Как находить трнк по ирнк

Решение задач четвертого типа. Определение антикодона – т РНК, последовательности аминокислотного состава белка с использованием генетического года.

Справочная информация:

Антикодон — это последовательность из трех нуклеотидов в т-РНК, комплементарных нуклеотидам кодона и-РНК. В состав т-РНК и и-РНК входят одни те же нуклеотиды.

Молекула и-РНК синтезируется на ДНК по правилу комплементарности.

В состав ДНК вместо урацила входит тимин.

Пример 1. Фраг­мент цепи ДНК имеет сле­ду­ю­щую по­сле­до­ва­тель­ность нук­лео­ти­дов: ТТА­ЦАГГ­ТТ­ТАТ. Опре­де­ли­те по­сле­до­ва­тель­ность нук­лео­ти­дов на иРНК, ан­ти­ко­до­ны со­от­вет­ству­ю­щих тРНК и ами­но­кис­лот­ную по­сле­до­ва­тель­ность со­от­вет­ству­ю­ще­го фраг­мен­та мо­ле­ку­лы белка, ис­поль­зуя таб­ли­цу ге­не­ти­че­ско­го кода.

Элементы ответа:

1) ДНК ТТА-ЦАГ-ГТТ-ТАТ

2) Ан­ти­ко­до­ны тРНК УУА, ЦАГ, ГУУ, УАУ.

3) По­сле­до­ва­тель­ность ами­но­кис­лот: асн-вал-глн-иле.

Пример 2. Фраг­мент цепи ДНК имеет сле­ду­ю­щую по­сле­до­ва­тель­ность нук­лео­ти­дов: ТАЦЦЦТ­ЦАЦТТГ. Опре­де­ли­те по­сле­до­ва­тель­ность нук­лео­ти­дов на иРНК, ан­ти­ко­до­ны со­от­вет­ству­ю­щих тРНК и ами­но­кис­лот­ную по­сле­до­ва­тель­ность со­от­вет­ству­ю­ще­го фраг­мен­та мо­ле­ку­лы белка, ис­поль­зуя таб­ли­цу ге­не­ти­че­ско­го кода.

Элементы ответа:

ДНК ТАЦ ЦЦТ ЦАЦ ТТГ

1) По прин­ци­пу ком­пле­мен­тар­но­сти на ос­но­ве ДНК на­хо­дим иРНК; иРНК АУГ ГГА ГУГ ААЦ.

2) По прин­ци­пу ком­пле­мен­тар­но­сти на ос­но­ве иРНК на­хо­дим тРНК; Ан­ти­ко­до­ны тРНК УАЦ, ЦЦУ, ЦАЦ, УУГ.

3) С по­мо­щью таб­ли­цы ге­не­ти­че­ско­го кода на ос­но­ве иРНК на­хо­дим по­сле­до­ва­тель­ность ами­но­кис­лот: мет-гли-вал-асн.

Пример 3. Опре­де­ли­те:по­сле­до­ва­тель­ность нук­лео­ти­дов на и-РНК, ан­ти­ко­до­ны со­от­вет­ству­ю­щих т-РНК и ами­но­кис­лот­ную по­сле­до­ва­тель­ность со­от­вет­ству­ю­ще­го фраг­мен­та мо­ле­ку­лы белка (ис­поль­зуя таб­ли­цу ге­не­ти­че­ско­го кода),

если фраг­мент цепи ДНК имеет сле­ду­ю­щую по­сле­до­ва­тель­ность нук­лео­ти­дов: ГТГ­ТАТГ­ГА­АГТ.

Элементы ответа:

1) По прин­ци­пу ком­пле­мен­тар­но­сти на ос­но­ве ДНК на­хо­дим иРНК: ЦАЦ-АУА-ЦЦУ-УЦА — и-РНК.

2) По прин­ци­пу ком­пле­мен­тар­но­сти на ос­но­ве иРНК на­хо­дим три­пле­ты тРНК: ГУГ; УАУ; ГГА; АГУ — ан­ти­ко­до­ны т-РНК.

