Дана цепь ДНК: ЦТАТАГТААЦЦАА. Определите: а)первичную структуру белка,закодированного в этой цепи; б)количество...

Для ответа на этот вопрос нужно учитывать процессы транскрипции и трансляции, которые происходят в клетках. Рассмотрим каждый из пунктов по порядку.

Исходные данные:

Данная цепь ДНК: ЦТАТАГТААЦЦАА

а) Определение первичной структуры белка, закодированного в этой цепи

1. Транскрипция: В процессе транскрипции на основе данной цепи ДНК синтезируется иРНК (информационная РНК). Для этого мы определяем комплементарную цепь иРНК (заменяя Т → У, так как в РНК вместо тимина используется урацил):

   • ДНК: ЦТАТАГТААЦЦАА
   • иРНК: ГАУАУЦАУУГГУУ

2. Трансляция: Теперь определяем кодоны (три последовательных нуклеотида, которые кодируют аминокислоты) и соответствующие аминокислоты. Используем таблицу генетического кода.

   Разделим иРНК на триплеты (кодоны):

   • ГАУ - АУЦ - АУУ - ГГУ - У

   Теперь по таблице генетического кода:

   • ГАУ → Асп (аспарагиновая кислота)
   • АУЦ → Иле (изолейцин)
   • АУУ → Иле (изолейцин)
   • ГГУ → Гли (глицин)
   • У → Неполный кодон (не кодирует аминокислоту, так как длина цепи не кратна трём)

   Следовательно, первичная структура белка: Асп - Иле - Иле - Гли.

б) Количество (в процентах) различных видов нуклеотидов в данном гене (в двух цепях)

1. Частота нуклеотидов в исходной цепи ДНК: Для данного отрезка ДНК определяем количество каждого нуклеотида:

   • Ц (цитозин) = 2
   • Т (тимин) = 5
   • А (аденин) = 5
   • Г (гуанин) = 3

2. Частота нуклеотидов в двух цепях: Помним, что ДНК состоит из двух цепей, которые комплементарны друг другу:

   • Ц (цитозин) комплементарен Г (гуанину)
   • Т (тимин) комплементарен А (аденину)

   Таким образом, общее количество каждого нуклеотида будет одинаковым в двух цепях:

   • Ц = Г = 2 + 3 = 5
   • Т = А = 5 + 5 = 10

3. Общее количество нуклеотидов: В одной цепи: 15 В двух цепях: 15 × 2 = 30

4. Процентное содержание:

   • Ц (цитозин): ( \frac{5}{30} \times 100\% = 16,7\% )
   • Г (гуанин): ( \frac{5}{30} \times 100\% = 16,7\% )
   • Т (тимин): ( \frac{10}{30} \times 100\% = 33,3\% )
   • А (аденин): ( \frac{10}{30} \times 100\% = 33,3\% )

в) Длина гена

Ген состоит из 15 нуклеотидов в одной цепи. Длина гена в парных основаниях равна количеству нуклеотидов в одной цепи:

• Длина гена = 15 пар оснований.

Если учитывать физическую длину, то расстояние между парой оснований в ДНК составляет приблизительно 0,34 нм:

• Длина гена в нанометрах: ( 15 \times 0,34 = 5,1 \, \text{нм} ).

г) Первичная структура белка, синтезируемого после выпадения девятого нуклеотида в этой цепи ДНК

1. Модифицированная цепь ДНК после выпадения 9-го нуклеотида:

   • Исходная цепь ДНК: ЦТАТАГТААЦЦАА
   • После удаления 9-го нуклеотида (А): ЦТАТАГТАТЦАА

2. Транскрипция: Синтезируем иРНК на основе изменённой цепи:

   • ДНК: ЦТАТАГТАТЦАА
   • иРНК: ГАУАУЦАУАГУУ

3. Трансляция: Разделим новую иРНК на триплеты:

   • ГАУ - АУЦ - АУА - ГУУ

   Определяем аминокислоты по таблице генетического кода:

   • ГАУ → Асп (аспарагиновая кислота)
   • АУЦ → Иле (изолейцин)
   • АУА → Иле (изолейцин)
   • ГУУ → Вал (валин)

   Первичная структура нового белка: Асп - Иле - Иле - Вал.

Итоговый ответ:

а) Первичная структура белка: Асп - Иле - Иле - Гли.

