6. Прокариоттардағы трасляция ерекшелігі.

Прокариоттардағы трансляция процессі , эукариоттағылардай өтеді. Ерекшелігі бактериялардағы рибосомаға тасымалданатын аминқышқылы метионин емес, ал формилметионин. Инициалаушы кешен рибосоманың кіші 30S суббірілігінде түзіледі.

Прокариоттардағы келесі ерекшелік транскрипцияланып бітпеген мРНК рибосомамен бірігіп, трансляция жүре бастайды, яғни траскрипция және трансляция қатар жүреді.

7. Есеп шығаруға арналған жаднама

Молекулалық биологияға арналған есептерді шығарған кезде гентикалық кодқа арналған кестені пайдалану қажет. Есте сақтайтын жайт, аминқышқылдарының кейбір түрлері туралы ақпарат бірнеше кодондармен берілген, бұндағы қайталанатын триплеттер бір бірінен үшінші нуклеотидтері арқылы ажыратылады.

Есеп шығарған кезде кестеде аминқышқылдарының толық атының, алғашқы үш әріпі жазылады. Бір аминқышқылының молкулалық массасы шамамен 100 а.м.б, нәруыздағы аминқышқылдарының саны келісілген шама 330 деп алынады (Муртазин Г.М., 1972; Ленинджер А.,1985; Морозов Е.И)

Есеп шығару кезінде бір жүйе сақталады, алдымен есептің берілгені жазылады, келесі шешімі, есептің түрі, соңында жауабы.

Төменде гентикалық код кестесі берілген.

Кестені пайдалану ережесі.

Бірінші нуклеотид- сол жақтағы тік бағаннан (вертакал); екінші нуклеотид- үстіңгі көлденең бағаннан; үшініші нуклеотид- оң жақтағы тік бағаннан алынып , үшеуінің қиылысқан жерінде іздеп отырған аминқышқылы орналасады. УАА, УАГ, УГА триплеттері стоп-кадон, ешбір аминқышқылын кодтамайды.

Мысалы, бізге келесі триплет УГГ-қандай аминқышқылын кодтайтынын білу үшін, Сол жақ тік бағаннан У –нуклеотиді, жоғарғы бағаннан –Г нуклеотиді, оң жақ тік бағаннан Г-нуклеотидін алып олардың қиылысқан жеріндегі «Три», немесе триптофан амиқышқылы екенін табамыз.

8.Есепті рәсімдеуге арналған жаднама

• Нәруыз синтезі тақырыптарына арналған есептерді шығарған кезде гентикалық кодқа арналған кестені пайдалану қажет. (Есте сақтайтын жайт, аминқышқылдарының кейбір түрлері туралы ақпарат бірнеше кодондармен берілген, бұндағы қайталанатын триплеттер бір бірінен үшінші нуклеотидтері арқылы ажыратылады)

• Есеп шығарған кезде кестеде аминқышқылдарының толық атының, алғашқы үш әріпі жазылады.

• Бір аминқышқылының молекулалық массасы шамамен 110 а.м.б.

• нәруыздағы аминқышқылдарының саны келісілген шама 330 деп алынады

• Есеп шығару кезінде бір жүйе сақталады, алдымен есептің берілгені жазылады,

• келесі шешүі,

• есептің түрі,

• соңында жауабы.

Нәруыз синтезі тақырыптарына арналған есептеулер түрлері

1. Берілген ДНК-ның бір тізбегі бойынша синтезделген аРНК тізбегін табу.

2. Осы аРНК тізбекке сәйкес синтезге қатысатын тРНКлардың антикодондар реті.

3. Осы тРНК-ға сәйкес келетін аминқышқылдар реті.

4. Түзілген полипептидтің молекулалық салмағын табу.