3) С по­мо­щью таб­ли­цы ге­не­ти­че­ско­го кода на ос­но­ве иРНК (ЦАЦ-АУА-ЦЦУ-УЦА) на­хо­дим по­сле­до­ва­тель­ность ами­но­кис­лот. Ами­но­кис­ло­ты: Гис-иле-про-сер

Пример 4. В био­син­те­зе белка участ­во­ва­ли т-РНК с ан­ти­ко­до­на­ми: УУА, ГГЦ, ЦГЦ, АУУ, ЦГУ. Опре­де­ли­те нук­лео­тид­ную по­сле­до­ва­тель­ность участ­ка каж­дой цепи мо­ле­ку­лы ДНК, ко­то­рый несет ин­фор­ма­цию о син­те­зи­ру­е­мом по­ли­пеп­ти­де, и число нук­лео­ти­дов, со­дер­жа­щих аде­нин, гу­а­нин, тимин, ци­то­зин в двух­це­по­чеч­ной мо­ле­ку­ле ДНК.

Элементы ответа:

1) Ан­ти­ко­до­ны т-РНК ком­пле­мен­тар­ны ко­до­нам и-РНК, а по­сле­до­ва­тель­ность нук­лео­ти­дов и-РНК ком­пле­мен­тар­на одной из цепей ДНК.

2) т-РНК: УУА, ГГЦ, ЦГЦ, АУУ, ЦГУ

1 цепь ДНК: ТТА-ГГЦ-ЦГЦ-АТТ-ЦГТ

2 цепь ДНК: ААТ-ЦЦГ-ГЦГ-ТАА-ГЦА.

3) В мо­ле­ку­ле ДНК А=Т=7, число Г=Ц=8.

Пример 5. В био­син­те­зе по­ли­пеп­ти­да участ­ву­ют мо­ле­ку­лы т-РНК с ан­ти­ко­до­на­ми УГА, АУГ, АГУ, ГГЦ, ААУ. Опре­де­ли­те нук­лео­тид­ную по­сле­до­ва­тель­ность участ­ка каж­дой цепи мо­ле­ку­лы ДНК, ко­то­рый несет ин­фор­ма­цию о син­те­зи­ру­е­мом по­ли­пеп­ти­де, и число нук­лео­ти­дов, со­дер­жа­щих аде­нин (А), гу­а­нин (Г), тимин (Т), ци­то­зин (Ц) в двух­це­по­чеч­ной мо­ле­ку­ле ДНК. Ответ по­яс­ни­те.
Элементы ответа:

1) и-РНК: АЦУ – УАЦ – УЦА – ЦЦГ – УУА (по прин­ци­пу ком­пле­мен­тар­но­сти).

2) ДНК: 1-ая цепь: ТГА – АТГ – АГТ – ГГЦ – ААТ

2-ая цепь: АЦТ – ТАЦ –ТЦА –ЦЦГ — ТТА

3) ко­ли­че­ство нук­лео­ти­дов: А — 9 (30%), Т — 9 (30%),

так как А=Т; Г — 6 (20%), Ц — 6 (20%), так как Г=Ц.

Пример 6. Опре­де­ли­те по­сле­до­ва­тель­ность нук­лео­ти­дов на и-РНК, ан­ти­ко­до­ны т-РНК и ами­но­кис­лот­ную по­сле­до­ва­тель­ность со­от­вет­ству­ю­ще­го фраг­мен­та мо­ле­ку­лы белка (ис­поль­зуя таб­ли­цу ге­не­ти­че­ско­го кода), если фраг­мент цепи ДНК имеет сле­ду­ю­щую по­сле­до­ва­тель­ность нук­лео­ти­дов: ГТ­ГЦЦГТ­ЦАААА.

Элементы ответа:

По прин­ци­пу ком­пле­мен­тар­но­сти опре­де­ля­ем по­сле­до­ва­тель­ность иРНК (с ДНК) и тРНК (с иРНК)

1) По­сле­до­ва­тель­ность на и-РНК: ЦАЦГ­Г­ЦА­ГУ­У­УУ;

2) ан­ти­ко­до­ны на т-РНК: ГУГ,ЦЦГ,УЦА,ААА;

3) ами­но­кис­лот­ная по­сле­до­ва­тель­ность: Гис-гли-сер-фен.

