Question

Фрагмент ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь — смысловая, нижняя — матричная):

5'-ГТЦАЦАГЦГАТЦААТ-3'
3'-ЦАГТГТЦГЦТАГТТА-5'

Определите последовательность аминокислот во фрагменте полипептидной цепи и обоснуйте ответ. Какие изменения могли произойти в результате генной мутации во фрагменте молекулы ДНК, если вторая аминокислота в полипептиде заменилась на аминокислоту Про? Какое свойство генетического кода определяет возможность существования разных фрагментов мутированной молекулы ДНК? Ответ обоснуйте.

Accepted Answer

Answer

Идея решения: необходимо провести транскрипцию матричной цепи ДНК в иРНК, затем трансляцию полученной иРНК в полипептид, а затем проанализировать возможные мутации, приводящие к замене второй аминокислоты.

**Шаг 1. Транскрипция матричной цепи ДНК в иРНК.**

Матричная цепь ДНК (3'→5'): 3'-ЦАГТГТЦГЦТАГТТА-5'

При транскрипции применяются правила комплементарности (А→У, Т→А, Г→Ц, Ц→Г):

иРНК (5'→3'): 5'-ГУЦАЦАГЦГАУЦААУ-3'

**Шаг 2. Трансляция иРНК в полипептид.**

Разбиваем иРНК на триплеты (кодоны):

5'-ГУЦ | АЦА | ГЦГ | АУЦ | ААУ-3'

По таблице генетического кода:
- ГУЦ → Вал
- АЦА → Тре
- ГЦГ → Ала
- АУЦ → Иле
- ААУ → Асн

**Последовательность аминокислот: Вал–Тре–Ала–Иле–Асн**

**Шаг 3. Анализ мутации.**

Вторая аминокислота Тре кодируется триплетом АЦА в иРНК. Для замены на Про необходимо изменить второй кодон. Кодоны для Про: ЦЦУ, ЦЦЦ, ЦЦА, ЦЦГ.

В смысловой цепи ДНК второй триплет: 5'-АЦА-3'

При мутации он может измениться на: 5'-ЦЦТ-3', 5'-ЦЦЦ-3', 5'-ЦЦА-3' или 5'-ЦЦГ-3'

Соответственно, в матричной цепи ДНК второй триплет изменится с 3'-ТГТ-5' на: 3'-ГГА-5', 3'-ГГГ-5', 3'-ГГТ-5' или 3'-ГГЦ-5'

В иРНК второй кодон изменится на один из: 5'-ЦЦУ-3', 5'-ЦЦЦ-3', 5'-ЦЦА-3' или 5'-ЦЦГ-3', кодирующих Про.

**Шаг 4. Определение свойства генетического кода.**

Возможность существования нескольких различных мутантных последовательностей ДНК, кодирующих одну и ту же аминокислоту (Про), обусловлена **избыточностью (вырожденностью)** генетического кода. Это свойство означает, что одной аминокислоте соответствует более одного триплета. Для Про существуют четыре кодона, поэтому замена второго триплета может произойти несколькими способами.

Задание №27Клетка как биологическая системаЕГЭ по биологии