Решение: Транскрипция и трансляция
Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5ʹ концу одной цепи соответствует 3ʹ конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5ʹ конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5ʹ к 3ʹ концу.
В рибосому входят молекулы тРНК в следующей последовательности (указаны антикодоны в направлении от 5ʹ к 3ʹ концу): ГЦА; УЦЦ; ЦАЦ; АЦГ; ЦЦУ.
Установите нуклеотидную последовательность участка иРНК, который служит матрицей при синтезе полипептида, и аминокислотную последовательность этого фрагмента полипептида. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. При написании последовательностей нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.
Как изменится последовательность полипептида, если вместо тРНК с антикодоном 5ʹ-ЦАЦ-3ʹ с рибосомой свяжется тРНК, несущая антикодон 5ʹ-ГАЦ-3ʹ? Ответ поясните.
| Кодон иРНК | Аминокислота |
|---|---|
| УУУ | Фен |
| УУЦ | Фен |
| УУА | Лей |
| УУГ | Лей |
| УЦУ | Сер |
| УЦЦ | Сер |
| УЦА | Сер |
| УЦГ | Сер |
| УАУ | Тир |
| УАЦ | Тир |
| УАА | — |
| УАГ | — |
| УГУ | Цис |
| УГЦ | Цис |
| УГА | — |
| УГГ | Три |
| ЦУУ | Лей |
| ЦУЦ | Лей |
| ЦУА | Лей |
| ЦУГ | Лей |
| ЦЦУ | Про |
| ЦЦЦ | Про |
| ЦЦА | Про |
| ЦЦГ | Про |
| ЦАУ | Гис |
| ЦАЦ | Гис |
| ЦАА | Глн |
| ЦАГ | Глн |
| ЦГУ | Арг |
| ЦГЦ | Арг |
| ЦГА | Арг |
| ЦГГ | Арг |
| АУУ | Иле |
| АУЦ | Иле |
| АУА | Иле |
| АУГ | Мет |
| АЦУ | Тре |
| АЦЦ | Тре |
| АЦА | Тре |
| АЦГ | Тре |
| ААУ | Асн |
| ААЦ | Асн |
| ААА | Лиз |
| ААГ | Лиз |
| АГУ | Сер |
| АГЦ | Сер |
| АГА | Арг |
| АГГ | Арг |
| ГУУ | Вал |
| ГУЦ | Вал |
| ГУА | Вал |
| ГУГ | Вал |
| ГЦУ | Ала |
| ГЦЦ | Ала |
| ГЦА | Ала |
| ГЦГ | Ала |
| ГАУ | Асп |
| ГАЦ | Асп |
| ГАА | Глу |
| ГАГ | Глу |
| ГГУ | Гли |
| ГГЦ | Гли |
| ГГА | Гли |
| ГГГ | Гли |
Решение по шагам
5 шаговТак как антикодоны тРНК указаны в направлении от 5ʹ к 3ʹ, комплементарные им кодоны иРНК необходимо записать в противоположном направлении с учётом антипараллельности цепей.
$$5ʹ-ГЦА-3ʹ \leftrightarrow 3ʹ-УЦГ-5ʹ = 5ʹ-ГЦУ-3ʹ$$Для каждого антикодона определяем соответствующий кодон иРНК.
$$5ʹ-ГЦА-3ʹ \to 5ʹ-УГЦ-3ʹ;\quad 5ʹ-УЦЦ-3ʹ \to 5ʹ-ГГА-3ʹ;\quad 5ʹ-ЦАЦ-3ʹ \to 5ʹ-ГУГ-3ʹ;\quad 5ʹ-АЦГ-3ʹ \to 5ʹ-ЦГУ-3ʹ;\quad 5ʹ-ЦЦУ-3ʹ \to 5ʹ-АГГ-3ʹ$$Последовательность участка иРНК в направлении движения рибосомы:
$$5ʹ-УГЦ-ГГА-ГУГ-ЦГУ-АГГ-3ʹ$$По таблице генетического кода кодоны УГЦ, ГГА, ГУГ, ЦГУ и АГГ соответствуют цистеину, глицину, валину, аргинину и аргинину.
$$УГЦ \to \text{Цис};\quad ГГА \to \text{Гли};\quad ГУГ \to \text{Вал};\quad ЦГУ \to \text{Арг};\quad АГГ \to \text{Арг}$$Для нового антикодона 5ʹ-ГАЦ-3ʹ комплементарный кодон иРНК имеет вид 5ʹ-ГУЦ-3ʹ. Кодоны ГУГ и ГУЦ кодируют одну и ту же аминокислоту — валин.
$$5ʹ-ГАЦ-3ʹ \to 5ʹ-ГУЦ-3ʹ;\quad \text{ГУГ} = \text{ГУЦ} \to \text{Вал}$$иРНК: 5ʹ-УГЦ-ГГА-ГУГ-ЦГУ-АГГ-3ʹ; полипептид: цистеин—глицин—валин—аргинин—аргинин. При замене антикодона 5ʹ-ЦАЦ-3ʹ на 5ʹ-ГАЦ-3ʹ последовательность полипептида не изменится, так как вместо кодона ГУГ появляется кодон ГУЦ, а оба кодона кодируют валин.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Записывают кодоны иРНК в том же направлении, что и антикодоны, не учитывая антипараллельность.
Определяют аминокислоту непосредственно по антикодону, а не по кодону иРНК.
Считают, что замена кодона ГУГ на ГУЦ обязательно изменяет аминокислоту.
Не указывают направление 5ʹ—3ʹ у последовательности нуклеиновой кислоты.