Усі лабораторні роботи. 6-11 класи

Практична робота № 6

Розв'язування елементарних вправ із трансляції

Для розв’язання деяких вправ знадобиться таблиця генетичного коду.

1. Користуючись таблицею генетичного коду, напишіть послідовність амінокислотних залишків у молекулі білка, яка була синтезована на ІРНК з такою послідовністю нуклеотидів:

УУУ ГУУ ГЦУ ГГА ГАЦ ГГГ ЦГУ УЦУ УАУ УГУ ГАУ ГАЦ УАА

2. Користуючись таблицею генетичного коду, напишіть послідовність амінокислотних залишків у білку, що кодується геном із такою послідовністю нуклеотидів:

ТТГ ГГЦ ЦЦЦ ГАГ ТАГ АЦЦ ЦГА ГГГ ЦЦЦ ААА ГТТ ЦТА ATT

3. Користуючись таблицею генетичного коду, напишіть можливу послідовність нуклеотидів у гені, який кодує пептид із такою послідовністю залишків амінокислот: Арг-Фен-Мет-Сер-Тре-Лей-Тир-Цис-Ала-Вал-Арг

4. Користуючись таблицею генетичного коду, напишіть антикодони тих тРНК, які будуть потрібні для синтезу пептиду з такою послідовністю залишків амінокислот: Глі-Асп-Асн-Глн-Глу-Вал-Фен-Мет-Тир

5. Яка кількість амінокислот входитиме до складу білка, який кодується геном, що складається із 1290 нуклеотидів?

6. З якої кількості нуклеотидів складатиметься ген, який кодує білок, що складається із 576 амінокислотних залишків?

Виконання роботи

Трансляція — це процес реалізації генетичного матеріалу, в результаті якого на матриці іРНК синтезується поліпептидна молекула.

Єдина для всіх живих організмів система зберігання спадкової інформації одержала назву генетичний код. Це певна послідовність нуклеотидів молекул нуклеїнових кислот. Вона визначає порядок розташування амінокислотних залишків у поліпептидному ланцюзі під час його синтезу.

Кожна амінокислота кодується трьома нуклеотидами — триплетом або кодоном. Один триплет може кодувати тільки одну амінокислоту, але більшість амінокислот кодується кількома триплетами. Це стає можливим, оскільки амінокислот, які можуть входити до складу білків, 20, а поєднань нуклеотидів у триплети — 64. У цьому полягає виродженість генетичного коду. Крім того, є три кодони, які не кодують інформації про амінокислоти, а сигналізують про закінчення синтезу і його початок (стоп-кодони). На тРНК є ділянка — антикодон, який комплементарно підходить до кодону. Таким чином визначається положення певної амінокислоти в певному місці синтезованого поліпептиду.

Трансляція здійснюється рибосомами і тРНК на матриці ІРНК. Одночасно на одній іРНК може «працювати» кілька або велика кількість рибосом, утворюючи полісому. Поступово переміщуючись від триплету до триплету, рибосоми за допомогою тРНК, які переносять амінокислоти до місця синтезу білка, синтезують поліпептидний ланцюг. Синтез закінчується, коли рибосома досягає стоп-кодона.

Для розв’язання деяких завдань стане в нагоді таблиця генетичного коду. Необхідно пам’ятати, що вона побудована на підставі складу нуклеотидів в іРНК, на якій і відбувається синтез білка.

Генетичний код

Перша основа	Друга основа								Третя основа
	У		Ц		А		Г
У	УУУ	фенілаланін (ФЕН)	УЦУ	серин (СЕР)	УАУ	тирозин (ТИР)	УГУ	цистеїн (ЦИС)	У
	УУЦ		УЦЦ		УАЦ		УГЦ		Ц
	УУА	лейцин (ЛЕЙ)	УЦА		УАА	стоп-кодон	УГА	стоп-кодон	А
	УУГ		УЦГ		УАГ		УГГ	триптофан (ТРИ)	Г
Ц	ЦУУ		ЦЦУ	пролін (ПРО)	ЦАУ	гістидин (ГІС)	ЦГУ	аргінін (АРГ)	У
	ЦУЦ		ЦЦЦ		ЦАЦ		ЦГЦ		Ц
	ЦУА		ЦЦА		ЦАА	глутамін (ГЛН)	ЦГА		А
	ЦУГ		ЦЦГ		ЦАГ		ЦГГ		Г
А	АУУ	ізолейцин (ІЛЕ)	АЦУ	треонін (ТРЕ)	ААУ	аспарагін (АСН)	АГУ	серин (СЕР)	У
	АУЦ		АЦЦ		ААЦ		АГЦ		Ц
	АУА		АЦА		ААА	лізин (ЛІЗ)	АГА	аргінін (АРГ)	А
	АУГ	метіонін (MET)	АЦГ		ААГ		АГГ		Г
Г	ГУУ	валін (ВАЛ)	ГЦУ	аланін (АЛА)	ГАУ	аспарагінова кислота (АСП)	ГГУ	гліцин (ГЛІ)	У
	ГУЦ		ГЦЦ		ГАЦ		ГГЦ		Ц
	ГУА		ГЦА		ГАА	глутамінова кислота (ГЛУ)	ГГА		А
	ГУГ		ГЦГ		ГАГ		ГГГ		Г

