Question

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

5'-ГЦГГГЦТАТГАТЦТГ-3'
3'-ЦГЦЦЦГАТАЦТАГАЦ-5'

В результате замены одного нуклеотида в ДНК четвёртая аминокислота во фрагменте полипептида заменилась на аминокислоту Вал. Определите аминокислоту, которая кодировалась до мутации. Какие изменения произошли в ДНК и иРНК в результате замены одного нуклеотида? Благодаря какому свойству генетического кода одна и та же аминокислота у разных организмов кодируется одним и тем же триплетом? Ответ поясните. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода.

Accepted Answer

Answer

Идея решения: найти четвёртый триплет матричной цепи, определить исходный кодон иРНК и аминокислоту, затем установить, какая замена нуклеотида привела к образованию кодона для Вал.

**Шаг 1. Определение четвёртого триплета.**

Четвёртый триплет смысловой цепи: 5'-ГАТ-3'.
Соответствующий триплет матричной цепи: 3'-ЦТА-5' (или в направлении 5'→3': 5'-АТЦ-3').

**Шаг 2. Транскрипция — получение кодона иРНК.**

При транскрипции матричная цепь (3'-ЦТА-5') кодирует иРНК по правилу комплементарности (А↔У, Т↔А, Г↔Ц, Ц↔Г):

Матричная цепь: 3'-ЦТА-5'
Кодон иРНК: 5'-ГАУ-3'

**Шаг 3. Определение исходной аминокислоты.**

По таблице генетического кода кодон ГАУ кодирует аминокислоту **Асп** (аспарагиновая кислота).

**Шаг 4. Анализ мутации.**

После мутации четвёртая аминокислота — Вал. Кодоны для Вал: ГУУ, ГУЦ, ГУА, ГУГ.

Исходный кодон: 5'-ГАУ-3'
Новый кодон: 5'-ГУУ-3' (или другой кодон Вал, но наиболее вероятен ГУУ при замене одного нуклеотида)

Замена: нуклеотид А на У в позиции 2 кодона иРНК.

**Шаг 5. Обратная трансляция — изменения в ДНК.**

Кодон иРНК 5'-ГУУ-3' соответствует матричной цепи ДНК 3'-ЦАА-5' (или 5'-ААЦ-3').

Исходная матричная цепь (четвёртый триплет): 3'-ЦТА-5'
Новая матричная цепь (четвёртый триплет): 3'-ЦАА-5'

Замена в матричной цепи: Т → А (в позиции 2).

В смысловой цепи (комплементарной матричной):
Исходная: 5'-ГАТ-3'
Новая: 5'-ГТА-3'

Замена в смысловой цепи: А → Т (в позиции 2).

**Шаг 6. Свойство генетического кода.**

Свойство — **универсальность** генетического кода. Это означает, что один и тот же триплет кодирует одну и ту же аминокислоту у всех организмов (с редкими исключениями в митохондриях и некоторых микроорганизмах). Универсальность обусловлена единством происхождения всех живых организмов и консервативностью механизма трансляции, в котором участвуют рибосомы и тРНК, узнающие кодоны по принципу комплементарности.

Задание №27Клетка как биологическая системаЕГЭ по биологии