Источник

Как находить трнк по ирнк

Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент цепи тРНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: УГА-ГГА-ЦУЦ-ГЦА-УУГ-АУЦ.

Установите фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется данная тРНК, аминокислоту, которую приносит эта тРНК к рибосомам, если её третий триплет является антикодоном;

иРНК, переносящую информацию и последовательность аминокислот в молекуле белка, который кодируется данной молекулой ДНК.

Правила пользования таблицей

Первый нуклеотид в триплете берётся из левого вертикального ряда, второй — из верхнего горизонтального ряда и третий — из правого вертикального ряда. Там, где пересекутся линии, идущие от всех трёх нуклеотидов, и находится искомая аминокислота.

Элементы правильного ответа

1) ДНК — АЦТ ЦЦТ ГАГ ЦГТ ААЦ ТАГ

2) тРНК УГА-ГГА-ЦУЦ-ГЦА-УУГ-АУЦ.

3) иРНК АЦУ-ЦЦУ-ГАГ-ЦГУ-ААЦ-УАГ

5) Последовательность аминокислот в молекуле белка: тре-про-глу-арг-асн-…

Примечание от составителей сайта.

В задании просят найти:

Установите фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется данная тРНК,

аминокислоту, которую приносит эта тРНК к рибосомам, если её третий триплет является антикодоном;

иРНК, переносящую информацию и последовательность аминокислот в молекуле белка, который кодируется данной молекулой ДНК.

Элементы правильного ответа:

1) По принципу комплементарности на основе тРНК находим фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется данная тРНК

2) По принципу комплементарности на основе третьего триплета тРНК, который является антикодоном,находим триплет иРНК

3) по таблице генетического кода находим аминокислоту, которую переносит данная тРНК: глу

Следующий ниже элемент задания не имеет биологического смысла, т. к. один и тот же участок ДНК не может служить матрицей и для иРНК и для тРНК

4) По принципу комплементарности на основе ДНК (которую мы установили в пункте 1) находим фрагмент молекулы иРНК

5) На основе иРНК по таблице генетического кода находим последовательность аминокислот

(данный белок начинается со стоп-кодона, что указывает на ошибку)

Источник

Задачи на построение молекулы иРНК, антикодонов тРНК и определение последовательности аминокислот в белке

Задачи на построение молекулы иРНК, антикодонов тРНК и определение последовательности аминокислот в белке

Ген — участок молекулы ДНК, кодирующей синтез одной мРНК (и соответственно полипептида), рРНК или тРНК.

Транскриптон — это ген (с точки зрения молекулярной биологии).

Процессинг — процесс формирования зрелой мРНК из ее предшественника пре-мРНК.

Этапы биосинтеза белка

Процесс биосинтеза белка включает два этапа: транскрипцию и трансляцию.

Транскрипция (от лат. transcriptio — переписывание) — синтез РНК с использованием ДНК в качестве матрицы. В результате образуются иРНК, тРНК и рРНК. Процесс транскрипции требует больших затрат энергии в виде АТФ и осуществляется ферментом РНК-полимеразой.

Транскрипция, как и репликация, основана на способности азотистых оснований нуклеотидов к комплементарному связыванию. На время транскрипции двойная цепь ДНК разрывается, и синтез РНК осуществляется по одной цепи ДНК.

В процессе транскрипции последовательность нуклеотидов ДНК переписывается на синтезирующуюся молекулу мРНК, которая выступает в качестве матрицы в процессе биосинтеза белка.

Гены прокариот состоят только из кодирующих нуклеотидных последовательностей. Гены эукариот состоят из чередующихся кодирующих (экзонов) и не кодирующих (интронов) участков. После транскрипции участки мРНК, соответствующие интронам, удаляются в ходе сплайсинга, являющегося составной частью процессинга.

