Question

Известно, что синтез нуклеиновых кислот начинается с 5' конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5' к 3' концу. Информационная РНК, транскрибируемая с гена, имеет кодирующую и некодирующую области. Кодирующая область иРНК называется открытой рамкой считывания. Фрагмент начала гена имеет следующую последовательность нуклеотидов:

5'-ЦГАТГЦГЦГАГТЦГЦАТТЦАЦГАГЦ-3'
3'-ГЦТАЦГЦГЦТЦАГЦГТААГТГЦТЦГ-5'

Определите последовательность аминокислот начала полипептида, если синтез начинается с аминокислоты мет. Известно, что кодируемый фрагмент полипептида содержит аминокислоту лей. Поясните ход решения. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. При написании нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

Accepted Answer

Answer

Идея решения: необходимо определить, какая из двух цепей ДНК является матричной, исходя из наличия кодонов для метионина и лейцина в открытой рамке считывания иРНК.

**Способ 1. Проверка обеих вариантов матричной цепи**

1) Если матричная цепь — нижняя (3'-ГЦТАЦГЦГЦТЦАГЦГТААГТГЦТЦГ-5'), то иРНК синтезируется комплементарно и антипараллельно:

$$	ext{иРНК: } 5'	ext{-ЦГАУГЦГЦГАГУЦГЦАУУЦАЦГАГЦ-}3'$$

2) Кодон для метионина: $5'	ext{-АУГ-}3'$. В полученной иРНК этот кодон находится на позиции 4–6.

3) Открытая рамка считывания (начиная с АУГ):

$$5'	ext{-АУГЦГЦГАГУЦГЦАУУЦАЦГАГЦ-}3'$$

4) Разбор по триплетам: АУГ (мет) — ЦГЦ (арг) — ГАГ (глу) — УЦГ (сер) — ЦАУ (гис) — УЦА (сер) — ЦГА (арг) — ГЦ (неполный). В этой рамке отсутствуют кодоны лейцина (УУА, УУГ, ЦУУ, ЦУЦ, ЦУА, ЦУГ).

5) Если матричная цепь — верхняя (5'-ЦГАТГЦГЦГАГТЦГЦАТТЦАЦГАГЦ-3'), то её нужно записать в направлении 3'→5' для транскрипции:

$$3'	ext{-ЦГАЦГЦАТЦГАГЦГЦГЦТАЦГТГ-}5'$$

Комплементарная иРНК:

$$5'	ext{-ГЦУГCУГAAУГЦГACУЦГЦГЦАУЦГ-}3'$$

6) Открытая рамка считывания (начиная с АУГ):

$$5'	ext{-АУГЦГАЦУЦГЦГЦАУЦГ-}3'$$

7) Разбор по триплетам: АУГ (мет) — ЦГА (арг) — ЦУЦ (лей) — ГЦГ (ала) — ЦАУ (гис) — ЦГ (неполный).

Последовательность аминокислот: **мет–арг–лей–ала–гис**.

**Способ 2. Поиск матричной цепи через кодоны**

1) Кодон АУГ (мет) соответствует триплету матричной цепи ДНК: $3'	ext{-ТАЦ-}5'$. Этот триплет присутствует в обеих цепях.

2) Кодоны лейцина в иРНК: УУА, УУГ, ЦУУ, ЦУЦ, ЦУА, ЦУГ. На матричной цепи им соответствуют триплеты: ААТ, ААЦ, ГАА, ГАГ, ГАТ, ГАЦ (в направлении 3'→5').

3) Триплет ААТ (кодирующий УУА в иРНК) присутствует только в верхней цепи ДНК (позиция 17–19: АТТЦА).

4) Следовательно, верхняя цепь является матричной. Открытая рамка считывания иРНК:

$$5'	ext{-АУГЦГАЦУЦГЦГЦАУЦГ-}3'$$

5) Последовательность аминокислот: **мет–арг–лей–ала–гис**.

Задание №27Клетка как биологическая системаЕГЭ по биологии