СЗ. В биосинтезе полипептида участвуют молекулы т-РНК с антикодонами УГА, АУГ, АГУ, ГГЦ, ААУ. Определите нуклеотидную последовательность участка каждой цепи молекулы ДНК, который несет информацию о синтезируемом полипептиде, и число нуклеотидов, содержащих аденин (А), гуанин (Г), тимин (Т), цитозин (Ц) в двухцепочечной молекуле ДНК. Ответ поясните.

Решение:

Синтез полипептида происходит на основе информации, закодированной в ДНК. Молекула тРНК считывает эту информацию с помощью антикодонов. Антикодон тРНК комплементарен кодону мРНК, а кодон мРНК комплементарен соответствующему участку ДНК (матричной цепи). Молекула ДНК является двуцепочечной, и вторая цепь (кодирующая) комплементарна матричной цепи.

1. Определение последовательности ДНК:

Антикодон тРНК комплементарен кодону мРНК. Между ними действует принцип комплементарности: А-У (или А-Т в ДНК), Г-Ц. Кодон мРНК комплементарен матричной цепи ДНК.

1. Антикодон: УГА
2. Кодон мРНК (комплементарен антикодону): АЦТ
3. Матричная цепь ДНК (комплементарна кодону мРНК): ТГА
4. Кодирующая цепь ДНК (комплементарна матричной цепи): АЦТ

Аналогично для остальных антикодонов:

• Антикодон: АУГ → Кодон мРНК: УАЦ → Матричная цепь ДНК: АТГ → Кодирующая цепь ДНК: ТАЦ
• Антикодон: АГУ → Кодон мРНК: УЦА → Матричная цепь ДНК: ТЦА → Кодирующая цепь ДНК: АЦТ
• Антикодон: ГГЦ → Кодон мРНК: ЦЦГ → Матричная цепь ДНК: ГГЦ → Кодирующая цепь ДНК: ЦЦГ
• Антикодон: ААУ → Кодон мРНК: УУА → Матричная цепь ДНК: ТТA → Кодирующая цепь ДНК: ААТ

Таким образом, последовательность участка ДНК:

• Матричная цепь: ТГА-АТГ-ТЦА-ГГЦ-ТТА
• Кодирующая цепь: АЦТ-ТАЦ-АЦТ-ЦЦГ-ААТ

2. Определение числа нуклеотидов в двуцепочечной молекуле ДНК:

В условии задачи перечислены антикодоны тРНК: УГА, АУГ, АГУ, ГГЦ, ААУ. Каждый антикодон состоит из 3 нуклеотидов. Всего 5 антикодонов.

Следовательно, участок ДНК, несущий информацию о полипептиде, содержит 5 кодонов (по одному кодону на каждый антикодон).

Длина участка ДНК = 5 кодонов * 3 нуклеотида/кодон = 15 нуклеотидов в одной цепи.

В двуцепочечной молекуле ДНК число нуклеотидов в одной цепи равно числу нуклеотидов в комплементарной цепи.

Общее число нуклеотидов в двуцепочечной молекуле ДНК = 15 нуклеотидов/цепь * 2 цепи = 30 нуклеотидов.

Подсчет содержания нуклеотидов:

Рассмотрим кодирующую цепь, так как она содержит информацию, аналогичную мРНК (замена У на Т): АЦТ-ТАЦ-АЦТ-ЦЦГ-ААТ

• Аденин (А): 3 (в кодирующей цепи) + 3 (в матричной цепи) = 6
• Гуанин (Г): 3 (в кодирующей цепи) + 3 (в матричной цепи) = 6
• Тимин (Т): 6 (в кодирующей цепи) + 6 (в матричной цепи) = 12
• Цитозин (Ц): 3 (в кодирующей цепи) + 3 (в матричной цепи) = 6

Проверка: 6 (А) + 6 (Г) + 12 (Т) + 6 (Ц) = 30 нуклеотидов.

Ответ:

Последовательность участка ДНК:

• Матричная цепь: 5'-ТГА-АТГ-ТЦА-ГГЦ-ТТА-3'
• Кодирующая цепь: 3'-АЦТ-ТАЦ-АЦТ-ЦЦГ-ААТ-5'

Число нуклеотидов в двуцепочечной молекуле ДНК:

• Аденин (А): 6
• Гуанин (Г): 6
• Тимин (Т): 12
• Цитозин (Ц): 6

Общее число нуклеотидов: 30.