5. Берілген ДНК тізбегінің ұзындығын табу.(нуклеотидтер ара қашықтығы 0.34, молекулалық массасы 345)

9.Молекулалық генетика тақырыбына арналған есепті шығару үлгілері

А. Полипетид бөлігін кодтайтын ДНҚ тізбегінің реті келісідей: ГАЦГГТЦГТАЦЦ. Полипептидтегі аминқышқылдарының ретін анықтау.

Берілгені:

ДНҚ: ГАЦГГТЦГТАЦЦ

Полипептидтегі аминқышқылдарының ретін табу

Шешуі: Есептің шарты бойынша комплементарлық принципіне сәйкес ДНҚ-дағы аденинге а-РНҚ-дағы урацил, гуанинге цитозин комплементар болатынын ескере отырып а-РНҚ тізбегін салу қажет.

ДНҚ: Г А Ц Г Г Т Ц Г Т А Ц Ц

а-РНҚ:Ц У Г Ц Ц А Г Ц А У Г Г

Шыққан а-РНҚ тізбегін триплеттерге бөлеміз:

ЦУГ ЦЦА ГЦА УГГ

Генетикалық код кестесінен полипептид ала отырып, әр триплетке сәйкес келетін аминқыщқылын табамыз: лей-про-ала-три

Есептің типі – молекулалық генетика

Жауабы: Берілген полипептидтегі аминқышқылының реті келесідей: лей-про-ала-три

Б. Нәруыз 160 аминқышқылынан тұрады. Егер ДНҚ-дағы әр нуклеотид жұбының арасы 0,34 нм болса, нәруызды анықтайтын геннің ұзындығы қаншаны құрайды.

Берілгені:

Нәруыз – 160 аминқышқылы

0,34 нм – нуклеотид жұптарының арасы

Геннің ұзындығын табу.

Шешуі: Есептің шарты бойынша нәруыз 160 аминқышқылынан (мономерлерден) тұрады. Генетикалық код триплетті болғандықтан, әр аминқышқылы 3 нуклеотидпен кодталады. Сәйкесінше, берілген нәруызды кодтайтын ген 3 х 160 = 480 нуклеотидтен тұрады. Нуклеотид жұптарының арасы 0,34 нм болғандықтан, жалпы геннің ұзындығы 0,34 х 480 = 161,2 нм.

Есептің типі – молекулалық генетика

Жауабы: Геннің ұзындығы 161,2 нм.

В. Қос тізбекті ДНҚ-ның бір тізбегінде молекулалық массасы(м.м.) 1000 а.м.б. нәруыз кодталған. Ал 1 аминқышқылының молекулалық массасы орта есеппен 100 а.м.б.. Геннің молекулалық массасын табу.

Берілгені:

Нәруыз м.м. – 1000 а.м.б.

Аминқышқылының м.м. – 100 а.м.б.

Геннің молекулалық массасын табу.

Шешуі: Нәруыз құрамындағы аминқышқылдарының мөлшері 1000 : 100 = 10. 1 ДНҚ тізбегіндегі нуклеотид мөлшері 10 х 3 = 3. 1 нуклеотидтің молекулалық массасы 345 а.м.б. болғандықтан, геннің молекулалық массасы 30 х 345 =20700 а.м.б.

Есептің типі – молекулалық генетика.

Жауабы: Геннің молекулалық массасы 20700 а.м.б.

Г. ДНҚ молекуласының молекулалық массасы 138000 а.м.б.. 22400 а.м.б. аденил нуклеотидтерінің үлесі екені белгілі. Берілген ДНҚ молекуласындағы барлық нуклеотидтердің құрамы мен ДНҚ ұзындығын анықтау.

Берілгені:

ДНҚ м.м. =138000 а.м.б.

А м.м.= 22400 а.м.б.

Барлық нуклеотидтердың құрамын анықтау.

ДНҚ ұзындығын анықтау.

