Решение: Определение смысловой цепи ДНК
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 и начинается с кодона аминокислоты мет. Фрагмент начала гена имеет следующую последовательность нуклеотидов:
5′-ЦГАТГЦГЦГАГТЦГЦАТТЦАЦГАГЦ-3′
3′-ГЦТАЦГЦГЦТЦАГЦГТААГТГЦТЦГ-5′
Определите смысловую (кодирующую) цепь ДНК, если известно, что кодируемый фрагмент полипептида содержит аминокислоту лей. Объясните свой выбор. Определите последовательность открытой рамки считывания иРНК и последовательность фрагмента полипептида, который кодирует данный участок гена. При написании нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.
| Кодон иРНК | Аминокислота |
|---|---|
| АУГ | Мет |
| ЦГА | Арг |
| ЦУЦ | Лей |
| ГЦГ | Ала |
| ЦАУ | Гис |
| АУА | Иле |
| УУА | Лей |
| УУГ | Лей |
| ЦУА | Лей |
| ЦУГ | Лей |
Для определения аминокислот используйте генетический код иРНК. Кодон начала трансляции — АУГ (мет).
Решение по шагам
4 шагаКодирующая цепь ДНК должна быть записана в направлении 5′→3′ и содержать стартовый кодон АТГ. Нижняя цепь в условии записана в направлении 3′→5′, поэтому разворачиваем её.
$$5′-ГЦТЦГТГААТГЦГАЦТЦГЦГЦАТЦГ-3′$$В полученной цепи присутствует кодон АТГ, а после него в рамке считывания встречается триплет ЦТЦ, который после транскрипции превращается в ЦУЦ и кодирует лейцин. Поэтому смысловая цепь — нижняя цепь, записанная в направлении 5′→3′.
$$АТГ \rightarrow \text{мет};\quad ЦТЦ \rightarrow \text{ЦУЦ} \rightarrow \text{лей}$$Последовательность иРНК совпадает с кодирующей цепью ДНК, но вместо тимина содержит урацил. Открытая рамка считывания начинается с АУГ.
$$5′-АУГЦГАЦУЦГЦГЦАУ-3′$$Разбиваем иРНК на кодоны и определяем аминокислоты по генетическому коду.
$$\text{АУГ ЦГА ЦУЦ ГЦГ ЦАУ} \rightarrow \text{Мет–Арг–Лей–Ала–Гис}$$Смысловая цепь ДНК: 5′-ГЦТЦГТГААТГЦГАЦТЦГЦГЦАТЦГ-3′; открытая рамка считывания иРНК: 5′-АУГЦГАЦУЦГЦГЦАУ-3′; полипептид: метионин–аргинин–лейцин–аланин–гистидин.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Записывают нижнюю цепь ДНК в направлении 3′→5′ и принимают её за смысловую.
Используют тимин в последовательности иРНК вместо урацила.
Начинают считывание не с кодона АУГ.
Считывают нуклеотиды не триплетами.
Путают смысловую цепь ДНК с матричной цепью.