Он включает два основных события:

присоединение к концам мРНК коротких последовательностей нуклеотидов, обозначающих место начала и место конца трансляции; сплайсинг — удаление неинформативных последовательностей мРНК, соответствующих интронам ДНК. В результате сплайсинга молекулярная масса мРНК уменьшается в 10 раз.

При решении задач данного типа нужно помнить и указывать в пояснениях следующее:

нуклеотиды иРНК комплементарны нуклеотидам ДНК; вместо тимина во всех видах РНК – урацил; нуклеотиды иРНК пишутся подряд, без запятых. Имеется в виду одна молекула;

антикодоны тРНК пишутся через запятую, т. к. каждый антикодон принадлежит отдельной молекуле тРНК;

аминокислоты находим по таблице генетического кода; если дана таблица генетического кода для иРНК, значит, используем кодоны иРНК; если дана таблица генетического кода для ДНК, значит, используем кодоны ДНК; аминокислоты в белке пишутся через дефис, т. к. имеется ввиду, что они уже соединились и образовали первичную структуру белка.

если таблица генетического года дана следующего вида (см. ниже), то нуклеотиды стоящие в скобках принадлежат для ДНК, перед скобками – для иРНК.

Задача 1. Фрагмент цепи ДНК имеет последовательность АЦГТТГЦЦЦААТ. Определите последовательность нуклеотидов иРНК, антикодоны тРНК и последовательность аминокислот в синтезируемом белке.

Решение: иРНК строим комплементарно ДНК; антикодоны тРНК комплементарны кодонам иРНК; аминокислоты находим по кодонам иРНК, используя таблицу генетического кода

Исходная ДНК: АЦГ Т Т Г ЦЦЦ ААТ

иРНК: УГЦ ААЦ Г Г Г УУА

тРНК АЦГ УУГ ЦЦЦ AAУ

Задача 2. С какой последовательности аминокислот начинается белок, если он закодирован такой последовательностью нуклеотидов: ГАЦЦГАТГТАТГАГА. Каким станет начало цепочки, если под влиянием облучения четвертый нуклеотид окажется выбитым из молекулы ДНК? Как это отразится на свойствах синтезируемого белка?

1. Исходная (нормальная) ДНК: ГАЦ ЦГА ТГТ АТГ АГА

иРНК: ЦУГ ГЦУ АЦА УАЦ УЦУ

2. Получаем измененную последовательность нуклеотидов. Для этого считаем слева направо, находим четвертый нуклеотид и убираем его. Оставшаяся последовательность будет на один нуклеотид короче, поэтому последний триплет будет неполным. Значит, и последовательность аминокислот будет короче на одну аминокислоту.

Измененная (мутантная) ДНК: ГАЦ ГАТ ГТА ТГА ГА

иРНК: ЦУГ ЦУА ЦАУ АЦУ ЦУ

белок: лей – лей – гис – тре-…

3. Первичная структура белка изменилась (изменилось число аминокислот и их последовательность), что отразится на пространственной структуре молекулы, а значит, и на ее свойствах и функциях.

Источник

Транскрипция и трансляция

Удвоение ДНК происходит в синтетическом периоде интерфазы. При этом общее число хромосом не меняется, однако каждая из них содержит к началу деления две молекулы ДНК: это необходимо для равномерного распределения генетического материала между дочерними клетками.

Транскрпиция (лат. transcriptio — переписывание)

Образуется несколько начальных кодонов иРНК.

Нити ДНК последовательно расплетаются, освобождая место для передвигающейся РНК-полимеразы. Молекула иРНК быстро растет.

Трансляция (от лат. translatio — перенос, перемещение)

Рибосома делает шаг, и иРНК продвигается на один кодон: такое в фазу элонгации происходит десятки тысяч раз. Молекулы тРНК приносят новые аминокислоты, соответствующие кодонам иРНК. Аминокислоты соединяются друг с другом: между ними образуются пептидные связи, молекула белка растет.

Примеры решения задачи №1

Без практики теория мертва, так что скорее решим задачи! В первых двух задачах будем пользоваться таблицей генетического кода (по иРНК), приведенной вверху.

