Решение: Строение и работа тмРНК
Известно, что синтез нуклеиновых кислот начинается с 5ʹ конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5ʹ к 3ʹ концу. У бактерий имеются специфические транспортно-матричные РНК (тмРНК). В тмРНК есть шпилечная структура, образованная комплементарными участками РНК, которая позволяет ей попадать в рибосому. После шпильки через несколько нуклеотидов располагается открытая рамка считывания, которая начинается с аланинового кодона. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок тмРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов (нижняя цепь матричная):
5ʹ-АЦГААТТЦЦТГЦАГААТТЦААГЦАТАТААТГААЦ-3ʹ
3ʹ-ТГЦТТААГГАЦГТЦТТААГТТЦГТАТАТТАЦТТГ-5ʹ
Установите нуклеотидную последовательность участка тмРНК, который синтезируется на данном фрагменте. Найдите на данном участке комплементарные участки и установите вторичную структуру участка тмРНК. Установите последовательность начала открытой рамки считывания на данном участке тмРНК. Какая последовательность полипептида кодируется данным фрагментом тмРНК? Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода. При написании нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.
Генетический код читают по иРНК в направлении от 5ʹ к 3ʹ концу.
Решение по шагам
5 шаговМатричной является нижняя цепь ДНК, направленная от 3ʹ к 5ʹ концу. Поэтому синтезируемая РНК комплементарна ей и совпадает по последовательности с верхней цепью ДНК, за исключением замены тимина на урацил.
$$5ʹ-АЦГААУУЦЦУГЦАГААУУЦААГЦАУАУААУГААЦ-3ʹ$$В участке тмРНК выделяются комплементарные последовательности, которые могут спариваться за счёт образования водородных связей между А–У и Г–Ц. При их сближении формируется шпилечная структура: спаренный стебель и неспаренная петля.
$$А=У, Г≡Ц$$После шпилечной структуры начинается открытая рамка считывания с аланинового кодона. В данном фрагменте начало рамки считывания представлено кодоном GCA.
$$5ʹ-GCA-3ʹ$$Далее последовательность считывается по три нуклеотида в направлении от 5ʹ к 3ʹ: GCA UAU AAU GAA C.
$$5ʹ-GCA-UAU-AAU-GAA-3ʹ$$По таблице генетического кода кодоны GCA, UAU, AAU и GAA соответствуют аланину, тирозину, аспарагину и глутаминовой кислоте. Последний нуклеотид C не образует полного кодона в данном фрагменте.
$$GCA \rightarrow \mathrm{Ала};\ UAU \rightarrow \mathrm{Тир};\ AAU \rightarrow \mathrm{Асн};\ GAA \rightarrow \mathrm{Глу}$$тмРНК: 5ʹ-АЦГААУУЦЦУГЦАГААУУЦААГЦАУАУААУГААЦ-3ʹ; начало ОРС: 5ʹ-GCA-UAU-AAU-GAA-3ʹ; полипептид: ала—тир—асн—глу.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Записывают последовательность тмРНК по матричной цепи без выполнения комплементарности.
Сохраняют в РНК тимин вместо урацила.
Читают кодоны в направлении от 3ʹ к 5ʹ.
Начинают трансляцию не с аланинового кодона.
Считывают последовательность не по три нуклеотида.