного гена, що кодує цю білкову молекулу, якщо маса одного нуклеотиду складає 345 а.о.м.

6. В молекулі і-РНК людини в результаті біохімічних досліджень виявлено 440 гуанілових нуклеотидів, 325 аденілових, 128 цитидилових та 348 уридилових нуклеотидів. Скільки цитидилових нуклеотидів міститься у фрагменті молекули ДНК, транскрипційною копією якої є дана і-РНК?

7. В молекулі і-РНК людини в результаті біохімічних досліджень виявлено 440 гуанілових нуклеотидів, 325 аденілових, 128 цитидилових та 348 уридилових нуклеотидів. Скільки аденілових нуклеотидів міститься у фрагменті молекули ДНК, транскрипційною копією якої є дана і-РНК?

8. Скільки нуклеотидів містить ген (обидва ланцюги ДНК), у якому закодована первинна структура білка, що складається із 145 амінокислотних залишків? Яка молекулярна маса та довжина цього гена?