1.3 Задачи по молекулярной биологии

Тип 1. Репликация ДНК (редупликация ДНК, или самокопирование).

Задача 1

Фрагмент смысловой (кодогенной) цепочки молекулы ДНК имеет сле­дующую последовательность нуклеотидов: ААЦГАЦТАТЦАЦТАТАТА ЦЦА.

Определите последовательность нуклеотидов второй цепочки этой же мо­лекулы ДНК.

Задача 2

Молекула ДНК при плавлении распалась на две цепочки. Одна из них име­ет следующее строение: АЦЦАГТГАЦЦАТГАА. Определите строение второй цепочки молекулы ДНК.

Задача 3

Установлен участок одной из цепочек ДНК, включающий 21 нуклеотид в следующем порядке: ТАГЦААГТГАГГТАТЦАЦАТА. Определите последова­тельность второй цепочки молекулы ДНК.

Тип 2. Репликация м-РНК на молекуле ДНК (транскрипция). Определение первичной структуры белка.

Задача 4

Фрагмент смысловой цепи ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: АААГАТЦАЦАТАТТТЦТГТТА. Определите строение молекулы м-РНК, синтезирующейся в процессе транскрипции на этом участке молекулы ДНК.

Задача 5

Участок молекулы ДНК состоит из следующих нуклеотидов: ЦТЦТТЦАГ-ГТАТТЦЦАЦЦТЦЦ. Определите структуру м-РНК и первичную структуру белка, которые кодируются этим смысловым отрезком молекулы ДНК?

Задача 6

Участок м-РНК, образовавшийся после транскрипции, имеет следующий состав кодонов: ГЦГАЦАУУУУЦГЦГУАГУАГА. Определите: а) состав и по­следовательность аминокислот в полипептидной цепи, б) какие кодоны отрезка ДНК будут кодировать эту м-РНК и в какой последовательности они будут располагаться.

Задача 7

Фрагмент белка цепи А-инсулина состоит из 5 аминокислот: глицин - изолейцин - валин - глутамин - глутамин. Определите: а) структуру участка м-РНК, кодирующего этот участок инсулина, б) антикодоны т-РНК к указанным аминокислотам?

Задача 8

Последовательность кодонов в м-РНК: 1. АУГ, 2. УУУ; 3. ААА; 4. АГУ; 5. ЩЩ. Определите последовательность антикодонов т-РНК комплементарным данным кодонам: 1, ГГГ; 2. ЦЦЦ; 3. ААА; 4. УАЦ; 5. УУУ; 6. УАА; 7. УГА; 8. УАГ; 9. УЦА.

Задача 9

Фрагмент молекулы белка состоит из следующих 7 аминокислот: валин -аспарагин - аланин - пролин - тирозин - серии - триптофан. Определите: а) структуру участка м-РНК, кодирующего данные аминокислоты: б) ген, несу­щий информацию об этом белке.

Задача 10

Белковая часть гемоглобина человека состоит из 2-х а - цепей и 2-х р це­пей. В а -цепь входит 141 аминокислота, в Р цепь 146 аминокислот. У больных людей серповидноклеточной анемией в 6-ом положении вместо глютаминовой кислоты становится валин, и состав β цепь гемоглобина (HbS) имеет следующий вид: валин - гистидин ² - лейцин³ - треонин ⁴ - пролин ⁵ - валин ⁶ - глютаминовая кислота⁷ - лизин ⁸.

Постройте участок ДНК (НbА) здорового человека, учитывая замену в 6 положении Р цепи и участок ДНК (HвS), больного серповидноклеточной ане­мией. Определите изменение в участке ДНК, приведшее к заболеванию.

Задача 11

Последовательность нуклеотидов в ДНК: ААТТАЦГТЦААТТАЦ. 1. По­стройте м-РНК; 2. Определите последовательность аминокислот в белке. 3. Что произойдет, если между 9-м и 10-м нуклеотидами в м-РНК будет вставка урацила?

Задача 12

Инсулин содержит 51 аминокислоту. Средний молекулярный вес амино­кислоты 110, а нуклеотида около 330. Определите молекулярный вес гормона инсулина и молекулярный вес кодирующего его гена.

Задача 13

Сколько аминокислот содержит белок, если кодирующая часть соответст­вующего гена состоит из 1500 нуклеотидов?

Задача 14

Сколько видов т-РНК может быть использовано для включения в полипеп­тидную цепь аминокислоты триптофана?

Задача 15

Сколькими т-РНК и какими соответственно антикодонами т-РНК будет возможна доставка следующих аминокислот к месту синтеза белка на полиробосоме: метионина, фенилаланина, валина, триптофана?

Задача 16

Нуклеиновая кислота бактериофага имеет молекулярный вес 10⁷. Сколько белков закодировано в ней, если учесть, что белок состоит в среднем из 400 аминокислот, а молекулярный вес нуклеотида 330?

Задача 17

Белок состоит из 500 аминокислот. Какую длину имеет определяющий его ген, если расстояние между двумя соседними нуклеотидами в двухцепочной ДНК составляет 0,34 нм?

Задача 18

Определите процентное содержание всех нуклеотидов в молекуле ДНК, если адениловых нуклеотидов 20%.

Задача 19

Сколько аминокислот содержится в белке, если в гене, который его коди­рует содержится адениловых и тимидиловых нуклеотидов по 150, а гуаниловых и цитидиловых по 300?

Задача 20

В ДНК вируса закодировано 15 белков, состоящих в среднем из 5000 ами­нокислот каждый. Определите массу вирусной ДНК, если молекулярный вес одного нуклеотида - около 330.

Задача 21

Вирус табачной мозаики содержит белок с молекулярной массой 17-18 10³. Капсид вируса табачной мозаики состоит из 2000 идентичных молекул белка, уложенных по спирали. Определите: 1) количество аминокислот, входящих в данную молекулу белка, 2) число нуклеотидов в молекуле РНК, коди­рующих данный белок, 3) молекулярный вес капсида вируса.

Задача 22

В фрагменте молекулы ДНК обнаружено 1400 гуаниловых нуклеотидов, что составляет 24% общего количества. Сколько содержится в этом фрагменте ДНК цитидиловых, тимидиловых, адениловых нуклеотидов?

Задача 23

Яичный альбумин имеет молекулярную массу 36000, молекулярный вес одной аминокислоты равен ПО. Определите количество нуклеотидов в гене и его длину, кодирующем яичный альбумин?

Задача 24

Определите антикодоны молекул т-РНК, которые доставляют следующие аминокислоты к месту синтеза белка на полиробосоме: метионин, лизин, фенилаланин, серии, гистидин, треонин, изолейцин.

Задача 25

В нормальном гемоглобине НвА фрагмент (3 цепи (4-тый пептид) состоит из 8 аминокислот: валин - гистидин - лейцин - треонин - пролин - глютаминовая кислота - глютаминовая кислота - лизин. В гемоглобине g в этом пептиде в положении 6 вместо глютаминовой кислоты стоит глицин. Определите измене­ния на данном участке м-РНК и соответственно ДНК, кодирующим g - гемо­глобин.

Задача 26

Сложные вирусы могут содержать до 200 генов. Типичные белки состоят в среднем из 500 аминокислот, молекулярный вес одной аминокислоты - ПО, а молекулярная масса одного нуклеотида составляет 330. Определите молекуляр­ную массу одного типичного белка и молекулярную массу вирусной ДНК?