«Фрагмент цепи ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: ЦГА-ТГГ-ТЦЦ-ГАЦ. Определите последовательность нуклеотидов во второй цепочке ДНК, последовательность нуклеотидов на иРНК, антикодоны соответствующих тРНК и аминокислотную последовательность соответствующего фрагмента молекулы белка, используя таблицу генетического кода»

По принципу комплементарности мы нашли вторую цепочку ДНК: ГЦТ-АЦЦ-АГГ-ЦТГ. Мы использовали следующие правила при нахождении второй нити ДНК: А-Т, Т-А, Г-Ц, Ц-Г.

Вернемся к первой цепочке, и именно от нее пойдем к иРНК: ГЦУ-АЦЦ-АГГ-ЦУГ. Мы использовали следующие правила при переводе ДНК в иРНК: А-У, Т-А, Г-Ц, Ц-Г.

Зная последовательность нуклеотидов иРНК, легко найдем тРНК: ЦГА, УГГ, УЦЦ, ГАЦ. Мы использовали следующие правила перевода иРНК в тРНК: А-У, У-А, Г-Ц, Ц-Г. Обратите внимание, что антикодоны тРНК мы разделяем запятыми, в отличие кодонов иРНК. Это связано с тем, что тРНК представляют собой отдельные молекулы (в виде клеверного листа), а не линейную структуру (как ДНК, иРНК).

Пример решения задачи №2

«Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент цепи ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов: ТАГ-ЦАА-АЦГ-ГЦТ-АЦЦ. Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет соответствует антикодону тРНК»

Пример решения задачи №3

Длина фрагмента молекулы ДНК составляет 150 нуклеотидов. Найдите число триплетов ДНК, кодонов иРНК, антикодонов тРНК и аминокислот, соответствующих данному фрагменту. Известно, что аденин составляет 20% в данном фрагменте (двухцепочечной молекуле ДНК), найдите содержание в процентах остальных нуклеотидов.

Теперь мы украсили теорию практикой. Что может быть лучше при изучении новой темы? 🙂

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

А А теперь разберемся с тРНК

2. Нуклеотиды, которые образуют цепи НК, в свою очередь, состоят из трех частей – углевода (в нуклеотидах ДНК – это дезоксирибоза, а в нуклеотидах РНК – рибоза), остатка фосфорной кислоты и одного из азотистых оснований (в ДНК – А, Т, Г или Ц; в РНК – А, У, Г или Ц).

Нуклеотид: А — азотистое основание; Б — углевод; В — остаток фосфорной кислоты

3. Дезоксирибоза (входящая в состав ДНК) и рибоза (входящая в состав нуклеотидов РНК ) – это пентозы, т.е. пятиуглеродные моносахариды. В биохимии и молекулярной биологии для удобства описания связей принято нумеровать углероды в составе молекулы.

4. Два нуклеотида в цепи ДНК соединяются друг с другом с помощью остатков фосфорной кислоты. В формировании этой связи (фосфодиэфирной) опосредовано участвуют 3-й углерод пентозы одного нуклеотида и 5-й углерод пентозы другого (соседнего) нуклеотида. А на концах всей цепи молекулы НК остаются нуклеотиды с углеродами, незадействованными в образовании связей между нуклеотидами (назовем эти углероды условно свободными) – на одном конце молекулы ДНК остается нуклеотид со сводным 3-м углеродом (это и будет 3`-конец НК), а на другом — расположен нуклеотид со сводным 5-м углеродом (это будет, соответственно, 5`-конец НК).

5. Таким образом, у цепей молекулы ДНК, а также у всех видов РНК, есть два конца – 3` и 5`. При этом у двухцепочечной ДНК ориентация двух цепей относительно друг друга в составе молекулы различная: у одной цепи ДНК 3`-конец расположен слева, а 5`-конец – справа, а у другой – наоборот. Такое расположение называется антипараллельным.

6. Еще важное дополнение: одна полинуклеотидная цепь в составе ДНК называется кодирующей, или смысловой, с неё не считывается информация, т.е. она не транскрибируемая, а другая цепь ДНК — матричная — является матрицей (образцом), на основании которого и синтезируется РНК (или иРНК, или тРНК, или рРНК), т.е. именно с матричной цепи ДНК считывается информация, и она является транскрибируемой.

