Question

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

5'-ТАТТЦЦТАЦГГАААА-3'
3'-АТААГГАТГЦЦТТТТ-5'

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

Accepted Answer

Answer

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

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

Матричная цепь (3'→5'): 3'-АТААГГАТГЦЦТТТТ-5'

При транскрипции применяются правила комплементарности (A→U, T→A, G→C, C→G):

иРНК (5'→3'): 5'-УАУУЦЦУАЦГГАААА-3'

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

Разбиваем иРНК на триплеты (кодоны):

5'-УАУ | УЦЦ | УАЦ | ГГА | ААА-3'

По таблице генетического кода:
- УАУ → Тир
- УЦЦ → Сер
- УАЦ → Тир
- ГГА → Гли
- ААА → Лиз

**Последовательность аминокислот: Тир–Сер–Тир–Гли–Лиз**

**Шаг 3. Анализ мутации.**

Третья аминокислота (Тир) кодируется триплетом УАЦ в иРНК, что соответствует триплету АТГ в смысловой цепи ДНК (или ТАЦ в матричной цепи).

Для замены Тир на Цис необходимо, чтобы третий кодон иРНК изменился на УГУ или УГЦ (оба кодируют Цис).

Возможные мутации в смысловой цепи ДНК:
- 5'-АТГ-3' → 5'-АГТ-3' (соответствует иРНК УГА — стоп-кодон, невозможно)
- 5'-АТГ-3' → 5'-АГГ-3' (соответствует иРНК УЦЦ — Сер, невозможно)
- 5'-АТГ-3' → 5'-ТГТ-3' (соответствует иРНК АЦА — Тир, невозможно)
- 5'-АТГ-3' → 5'-ТГТ-3' в матричной цепи: 3'-АЦА-5' → 3'-АЦА-5' (иРНК УГУ — Цис, возможно)
- 5'-АТГ-3' → 5'-ТГЦ-3' в матричной цепи: 3'-АЦА-5' → 3'-АЦГ-5' (иРНК УГЦ — Цис, возможно)

Или в матричной цепи ДНК:
- 3'-ТАЦ-5' → 3'-АЦА-5' (иРНК УГУ — Цис)
- 3'-ТАЦ-5' → 3'-АЦГ-5' (иРНК УГЦ — Цис)

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

Возможность замены одной аминокислоты (Тир) на другую (Цис) несколькими способами обусловлена **избыточностью (вырожденностью)** генетического кода. Это свойство означает, что одной аминокислоте может соответствовать несколько триплетов. В данном случае Цис кодируется двумя триплетами (УГУ и УГЦ), что позволяет существовать разным вариантам мутированной ДНК, приводящим к одному и тому же изменению в полипептиде.

Задание №27Клетка как биологическая системаЕГЭ по биологии