Question

Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5' концу одной цепи соответствует 3' конец другой). Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5' конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5' к 3' концу. Ген содержит кодирующую и некодирующую области. Фрагмент начала гена имеет последовательность:

5' - ГЦТЦАГЦТЦАГЦТГАЦАТТГТЦ - 3'
3' - ЦГАГТЦГАГТЦГАЦТГТААЦАГ - 5'

Определите матричную (транскрибируемую) цепь ДНК, если синтез начинается с аминокислоты мет. Поясните выбор. Укажите последовательность фрагмента иРНК и фрагмента полипептида. Используйте таблицу генетического кода. При написании последовательностей указывайте направление цепи.

Accepted Answer

Answer

Идея решения: найти матричную цепь, определив, на какой из них расположен стартовый кодон АУГ (кодирующий мет), затем провести транскрипцию и трансляцию.

**Определение матричной цепи:**

Кодон для мет — это 5'-АУГ-3' в иРНК. При транскрипции матричная цепь ДНК читается в направлении 3'→5', и каждому нуклеотиду матричной цепи соответствует комплементарный нуклеотид в иРНК:
- А (матрица) → У (иРНК)
- Т (матрица) → А (иРНК)
- Г (матрица) → Ц (иРНК)
- Ц (матрица) → Г (иРНК)

Для получения кодона 5'-АУГ-3' в иРНК матричная цепь должна содержать триплет 3'-ТАЦ-5' (или в записи слева направо: 5'-ЦАТ-3').

Проверим верхнюю цепь (5' - ГЦТЦАГЦТЦАГЦТГАЦАТТГТЦ - 3'):
Ищем триплет ЦАТ: находится в позиции 5'-...ГЦТЦАГЦТЦАГЦТГАЦАТТГТЦ-3'. Триплет ЦАТ есть (позиция 17–19).

Проверим нижнюю цепь (3' - ЦГАГТЦГАГТЦГАЦТГТААЦАГ - 5'):
Ищем триплет ТАЦ в направлении 3'→5': триплет ТАЦ находится в позиции 3'-...ЦГАГТЦГАГТЦГАЦТГТААЦАГ-5' (позиция 17–19 в направлении 3'→5').

Матричной цепью является **верхняя цепь** (5' - ГЦТЦАГЦТЦАГЦТГАЦАТТГТЦ - 3'), так как при её чтении справа налево (3'→5') триплет ТАЦ кодирует АУГ в иРНК.

**Последовательность иРНК:**

Матричная цепь читается в направлении 3'→5'. Переписываем верхнюю цепь в обратном направлении:
3' - ЦТГТААЦАТТГАЦТГАГЦТГАГЦ - 5'

Применяем правила транскрипции (А→У, Т→А, Г→Ц, Ц→Г):

$$\ce{3'-ЦТГТААЦАТТГАЦТГАГЦТГАГЦ-5' ->[	ext{транскрипция}] 5'-ГАЦАУГУАГACГACUCAGCACUCAG-3'}$$

Фрагмент иРНК: **5' - ГАЦАУГУАГACГACUCAGCACUCAG - 3'**

(или с учётом стартового кодона: 5' - ...АУГ... - 3')

**Последовательность полипептида:**

Выделяем кодоны, начиная с АУГ:
- АУГ → Мет
- УАГ → стоп-кодон

Фрагмент полипептида: **Мет**

(Трансляция прерывается на стоп-кодоне УАГ)

Задание №27Клетка как биологическая системаЕГЭ по биологии