Обращаем ваше внимание, что РНК синтезируется на матричной цепи ДНК антипараллельно, т.е. если матричная цепь ДНК ориентирована от 3` к 5`-концу, то получаемая на основании ее молекула РНК будет ориентирована наоборот, от 5`-конца к 3`-концу.

А А теперь разберемся с тРНК

1. Транпортная РНК – это небольшая нуклеиновая кислота, цепь которой состоит примерно из 80 нуклеотидов (первичная структура). В клетках тРНК свернута в виде клеверного листа (вторичная структура). При этом ее 3` и 5`-концы оказываются рядом.

тРНК (первичная структура)

тРНК (вторичная структура)

2. В центральной части цепи тРНК, а в свернутом виде – в составе центральной петли, находится антикодон – три нуклеотида (триплет), который определяет конкретную и единственную аминокислоту, которую будет транспортировать данная тРНК.

3. Чтобы определить какую аминокислоту будет переносить тРНК, нужно сначала антикодон этой тРНК перевести в соответствующий (комплементарный) ему кодон иРНК. Но тут возникает проблема: как правильно ориентировать молекулы тРНК и иРНК? Немного позже ответим на этот вопрос.

4. Когда транспортная РНК участвует в синтезе белка, доставляя определенную аминокислоту к месту синтеза, она связывается с соответствующим её антикодону (по принципу комплементарности) кодоном на информационной РНК. А здесь особое внимание! тРНК присоединяется к иРНК антипараллельно, т.е. иРНК расположена в ориентации от 5`-конца к 3`-концу (только так, потому что считывание информации с иРНК при биосинтезе белка всегда начинается с 5`-конца), а тРНК ориентирована наоборот, в направлении от 3`-конца к 5`-концу. Т.е. кодон и антикодон – антипараллельны!

5. Теперь можем ответить на вопрос: как размещать (ориентировать) молекулы тРНК и иРНК, чтобы определить атикодон и кодон?

6. Но и тут нас ждет проблема: в молекулярной биологии антикодон пишут и в ориентации 3`-5`, и в ориентации 5’-3’ (как, например, указано в ответе задания демоверсии 2020). С кодонами проще: их записывают только в ориентации 5’-3’– именно так всегда ориентированы кодоны в таблице генетического кода.

7. Какой выход: антикодон записываем исходя из ориентации самой тРНК в задаче: либо 3’-5’, либо 5’-3’. А вот кодон должен быть всегда 5’-3’. При определении кодона учитываем, что он антипараллелен антикодону.

В Вернемся к заданиям 2019 и 2020

1. Попробуем понять логику составителей этих заданий, и ответить на вопрос: Почему ответы в этих одинаковых, на первый взгляд, заданиях демоверсии 2019 и демоверсии 2020 не совпадают?

2. В задании 2019 года (без указания 3` и 5`-концов) по умолчанию предполагалось, что молекула тРНК всегда ориентирована в направлении 3`-5`, поэтому по ее изначально правильно ориентированному антикодону по принципу комплементарности сразу находим кодон иРНК (и он будет в правильном 5`-3` направлении), а по нему находим аминокислоту.

ВЫВОД: если в вариантах КИМ-ов 2020 встретятся подобные задания формата 2019 года, решаем их так же, как и раньше.

3. В задании 2020 года (с указанием 3` и 5`-концов) антикодон записываем в том направлении как он получается в задаче. А кодон записываем только в направлении 5`-3`, кодон определяем, учитывая его антипараллельность антикодону:

a. В случае, если тРНК и ее антикодон указаны в направлении 3`-5`, как и в предыдущие годы, сразу же определяем по этому антикодону кодон иРНК.

б. А в случае, если тРНК и ее антикодон записаны наоборот, в направлении 5`-3`, как в задаче 2020, сначала переворачиваем антикодон в направлении 3`-5`, и уже по нему определяем кодон. При этом в ответах записываем и антикодон, и кодон в одном направлении 5`-3`, т.е. в такой записи они не будут выглядеть комплементарными.

Источник