Методичні вказівки

Для розв’язування задач з молекулярної біології необхідно знати лінійні розміри амінокислот, нуклеїнових кислот, середню молекулярну масу.

ℓ - лінійні розміри амінокислоти.

ℓ (амінокислоти) = 0,35 нм, де 1 нм = 10^-6 мм

М – молекулярна маса

М (середньої амінокислоти) = 100 умовних одиниць.

Молекулярна маса одного нуклеотиду: М (нуклеотиду) - 345 умовних одиниць.

Лінійні розміри одного нуклеотиду: ℓ (нуклеотиду) = 0,34 нм.

Довжина ДНК однієї клітини майже 1м.

Хід роботи

1. Розв’язування вправ на знаходження послідовності нуклеотидів у молекулі ДНК:

Задача 1. Фермент ДНК-полімераза синтезує комплементарний ланцюг по ДНК-матриці. Визначте послідовність азотистих основ у синтезованому лан­цюгу ДНК та і-РНК, що синтезується на його основі:

а)АТГ-АТЦ-ТТТ-ААА-АТГ-ГЦЦ-АГЦ;

б)ЦЦЦ-ГТЦ-ТГЦ-ТАЦ-ГАТ-АТТ-АЦЦ;

в)АЦГ-ТАЦ-АТТ-ТАТ-ТЦГ-ААА- ГАА. Розв'язання.

Враховуючи принцип комплементарності, визначаємо послідовність азоти­стих основ у синтезованому ланцюгу ДНК та в і-РНК:

а) ДНК права: АТГ-АТЦ-ТТТ-ААА-АТГ-ГЦЦ-АГЦ

ліва: ТАЦ-ТАГ-ААА-ТТТ- ТАЦ-ЦГГ-ТЦГ і-РНК: АУГ- АУЦ- УУУ-ААА-АУГ-ГЦЦ-АГЦ

2. Розв’язування задач на знаходження числа нуклеотидів у молекулі ДНК:

Задача 2. Фрагмент молекули ДНК містить 560 тимідилових нуклеотидів, що становить 28% загальної кількості. Визначте: а) скільки в даному фрагменті аденілових, гуанілових і цитидилових нуклеотидів;

б) розмір та масу даного фрагмента.

Розв’язання:

а) А=Т, тобто 560. Загальна кількість А і Т=1120, що становить 56%.

Позначимо к-ть Г+Ц через х 1120 – 56%

х - 44%; звідси Г=440, Ц=440.

б) В даному фрагменті 2000 нуклеотидів ( 1120+880), тобто 1000 пар. Довжина комплементарної пари нуклеотидів – 0,34 нм. Довжина фрагмента ДНК: 1000х 0,34нм=340нм. Мr даного фрагмента = 2000* 345=690 000

Задача 3. Фрагмент молекули ДНК містить 440 гуанінових ну­клеотидів, що становить 22 % загальної кількості. Визначити, скільки в даному фрагменті міститься цитидилових, аденілових і тимідилових нуклеотидів, які розміри і маса даного фрагмента.

Рішення. Для розв'язування такого типу задач необхідно ско­ристатися правилами Чаргаффа. З цього та з принципу комплементарності легко дійти висновку, що тимідинових нуклеотидів у фрагменті також 440, або 22 %, а разом їх буде 44 %, або 880 нуклеотидів. Тоді на аденілові і цитидилові нуклеотиди приходиться 56%, або 1І20 штук, тобто по 560.

Потім визначаємо розмір фрагмента.

Молекула ДНК складається з двох ланцюгів, тому розмір (дов­жина) фрагмента відповідатиме розміру одного ланцюга фрагмента. Всього нуклеотидів 1120+880=2000, один ланцюг складається з 1000 нуклеотидів, отже розмір дорівнюватиме 0,34Х 1000=340 нм. Тепер можна підрахувати масу фрагмента молекули ДНК. Вона відповідає масі нуклеотидів, що входять до складу фрагмента: 345X2000=690 000 а. о. м. (молекулярна маса 1 нуклеотида в середньому — 345 а. о. м.).

3. Розв’язування задач на знаходження довжини фрагмента молекули ДНК:

Задача 4. Фрагмент першого ланцюга ДНК має такий нуклеотидний склад: ГГГ — ЦАТ — ААЦ — ГЦТ... Визначте:

1. Послідовність нуклеотидів у відповідному фрагменті другого ланцюга.

2. Довжину фрагмента ДНК і відносну молекулярну масу цього фрагменту ДНК. Частку (у %) кожного нуклеотида у фрагменті ДНК.

Розв ^уязання-відповідь

1. Перший ланцюг ДНК: ГГГ—ЦАТ—ААЦ—ГЦТ

III III I I І I I І Другий ланцюг ДНК: ЦЦЦ—ГТА—ТТГ -ЦГА

2. Довжина фрагмента ДНК становить: 12 • 0,34 = 4,08 (нм).

3. Усіх нуклеотидів у фрагменті ДНК — 24. Мr(фр)=24 *345=8280 З них аденіну й тиміну по 5, а цитозину й гуаніну — по 7

24 нуклеотиди —100%; 5 нуклеотидів — х%;

24 нуклеотиди —100%;

У фрагменті ДНК частка аденіну й тиміну — по 20,83%, цитозину й гу­аніну — по 29,17%.

7 нуклеотидів — х%; У фрагменті ДНК частка аденіну й тиміну – по 20,83%, цитозину й гуаніну – по 29,17%.