Решение: Определение рамки считывания
Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5’ концу одной цепи соответствует 3’ конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5’ конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5’ к 3’ концу.
Ген имеет кодирующую и некодирующую области. Кодирующая область гена называется открытая рамка считывания. Фрагмент конца гена имеет следующую последовательность нуклеотидов (нижняя цепь матричная, транскрибируемая):
5’-ГАГАГЦТГАГЦГТАГГТГАГТГЦ-3’
3’-ЦТЦТЦГАЦТЦГЦАТЦЦАЦТЦАЦГ-5’
Определите иРНК и верную открытую рамку считывания. Найдите последовательность аминокислот во фрагменте конца полипептидной цепи. Известно, что итоговый полипептид, кодируемый этим геном, имеет длину более четырёх аминокислот. Объясните последовательность решения задачи. При написании последовательностей нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.
Решение по шагам
5 шаговНижняя цепь ДНК дана как матричная и записана в направлении 3’→5’. Поэтому иРНК синтезируется на ней в направлении 5’→3’ и комплементарна этой цепи.
Последовательность иРНК совпадает с верхней кодирующей цепью ДНК, но вместо тимина содержит урацил.
$$5'-ГАГАГЦУГАГЦГУАГГУГАГУГЦ-3'$$Проверяем три возможные рамки считывания. Рамка, начинающаяся с первого нуклеотида, даёт ГАГ–АГЦ–УГА, то есть стоп-кодон появляется после двух кодонов. Это противоречит условию о длине полипептида более четырёх аминокислот.
Рамка, начинающаяся со второго нуклеотида, имеет вид АГА–ГЦУ–ГАГ–ЦГУ–АГГ–УГА. Она содержит пять смысловых кодонов и завершается стоп-кодоном УГА, поэтому является открытой рамкой считывания конца гена.
$$5'-АГА-ГЦУ-ГАГ-ЦГУ-АГГ-УГА-3'$$По таблице генетического кода кодоны переводятся следующим образом: АГА — аргинин, ГЦУ — аланин, ГАГ — глутаминовая кислота, ЦГУ — аргинин, АГГ — аргинин; УГА — стоп-сигнал.
иРНК: 5’-ГАГАГЦУГАГЦГУАГГУГАГУГЦ-3’; ОРС: 5’-АГА–ГЦУ–ГАГ–ЦГУ–АГГ–УГА-3’; аминокислотная последовательность: аргинин–аланин–глутаминовая кислота–аргинин–аргинин.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Записывают иРНК в направлении 3’→5’ вместо 5’→3’.
Используют тимин вместо урацила в иРНК.
Начинают считывание с первого нуклеотида и получают слишком ранний стоп-кодон.
Не учитывают, что УГА является стоп-кодоном и не кодирует аминокислоту.
Называют верхнюю цепь матричной, хотя в условии матричной указана нижняя цепь.