§ 19. Биосинтез белка

Вопрос. Почему количество видов т-РНК больше, чем видов аминокислот, входящих в состав белков? (устно)

Некоторым аминокислотам соответствует несколько антикодонов т-РНК, поэтому одну аминокислоту могут переносить несколько т-РНК.

Стр. 110

Вопрос. Заполните таблицу.

Биосинтез белка

Вопрос. Что и как закодировано в цепи ДНК?

Закодирована информация о первичной структуре белков. Информация записана нуклеотидами, каждый триплет нуклеотидов в молекуле ДНК соответствует одной аминокислоте в молекуле белка.

Вопрос. Что происходит в процессе транскрипции?

На матрице, которой является структурный ген ДНК, синтезируется его копия — и-РНК. Синтез молекулы и-РНК идет по принципу комплементарности с помощью нескольких ферментов.

Вопрос. Где и как происходит трансляция?

Трансляция происходит в цитоплазме клетки. Рибосома соединяется с молекулой и-РНК и передвигается по ней, а т-РНК подносят аминокислоты, которые присоединяются рибосомой к растущей полипептидной цепи.

Вопрос. Какую роль играют ферменты в процессе биосинтезе белка?

Ферменты осуществляют и ускоряют процессы биосинтеза белка.

Вопрос 2. Решите задачу. Используя таблицу генетического кода, запишите последовательность аминокислот, зашифрованных в участке и-РНК:

А У Г Ц У У У У А Г У У А Г А Г У Г

мет — лей — лей — вал — арг — вал

Вопрос 3. Письменно составьте план рассказа о современной догме молекулярной биологии, которая выражается в схеме: ДНК → и-РНК → белок.

1.Генетический код ДНК; 2. Процесс транскрипции; 3. Процесс трансляции.

Стр. 112–113

Вопрос 1. Используя принцип комплементарности, постройте участок второй нити ДНК по данному участку кодогенной нити и определите общее количество водородных связей на данном участке ДНК.

Всего связей: 16+30=46

Вопрос 2. Сколько свободных нуклеотидов потребуется:

А) для редупликации фрагмента ДНК:

ЦГТААЦТГЦГГЦТТТАЦГГАЦААГГЦТ Редупликация — это процесс удвоения ДНК, когда из комплементарных свободных нуклеотидов достраивается вторая цепь. Для редупликации данного фрагмента необходимо: аденина (А) — 6 нуклеотидов, тимина (Т) — 6 нуклеотидов, цитозина(Ц) — 8 нуклеотидов, гуанина (Г) — 7 нуклеотидов.

Б) для образования и-РНК, на которой синтезируется белок, состоящий из 1380 аминокислот;

Если белок состоит из 1380 аминокислот, а каждая аминокислота кодируется триплетом нуклеотидов, значит потребуется 1380×3=4140 нуклеотидов.

в) для формирования участка ДНК, содержащего данный ген. Потребуется 4140 нуклеотидов для одной цепи ДНК, и столько же для второй цепи ДНК. Всего: 4140 ×2= 8280 нуклеотидов.

Вопрос 3. Участок ДНК содержит 26% аденина. Определите процентный состав других нуклеотидов.

Согласно принципу комплементарности: количество аденина равно количеству тимина, значит А=Т=26%. Принимая все количество нуклеотидов за 100%, найдем суммарное количество цитозина и гуанина (Ц+Г)=100% — (А+Т). (Ц+Г)=100% — (26%+26%)=48%. Так как количество гуанина равно количеству цитозина Ц=Г=48% : 2=24%.

Ответ: Т=26%, Ц=24%, Г=24%.

Вопрос 4. На участке кодогенной нити ДНК нуклеотиды расположены в следующей последовательности: Ц Г Т Ц Т А Ц Т Т А Г Т А Ц Ц Т Т Т Т Ц А

Какую первичную структуру имеет полипептид, синтезируемый при участии этой цепи ДНК?

ДНК

Ц Г Т Ц Т А Ц Т Т А Г Т А Ц Ц Т Т Т Т Ц А

и-РНК Г Ц А Г А У Г А А У Ц А У Г Г А А А А Г У

Ответ: ала — асп — глу — сер — три — лиз — сер

Вопрос 5. Часть молекулы белка имеет следующую первичную структуру: сер-лиз-три-глун-ала-сер-аспн-вал... Запишите:

А) участок и-РНК, на котором синтезирован этот белок;

Используя таблицу генетического кода, определяем триплеты, кодирующие аминокислоты. Зная такое свойство генетического кода, как вырожденность, когда одну аминокислоту кодирует несколько триплетов, берем самое верхнее значение в таблице.

и-РНК УЦУ-ААА-УГГ-ГАА-ГЦУ-УЦУ-ГАУ-ГУУ

Б) участок гена, который несет информацию о строении этого белка;

по принципу комплементарности с и-РНК переписываем цепь ДНК:

ДНК

АГА ТТТ АЦЦ ЦТТ ЦГА АГА ЦТА ЦАА

В) антикодоны т-РНК, которые участвуют в синтезе этого белка.

Антикодоны т-РНК должны быть комплементарны триплетам нуклеотидов и-РНК:

т-РНК

АГА,УУУ,АЦЦ,ЦУУ,ЦГА,АГА,ЦУА,ЦАА

Вопрос 6. Как могут быть закодированы в гене мономеры следующего участка белка:

лиз — три-цис-тир-гис-гли-ала-. Запишите два варианта.

1 вариант

Используя таблицу генетического кода, определяем триплеты и-РНК, кодирующие аминокислоты. Зная такое свойство генетического кода, как вырожденность, когда одну аминокислоту кодирует несколько триплетов, берем самое верхнее значение в таблице.

и-РНК ААА-УГГ-УГУ-УАУ-ЦАУ-ГГУ-ГЦУ по принципу комплементарности с и-РНК переписываем цепь ДНК:

ДНК

ТТТ АЦЦ АЦА АТА ГТА ЦЦА ЦГА

2 вариант

Используя таблицу генетического кода, определяем триплеты и-РНК, кодирующие аминокислоты. Зная такое свойство генетического кода, как вырожденность, когда одну аминокислоту кодирует несколько триплетов, берем самое нижнее значение в таблице.

и-РНК ААГ-УГГ-УГЦ-УАЦ-ЦАЦ-ГГГ-ГЦГ

по принципу комплементарности с и-РНК переписываем цепь ДНК:

ДНК

ТТЦ АЦЦ АЦГ АТГ ГТГ ЦЦЦ ЦГЦ

Стр. 113–115

Подведем итоги. Клеточный уровень.

А 1 — 3, А 2 — 2, А 3 — 2, А 4 — 3, А 5 — 2, А 6 — 2.

В 1 — 2, 3, 4

В 2 — 2, 3, 5, 6

В 3: А — 1, Б — 2, А — 3, А — 4, Б — 5, Б — 6

В 4: А — 1, Б — 2, Б — 3, Б — 4, А — 5, Б — 6, А — 7

В 5 — 2, 1, 5, 3, 4