б) Процентное содержание нуклеотидов:

• Ц (цитозин): 16,7%
• Т (тимин): 33,3%
• А (аденин): 33,3%
• Г (гуанин): 16,7%.

в) Длина гена:

• 15 пар оснований
• 5,1 нм.

г) Первичная структура белка после выпадения 9-го нуклеотида: Асп - Иле - Иле - Вал.

Для того чтобы ответить на ваши вопросы, нужно пройти через несколько шагов, начиная с анализа предоставленной цепи ДНК.

Дана цепь ДНК:

ЦТАТАГТААЦЦАА

а) Первичная структура белка, закодированного в этой цепи

Сначала необходимо определить, какой кодон (три нуклеотида) соответствует каждому аминокислоту. Для этого нужно сначала определить комплементарную цепь ДНК и затем провести транскрипцию и трансляцию.

1. Комплементарная цепь ДНК: Данная цепь ДНК имеет следующую комплементарную цепь (заменяя каждый нуклеотид на его комплементарный):

   • Ц -> Г
   • Т -> А
   • А -> Т
   • Г -> Ц

   Таким образом, комплементарная цепь: ГАТАТЦАТТГГТТ

2. Транскрипция: В процессе транскрипции комплементарная цепь ДНК будет служить матрицей для синтеза мРНК, где тимин (Т) будет заменен на урацил (У):

   • Г -> Ц
   • А -> У
   • Т -> А
   • Ц -> Г

   Получим мРНК: ЦУАУАГУAAУЦУУ

3. Трансляция: Теперь разбиваем мРНК на кодоны (три нуклеотида):

   • ЦУА | УАГ | УАА | УЦУ

   Смотрим на генетический код:

   • ЦУА = Лейцин (Leu)
   • УАГ = Стоп (Stop)
   • УАА = Стоп (Stop)
   • УЦУ = Серин (Ser)

   Первичная структура белка, закодированного в этой цепи, будет начинаться с аминокислоты Лейцин и завершится на первой стоп-кодонной (УАГ). Таким образом, белок будет состоять только из одной аминокислоты: Лейцин.

б) Количество (в %) различных видов нуклеотидов в этом гене (в двух цепях)

Подсчитаем количество каждого нуклеотида в обеих цепях ДНК:

• Ц (Цитозин): 6 нуклеотидов
• Т (Тимин): 5 нуклеотидов
• А (Аденин): 5 нуклеотидов
• Г (Гуанин): 2 нуклеотида

Общее количество нуклеотидов в цепи ДНК:

• 6 + 5 + 5 + 2 = 18

Теперь вычислим процент каждого нуклеотида:

• Ц: (6/18) * 100 = 33.33%
• Т: (5/18) * 100 = 27.78%
• А: (5/18) * 100 = 27.78%
• Г: (2/18) * 100 = 11.11%

в) Длина этого гена

Длина гена, представленного в данной цепи ДНК, составляет 15 нуклеотидов.

г) Первичная структура белка, синтезируемого после выпадения девятого нуклеотида в этой цепи ДНК

Если мы выпустим девятый нуклеотид в оригинальной цепи ДНК (что соответствует нуклеотиду "Ц", который является девятым в последовательности), оставшаяся цепь будет выглядеть так:

ЦТАТАГТААЦЦАА -> ЦТАТАГТАЦЦАА (выпадет "Ц", что дает) ЦТАТАГТААЦАА

Теперь создаем новую комплементарную цепь, транскрибируем и переводим ее.

1. Новая комплементарная цепь ДНК будет: ГАТАТЦАТТГТТ

2. Транскрипция: Г -> Ц А -> У Т -> А Ц -> Г

   Новая мРНК: ЦУАУАГУAAУГУ

3. Трансляция: Кодоны:

   • ЦУА | УАГ | УАА | УГУ

   Анализируем:

   • ЦУА = Лейцин (Leu)
   • УАГ = Стоп (Stop)
   • УАА = Стоп (Stop)
   • УГУ = Цистеин (Cys)

Таким образом, первичная структура белка, синтезируемого после выпадения девятого нуклеотида, будет: Лейцин.

В результате, если выпадет девятый нуклеотид, белок будет также состоять только из одной аминокислоты: Лейцин.

Итог:

а) Лейцин
б) Ц: 33.33%, Т: 27.78%, А: 27.78%, Г: 11.11%
в) Длина гена: 15 нуклеотидов
г) Первичная структура белка после выпадения нуклеотида: Лейцин