Шешуі: ДНҚ құрамына А комплементар Т, Г комплементар Ц болатын А,Т.Ц.Г 4 түрлі нуклеотидтер бар. Есептің шартына сәйкес А м.м. .= 22400 а.м.б., сондықтан комплементарлық принципіне сай Т м.м. де 22400 а.м.б.

Г және Ц м.м. бөлек есептейміз:

Г м.м. = Ц м.м.= (138000 – 22400 - 22400): 2= 46600 а.м.б.

1 нуклеотид м.м. шамамен 345 болғандықтан берілген ДНҚ-дағы нуклеотид мөлшері: 138000: 345=136 нм.

Есептің типі – молекулалық генетика.

Жауабы: А м.м .= 22400 а.м.б., Т м.м. = 22400 а.м.б.,

Г м.м. = 46600 а.м.б., Ц м.м. = 46600 а.м.б.. ДНҚ ұзындығы =136 нм.

Д. С нәруызын кодтайтын, 5 экзон(140 нуклеотид жұбынан) және 3 интроннан (720 нуклеотид жұбынан) тұратын эукариот гені. Жетілмеген про-а-РНҚ және жетілген а-РНҚ-дағы нуклеотид құрамын анықтау.

Берілгені:

Ген құрамы:

5 экзон 140 нуклеотид жұбынан

3 интрон 720 нуклеотид жұбынан.

Жетілмеген про-а-РНҚ және жетілген а-РНҚ-дағы нуклеотид құрамын табу.

Шешуі: Жетілмеген про-а-РНҚ берілген ДНҚ бөлігінен, яғни 5 экзон мен 3 интроннан көшірілген барлық ақпараттарды сақтайды. Сәйкесінше, жетілмеген про-а-РНҚ құрамындағы нуклеотид мөлшері:

5 х 140 + 3 х 720=2860 нуклеотид.

про-а-РНҚ жетілуі кезінде оның интрондары түсіп, сол себепті жетілген а-РНҚ тек 5 экзоннан тұратын болады. Сәйкесінше, жетілген а-РНҚ-дағы нуклеотид мөлшері 5 х 140 =700 нуклеотид.

Есептің типі – молекулалық генетика.

Жауабы: Жетілмеген про-а-РНҚ құрамындағы нуклеотид мөлшері 2860, ал жетілген а-РНҚ-дағы нуклеотид мөлшері 700.

Е. N генінде 21000 жұп нуклеотид бар. Осы гендегі спиральдардың толық айналым саны мен кодталған аминқышқылдарның санын анықтау.

Берілгені:

N гені 21000 нуклеотид жұбынан тұрады.

Гендегі спиральдардың толық айналым санын;

кодталған аминқышқылдарның санын анықтау.

Шешуі: ДНҚ спиралінің әрбір орамы 10 нуклеотидтен тұрады. Сәйкесінше, толық айналым саны 21000 : 10=2100 орам.

1 аминқышқылы 3 нуклеотидпен кодталады. Сәйкесінше, гендегі кодталған аминқышқылының саны 21000 : 3=7000 аминқышқылы.

Есептің типі – молекулалық генетика.

Жауабы: Толық айналым саны – 2100.

гендегі кодталған аминқышқылының саны – 7000.

Ж. Химиялық анализ көрсеткіші бойынша а-РНҚ құрамына 24 %-уридилді,28 %- аденилді,16%- гуанилді нуклеотидтер кіреді. Ақпараты а-РНҚ-ға көшірілген қос тізбекті ДНҚ-ның проценттік құрамын табу.

Берілгені:

а-РНҚ құрамына кіреді

24 % - У, 28 % - А, 16% - Г.

ДНҚ-дағы нуклеотидтердің проценттік құрамын табу.

Шешуі: а-РНҚ-дағы барлық нуклеотидтер мөлшері 100% екенін ескеріп,цитидил нуклеотидтерінің проценттік құрамын табамыз:

100% - (24%+28%+16%)=32%

Комплементарлық принципін ескере отырып, ақпараты а-РНҚ-ға көшірілген ДНҚ тізбегінің проценттік құрамын анықтаймыз:

Т= 28%: 2=14%, А=24%: 2=12%,

Ц= 16%: 2=8%, Г=32%: 2=16%.

