Задачи по молекулярной биологии, без которых не существует генной инженерии.
Задание № 1
Во фрагменте молекулы ДНК учёные обнаружили 2015 Г нуклеотидов, которые составляют 22 % от их общего количества.
Вопросы:
- Сколько содержится Т, А, Ц нуклеотидов в отдельности в этом фрагменте молекулы ДНК?
- Какова длина этого фрагмента ДНК?
- Какова примерная относительная масса белка закодированного в этом фрагменте ДНК?
- Каково отношение аденин — тиминовых к гуанин — цитозиновым парам в двухцепочечной молекуле ДНК и о чем оно может говорить?
Оформите решение задачи в соответствии с существующими правилами.
Задание № 2
В результате лабораторных исследований учёные выделили участок цепи А инсулина:
глицин — изолейцин – валин – глутамин – глутамин – валин
Определите:
- структуру иРНК, участвующие в синтезе данного белка;
- антикодоны тРНК;
- строение фрагмента двухцепочечной ДНК;
- отношение аденин — тиминовых к гуанин — цитозиновым парам в двухцепочечной молекуле ДНК;
- длину фрагмента ДНК:
- количество возможных вариантов кодирования для данного участка цепи А инсулина.
Оформите решение задачи в соответствии с существующими правилами.
Задание № 3
В пробирке у молекулярного биолога находится два фрагмента молекул двухцепочечной ДНК следующего состава:
Фрагмент №1.
- …ААГАТААЦАГТАТТТАТАТТЦ…. – смысловая цепь
Фрагмент №2.
- …АЦАЦАГЦГГТГАЦГЦТЦТЦЦЦ…. – смысловая цепь
Вопросы:
- Какой из этих участков будет быстрее денатурировать при повышении температуры?
- Какие фрагменты белковых молекул в них закодированы?
- Определите количество вариантов кодирования, существующее для фрагментов белковых молекул закодированных в данных фрагментах молекул ДНК?
Оформите решение задачи в соответствии с существующими правилами.
Задание №4
В пробирке у молекулярного биолога находится фрагмент молекулы двухцепочечной ДНК следующего состава:
5`- ЦТГААТТАГГАТЦЦАГГЦААТАГТГТГ -3`
3`-ГАЦТТААТЦЦТАГГТЦЦГТТАТЦАЦАЦ-5`
Вопрос:
- На сколько частей, и какими способами можно разрезать этот фрагмент молекулы двухцепочечной ДНК?
Воспользуйтесь для решения данной задачи таблицей, в которой перечислены рестриктазы и расщепляемые ими последовательности.
Таблица №1. Рестриктазы, активно используемые в генной инженерии и расщепляемые ими последовательности.
| Рестриктазы | Участки распознавания и места разреза ДНК | Рестриктазы | Участки распознавания и места разреза ДНК |
| Bam I | 5`-Г-*Г-А-Т-Ц-Ц-3`
3`-Ц-Ц-Т-А-Г-*Г-5` |
Hae III | 5`-Г-Г-*Ц-Ц-3`
3`-Ц-Ц-*Г-Г-5` |
| EcoR I | 5`-Г-*А-А-Т-Т-Ц-3`
3`-Ц-Т-Т-А-А-*Г-5` |
Hpa II | 5`-Ц-*Ц-Г-Г-3`
3`-Г-Г-Ц-*Ц-5` |
| Hind III | 5`-А-*А-Г-Ц-Т-Т-3`
3`-Т-Т-Ц-Г-А-*А-5` |
Sma I | 5`-Ц-Ц-Ц -*Г-Г-Г-3`
3`-Г-Г-Г-* Ц-Ц-Ц-5` |
Рестриктазы (от лат. restrictio — ограничение) — группа ферментов, относящихся к классу гидролаз, катализирующих реакцию гидролиза нуклеиновых кислот. Рестриктазы расщепляют нуклеиновые кислоты в середине. При этом каждая рестриктаза узнаёт определённый участок ДНК длиной от четырёх пар нуклеотидов и расщепляет нуклеотидную цепь внутри участка узнавания или вне его.
Оформите решение задачи в соответствии с существующими правилами.
Задание №5
В пробирке у молекулярного биолога находится два фрагмента молекул двухцепочечных ДНК следующего состава:
Фрагмент №1.
5`-АААГЦТТЦТГААТЦЦГАТЦГ-3`
3`-ТТТЦГААГАЦТТАГГЦТАГЦ-5`
Фрагмент №2.
5`-ГТАЦТЦАГАТЦЦТАГГАТААГЦТТА-3`
3`-ЦАТГАГТЦТАГГАТЦЦТАТТЦГААТ-5`
Вопросы:
- Как Вы думаете с помощью, каких ферментов — рестриктаз можно разрезать эти двухцепочечные молекулы ДНК на фрагменты с липкими концами?
- Воспользуйтесь для решения данной задачи таблицей (из предыдущей задачи), в которой перечислены рестриктазы и расщепляемые ими последовательности.
- Какую гибридную молекулу ДНК можно получить из этих фрагментов?
Опишите последовательность этапов получения гибридной молекулы ДНК молекулярными биологами.
Оформите решение задачи в соответствии с существующими правилами.
Задание № 6
Известно, что фрагмент кодирующей цепи ДНК гена лабораторной белой мыши содержит 1800 нуклеотидов.
Из них 600 приходятся на интроны. Экзоны данного фрагмента гена содержат 300 — адениловых нуклеотидов, 200 — тимидиловых нуклеотидов, 100 — гуаниловых нуклеотидов.
Вопросы:
- Определите длину данного фрагмента молекулы ДНК;
- Подсчитайте количество кодонов в зрелой и-РНК, соответствующей данному фрагменту молекулы ДНК;
- Вычислите процентное содержание нуклеотидов каждого вида в зрелой и-РНК;
- Определите количество аминокислот в соответствующем фрагменте молекулы белка.
Оформите решение задачи в соответствии с существующими правилами.