Решение задач молекулярной биологии - Молекулярный уровень

1. Нуклеотидная последовательность в молекуле нуклеиновой кислоты при наличии одной из цепей ДНК определяется по принципу комплементарности.

Пользуясь принципом комплементарности, напишите последовательность нуклеотидов второй цепи ДНК, если первая имеет такую последовательность:

ТГГ ГГГ ЦГЦ ГЦГ ТТ ТАА ГАА ЦАА АТТ.

Вторую цепь ДНК строим по принципу комплементарности:

АЦЦ ЦЦЦ ГЦГЦГЦ АТА АТТ ЦТТ ГТТ ТАА.

2. Определение аминокислотной последовательности по нуклеотидной последовательности ДНК или РНК.

Какое количество белков можно построить из 15 аминокислот, если длина белка будет составлять 150 аминокислотных остатков?

Для определения необходимо количество аминокислотных остатков в составе белка (150) привести к степени, соответствующей количеству аминокислот (15): 150¹⁵.

3. Количественные соотношения нуклеотидов в молекуле ДНК подчиняются правилам Чаргаффа: количество аденина соответствует количеству тимина, а количество цитозина — количеству гуанина. Количество пуриновых оснований соответствует количеству пиримидиновых: А + Г = Т + Ц.

В составе молекулы ДНК обнаружено 2 500 нуклеотидов, из которых 20% являются цитозиновыми. Определите содержание других типов нуклеотидов в этой молекуле.

Согласно принципу комплементарности и правилам Чаргаффа, количество гуанина будет соответствовать количеству цитозина — 20%. Соответственно количество аденина и тимина — по 30%. Это соответствует количеству по 500 гуанинових и цитозиновых нуклеотидов, и по 750 — адениновых и тиминових.

4. При определении длины биополимеров необходимо учитывать, что средняя длина одного нуклеотида 0,34 нм, а аминокислотного остатка — 0,35 нм.

Один из белков вируса табачной мозаики состоит из 158 аминокислотных остатков. Определите длину первичной структуры этого белка и его молекулярную массу.

Средняя длина одного аминокислотного остатка составляет 0,35 нм, следовательно, длина белка составляет: 0,35 х 158 = 55,3 нм.

5. Вычисление молекулярной массы белков по массе одного из компонентов осуществляется по формуле:

где Mr_min — минимальная молекулярная масса белка, а — атомный или молекулярный компонент, b — массовая доля компонента. Средняя молекулярная масса одного аминокислотного остатка составляет 100 а. о. м., а одного нуклеотидного остатка — 340 а. о. м.

Содержание валина в белке семян гороха составляет 1,396. Определите минимальную молекулярную массу этого белка.

Средняя молекулярная масса одного аминокислотного остатка составляет 110 а. о. м., а содержание одного из компонентов исследуемого белка — валина — 1,396. Следовательно, минимальная молекулярная масса этого белка составляет:

Задачи для самостоятельного решения

1. Пользуясь принципом комплементарности, напишите последовательность нуклеотидов молекулы иРНК, синтезированной на цепи ДНК с такой последовательностью:

ААА ГЦА ЦЦГ ЦАГ ГГГ АГГ ААА ЦП ТЦА ЦАТ.

2. Какое количество белков можно построить из 12 аминокислот, если длина белка будет составлять 255 аминокислотных остатков?

3. Молекула ДНК содержит 32% аденина от общего количества. Определите содержание других типов нуклеотидов в этой молекуле.

4. Молекула ДНК состоит из 2300 нуклеотидов. Определите длину первичной структуры этой молекулы. Обратите внимание, что ДНК является двухцепной.

5. В молекуле гемоглобина человека массовая доля железа составляет 0,34%. Определите минимальную молекулярную массу гемоглобина и его реальную массу, если молекула содержит 4 атома железа.