Екінші тізбек біріншісіне комплементар болып табылатындықтан ондағы нуклеотидтердің проценттік құрамы келесідей:

А=14%, Т=12%, Ц=16%, Г=8%.

Қос тізбекті ДНҚ-дағы нуклеотидтеодің проценттік құрамы мынадай:

А= 12%+14%=26%, Т=14%+12%=26%,

Г=16%+8%=24%, Ц=8%+16%=24%.

Есептің типі – молекулалық генетика.

Жауабы: Қос тізбекті ДНҚ-дағы нуклеотидтеодің прценттік құрамы мынадай:

А=26%, Т= 26%, Г=24%, Ц= 24%

З.

ДНК молекуласының фрагменті 1230 нуклеотид тен тұрады. Синтезделген нәруыз құрамы қанша аминқышқылынан тұрады.

Берілгені: 1230 нуклеотид

Табу керек:аминқышқылдар санын

Шешуі:

Бір аминқышылына 3 нуклеотид сәйкес келеді, сондықтан 1230:3= 410 Жауабы: 410 аминқышқылы.

И.

Полипептидтің (нәруыздың) молекулалық массасы 40000. Оны кодтайтын геннің ұзындығын табу керек. Егер бір аминқышқылының молекулалық массасы 100, ал ДНҚ-ғы көрші нуклеотидтер арасы 0,34 нм.тең болса.

Берілгені: Нәруыз массасы - 40000

аминқышқыл массасы - 100

нуклеотидтер арақашықтығы 0,34нм

Табу керек: Геннің ұзындығы

шешуі: Нәруз аминқышқылынан тұратыны біле тұра, аминқышқылының санын табамыз. 40000:100=400

1 аминқышқылы =3 нуклеотид, 400х3=1200 нуклеотид

Ген нуклеотидтерден құралған. Геннің ұзындығы 1200х0,34=408нм

Жауабы: ген ұзындығы 408нм

10. Өз бетімен шығаруға арналған есептер

12*. Екі нуклеотид арасы 0,34 нм екені белгілі. 300 аминқышқылынан тұратын нәруызды реттейтін геннің ұзындығын анықта.

13*. ДНҚ-ның молекулалық массасы 48300 а.м.б.. Осы ДНҚ құрамына қанша нуклеотид кіреді?

14. РНҚ молекуласы 128 нуклеотидтен тұрады.Осы РНҚ молекуласының ұзындығын тап.

15. ДНҚ молекуласының молекулалық массасы 86100 а.м.б., ал осы массаның 18200 а.м.б. гуанилды нуклеотидтер. ДНҚ молекуласындағы әр нуклеотидтің құрамын және осы ДНҚ молекуласының ұзындығын тап.

16. S нәруызын кодтайтын эукариот гені 5 экзоннан (210 нуклеотид жұбынан) және 8 интроннан(540 нуклеотид жұбынан) тұрады. Жетілген а-РНҚ-дағы нуклеотидтер мөлшерін анықтау. S нәруызында қанша аминқышқылы бар?

17. Бір а-РНҚ молекуласында 20% - цитозин, 16% - гуанин, 34% - аденин, 30% - урацил бар екені белгілі. Ақпараты а-РНҚ-ға көшірілген қос тізбекті ДНҚ нуклеотидтерінің прценттік құрамын анықтау.

18. Нәруызды молекула келесі аминқышқылдарынан тұрады: аргини-лизин-аланин-пролин-лейцин-валин-аланин-триптофан-серин. Егер а-РНҚ-дағы мутация нәтижесінде гуанин цитозинге ауысса, берілген нәруызды кодтайтын геннің құрылымы қалай өзгереді?

