Практична робота 1. Розв’язання елементарних вправ зі структури білків та нуклеїнових кислот

Дані, потрібні для розв’язання вправ: мінімальна відносна молекулярна маса амінокислоти становить приблизно 100, мінімальна відносна молекулярна маса нуклеотиду - 345, мінімальна відносна довжина окремого нуклеотиду - 0,34 нм. Одна амінокислота кодується послідовністю з трьох нуклеотидів (триплетом).

Розв’язуючи задачі, пам’ятаємо: у складі молекули ДНК нуклеотиди з різних її ланцюгів сполучаються за принципом комплементарності (А-Т та Г-Ц), у складі молекул РНК замість нуклеотиду з тиміном (Т) присутній нуклеотид з урацилом (У).

Вправа 1. Молекула білка складається з 200 амінокислотних залишків. Визначте довжину ділянки одного з ланцюгів молекули ДНК, яка відповідає гену, що кодує цей білок, враховуючи, що 300 нуклеотидів у складі даного гена амінокислоти не кодують.

Приклад розв’язку вправи. 1. Якщо молекула білка складається з 200 амінокислотних залишків, то їх кодують 200 x 3 = 600 нуклеотидів.

2. До цього числа додаємо ще 300 некодуючих нуклеотидів: 600 + 300 = 900.

3. Визначаємо довжину ділянки, яка кодує даний білок, перемноживши число нуклеотидів на довжину одного нуклеотиду: 900 x 0,34 нм = 306 нм.

Відповідь: довжина ділянки одного з ланцюгів молекули ДНК, яка відповідає гену, що кодує цей білок, становить 306 нм.

Вправа 2. Довжина ділянки одного з ланцюгів молекули ДНК клітини бактерії становить 238 нм. Визначте кількість амінокислотних залишків у молекулі білка, яку кодує дана ділянка молекули ДНК.

Вправа 3. Молекулярна маса білка становить 60 000. Визначте кількість нуклеотидів, що входять до складу ділянки молекули ДНК із цим геном.

Вправа 4. Дослідження показали, що 24 % загальної кількості нуклеотидів молекули мРНК припадає на нуклеотиди з гуаніном (Г), 38 % - з урацилом (У), 22 % - з цитозином (Ц) та 16 % - з аденіном (А). Визначте відсотковий уміст азотистих основ молекули ДНК, на якій була синтезована ця молекула мРНК.

Приклад розв’язку вправи. 1. Визначаємо за принципом комплементарності відсотковий уміст азотистих основ того ланцюга, на якому була синтезована дана молекула мРНК:

2. Вираховуємо відсотковий уміст азотистих основ молекули ДНК, на якій була синтезована ця молекула мРНК: Ц - 23 % (24 + 22 / 2 = 23), Г - 23 % (24 + 22 / 2 = 23), А - 27 % (38 + 16 / 2 = 27), Т - 27 % (38 + 16 / 2 =27).

Відповідь: до складу молекули ДНК входять 23 % нуклеотидів із цитозином, 23% нуклеотидів з гуаніном, 27 % нуклеотидів з аденіном та 27 % нуклеотидів з тиміном.

Вправа 5. Відомо, що молекула мРНК складається з 1535 нуклеотидів. Зі скількох амінокислотних залишків складатиметься білкова молекула, яку кодує ця молекула мРНК?

Вправа 6. Визначте нуклеотидний склад ділянки молекули ДНК, якщо молекула мРНК, синтезована на одному з її ланцюгів, має такий нуклеотидний склад: УАГГУЦГААЦГУ.

Вправа 7. Нуклеотидний склад одного з ланцюгів ДНК такий: ГЦТААЦЦГАТАЦГГ. На іншому ланцюзі цієї молекули синтезується молекула мРНК. Визначте її нуклеотидний склад.

Вправа 8. Обидва ланцюги молекули ДНК складаються з 2250 нуклеотидів. Визначте кількість амінокислотних залишків у складі молекули білка, яка синтезується на одному з ланцюгів цієї молекули ДНК.

Вправа 9. Гормон підшлункової залози глюкагон складається з 29 амінокислотних залишків. Скільки триплетів входить до складу гена, який кодує цю молекулу?

Вправа 10. Молекулярна маса кодуючих триплетів молекули ДНК становить 20700. Визначте кількість амінокислотних залишків, які входять до складу цієї молекули білка.

Вправа 11. Визначте молекулярну масу білкової молекули, яка кодується ділянкою молекули ДНК завдовжки 102 нм.

Вправа 12. Визначте довжину гена, який кодує білок, що складається зі 125 амінокислотних залишків.

Вправа 13. Один з ланцюгів молекули ДНК має такий вигляд: ГЦГГГТГГАТААЦТАГЦЦ. Який вигляд матиме другий ланцюг цієї молекули, синтезований під час її самоподвоєння?

Вправа 14. Нуклеотидний склад молекули мРНК такий: ААЦГУУЦЦАГЦУ. Визначте нуклеотидний склад ланцюга ДНК, який протилежний ланцюгу, на якому синтезована ця молекула мРНК.