1. Користуючись таблицею генетичного коду, визначимо послідовність амінокислотних залишків у молекулі білка, що синтезується:

ФЕН-ВАЛ-АЛА-ГЛІ-АСП-ГЛІ-АРГ-СЕР-ТИР-ЦИС-АСП-АСП-стоп-кодон

2. Для того щоб визначити послідовність амінокислотних залишків, необхідно визначити послідовність нуклеотидів ІРНК. Для цього побудуємо необхідну послідовність, користуючись правилом комплементарності:

ААЦ ЦЦГ ГГГ ЦУЦ АУЦ УГГ ГЦУ ЦЦЦ ГГГ УУУ ЦАА ГАУ УАА

Визначимо амінокислотну послідовність, використовуючи таблицю генетичного коду:

АСН-ПРО-ГЛІ-ЛЕЙ-ІЛЕ-ТРИ-АЛА-ПРО-ГЛИ-ФЕН-ГЛН-АСП-стоп-кодон

3. Представлені амінокислоти можуть кодуватися наведеними триплетами в різних поєднаннях:

Аргінін (АРГ) — ГЦУ, ГЦЦ, ГЦА, ГЦГ

Фенілаланін (ФЕН) — УУУ, УУЦ

Метіонін (MET) — АУГ

Серин (СЕР) — УЦУ, УЦЦ, УЦА, УЦГ, АГУ, АГЦ

Треонін (ТРЕ) — АЦУ, АЦЦ, АЦА, АЦГ

Лейцин (ЛЕЙ) — УУА, УУГ, ЦУУ, ЦУЦ, ЦУА, ЦУГ

Тирозин (ТИР) — УАУ, УАЦ

Цистеїн (ЦИС) — УГУ, УДЦ

Аланін (АЛА) — ГЦУ, ГЦЦ, ГЦА, ГЦГ

Валін (ВАЛ) — ГУУ, ГУЦ, ГУА, ГУГ

Аргінін (АРГ) — ГЦУ, ГЦЦ, ГЦА, ГЦГ

4. Для визначення складу антикодонів необхідно визначити склад іРНК. Для цього використовуємо таблицю генетичного коду. Представлені амінокислоти можуть кодуватися наступними триплетами в різних поєднаннях:

Гліцин (ГЛІ) — ГГУ, ГГЦ, МДА, ГГГ

Аспарагінова кислота (АСП) — ГАУ, ГАЦ

Аспарагін (АСН) — ААУ, ААЦ

Глутамін (ГЛН) — ЦАА, ЦАГ

Глутамінова кислота (ГЛУ) — ГАА, ГАГ

Валін (ВАЛ) — ГУУ, ГУЦ, ГУА, ГУГ

Фенілаланін (ФЕН) — УУУ, УУЦ

Метіонін (MET) — АУГ

Тирозин (ТИР) — УАУ, УАЦ

Значить цим амінокислотам відповідають такі антикодоном тРНК:

Гліцин (ГЛІ) — ЦЦА, ЦЦГ, ЦЦУ, ЦЦЦ

Аспарагінова кислота (АСП) — ЦУА, ЦУГ

Аспарагін (АСН) — УУА, УУГ

Глутамін (ГЛН) — ГУУ, ГУЦ

Глутамінова кислота (ГЛУ) — ЦУУ, ЦУЦ

Валін (ВАЛ) — ЦАА, ЦАГ, ЦАУ, ЦАЦ

Фенілаланін (ФЕН) — ΑΑΛ, ААГ

Метіонін (MET) — УАЦ

Тирозин (ТИР) — АУА, АУГ

5. Кожна амінокислота кодується трьома нуклеотидами, отже, кількість амінокислот у складі даного білка дорівнює: 1290/3 = 430.

6. Кожна амінокислота кодується трьома нуклеотидами, отже, кількість нуклеотидів даного гена становить: 576 • 3 = 1728.