19*. Нәруыздың молекулалық массасы 75000 а.м.б.. Бұл нәруыздың құрамында қанша аминқышқылы бар?

20. Адамда гемоглобиннің бір тізбегінің генінде 16000-ға жуық жұп нуклеотид бар. Осы гендегі спиральдардың толық айналым саны қанша? Геннің ұзынды нешеге тең?

21. а-РНҚ молекуласы құрамында 320 урицилді, 422 гуанилді, 156 цитидилді және 248 аденилді нуклеотидтер бар.Берілген а-РНҚ көшірмесі болып табылатын ДНҚ молекуласының құрамында қандай және қанша нуклеотид болатынын анықта.

22*. А-РНҚ молекуласында 380 цитидилді, 120 гуанилді,412 аденилді және 340 урицилді нуклеотидтер бар. Берілген а-РНҚ көшірмесі болып табылатын ДНҚ бөлігінің ұзындығы қанша?

23. Нәруыз 245 аминқышқылынан тұрады. Берілген полипептидті кодтайтын геннің ұзынғын тап.

24*. Нәруыз 140 аминқышқылынан тұрады. Берілген полипептидті кодтайтын нәруыз ауыр ма, ген ауыр ма?

25*. Полипептид келесі аминқышқылдарынан тұрады: триптофан-тирозин-лизин-фенилаланин-аспарагин-метионин-цистеин-триптофан. Берілген полипептидті кодтайтын қос тізбекті ДНҚ-ның А+Т және Г+Ц сандық қатынасын анықтаңыз.

26. Полипептидті кодтайтын ДНҚ молекуласының бөлігінің реті келесідей: ТТГАЦАГГЦАААЦГЦГГЦТАЦ. Егер химиялық зат Z әсерінен а-РНҚ-ның 3-ші және 10-шы нуклеотидтері түсіп қалса, нәруыз құрылымы қалай өзгереді?

27*. ДНҚ молекуласы 7 экзоннан (180 нуклеотидтен) және 9 интроннан (320 нуклеотидтен) тұрады. Жетілген және жетілмеген а-РНҚ-дағы нуклеотидтер санын және берілген ДНҚ бөлігінде кодталған нәруыздың салмағын анықта.

28. Полипептид келесі сандық құрамнан тұрады: аланин – 14, глицин – 26, треонин – 6, пролин- 12, глутамин – 15, серин – 28, метионин – 16, фенилаланин – 18, лейцин – 23, валин – 26, аспарагин қышқылы – 8, глутамин қышқылы – 10, лизин – 24. Берілген полипептидті кодтайтын геннің ұзындығы мен молекулалық массасын тап.

29. Полипептид синтезі кезінде т-РНҚ келесі антикодондардан тұрды:

УГГ, ЦУГ, УГУ, ААЦ , ГУЦ , АЦЦ , ЦУУ , УАЦ .Егер кодтайтын ДНҚ бөлігінің 19-шы және 20-шы нуклеотидтері арасында Г және Т, ал соңында АТЦ триплеті қосылып кетсе нәруыз құрылысы қалай өзгереді?

30. Полипептид келесі аминқышқылдарынан тұрады: валин – пролин – тирозин – глутамин қышқылы – аргинин – глицин – аспарагин – изолейцин – аланин – фенилаланин – цистеин – лизин – гистидин. Берілген полипептидті кодтайтын геннің құрылысын тап.

31. Миозин нәруызының синтезін реттейтін ДНК бөлігі келесідей ретте десек: ТГЦЦАТААГЦГГАГЦААА. Актин нәруызында миозинмен салыстырғанда фенилаланин аминқышқылы глицин аминқышқылына ауысқан деп болжайық. Актин және миозин синтездерін реттейтін ДНҚ бөліктерін салыстыр.

32*. ДНҚ молекулалық массасы 62100 а.м.б.. Берілген ДНҚ бөлігі қанша аминқышқылын кодтайды?

33. Ген келесі нуклеотидтерден тұрады:

ГАГ ААТ ТГГ ЦТА АЦА ГТА ТГЦ ГАЦ ЦАЦ ГЦЦ ГТЦ ТТГ ЦЦГ ТТЦ ЦГГ ААА. Берілген генмен кодталатын нәруызды молекуладағы аминқышқылының ретін жазу.

34. ДНҚ молекуласының реті келесідей: ГТАЦЦГТАТЦТГАЦЦТГГАГЦ. Осы тізбектен а-РНҚ транскрибтеледі.Матрицасы комплементарлы тізбек. ДНҚ-да кодталған а-РНҚ-дағы нуклеотидтер реті мен аминқышқылдарының мөлшерін анықта.

35*. ДНҚ молекуласының молекулалық массасы 46800 а.м.б.. ДНҚ молекуласының ұзындығын тап.

36. Полипептид биосинтезіне т-РНҚ берілген антикодондармен қатысады: ГГЦ , УЦГ, АЦЦ , ГЦУ , ГГЦ , ГЦГ , УУУ , АУА , УУЦ , ЦУЦ . Берілген полипептидті кодтайтын ДНҚ бөлігінің ұзындығы мен нуклеотидтер ретін анықта.

37. ДНҚ молекуласы 4 экзоннан (240 нуклеотидтен) және 6 интроннан (520 нуклеотидтен) тұрады. Жетілмеген про-а-РНҚ және жетілген а-РНҚ молекулаларының салмағы мен ұзындығын тап.

38*. Бір вирустың ДНҚ-сының молекулалық массасы 780000 дальтон. Егер 1 нуклеотид жұбының молекулалық массасы шамамен 650 дальтон болса, бұл вирустың ДНҚ-сында кодталған нәруызда қанша аминқышқылы бар?

39. W генінде 3600 жұп нуклеотид бар. Гендегі толық айналым санын, кодталған аминқышқылдарын және геннің салмағын тап.

40. Полипептидтің аминқышқылдарының сандық құрамы келесідей:

Глицин – 8, аргини – 4, гистидин – 9, валин – 16, аспарагин – 12, изолейцин – 5, метионин – 7, тирозин – 8, глутамин – 15, аланин – 18, пролин – 6, лейцин – 7, серин – 22, фенилаланин – 8. Берілген полипептидті кодтайтын ДНҚ бөлігінің (А+Т):(Г+Ц) сандық құрамын, ДНҚ ұзындығын есепте.

41. Полипептидті кодтайтын ДНҚ бөлігінің реті келесідей: АГГТЦТТАЦЦГАТЦАГГАЦЦГ. Егер мутация нәтижесінде а-РНҚ-да барлық У Ц-ге ауысса, ал 3-ші және 4-ші нуклеотидтер арасына 2 А қосылса нәруыз құрылысы қалай өзгереді?

42*. ДНҚ молекуласының ұзындығы мен ДНҚ-дағы массасы 2 х 10⁶ дальтон нуклеотидтер санының жуық мөлшерін есепте.

43. 10⁹ жұп нуклеотидтерден тұратын ДНҚ ұзындығы мен молекулалық массасын анықта.

44. Нәруыз 260 аминқышқылынан тұрады. Нәруыздың салмағын және осы нәруызды кодтайтын геннің салмағы мен ұзындығын тап.

45. т-РНҚ молекуласы келесі антикодондардан тұрады: ЦЦА , УАГ , ГУГ , АЦГ , ЦАГ , ГАГ , ГУУ , АГА , ЦУУ , АУЦ. Синтезделетін полипептид туралы ақпарат тасымалдайтын ДНҚ молекуласының әр тізбегінің нуклеотидтер ретін анықта.

46*. а) 840 нуклеотидтен; ә)60 триплеттен

тұратын а-РНҚ-да синтезделетін полипептидтің аминқышқылдарының санын анықта.