Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5ʹ концу в одной цепи соответствует 3ʹ конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5ʹ конца. Ген имеет кодирующую и некодирующую области. Кодирующая область гена,

6 ноября 2025
Биология

Условие:

Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот
антипараллельны (5ʹ концу в одной цепи соответствует 3ʹ конец другой цепи).
Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5ʹ конца. Ген имеет кодирующую и
некодирующую области. Кодирующая область гена, включающая старт-
кодон и стоп-кодон, называется открытая рамка считывания. Старт-кодон
соответствует триплету, кодирующему аминокислоту мет. Фрагмент гена,
содержащий полную открытую рамку считывания, имеет следующую
последовательность нуклеотидов (нижняя цепь матричная
(транскрибируемая)):
5’-ГАТГЦАТГЦАТГГЦАГГАЦТТГАЦГАТЦАГ-3’
3’-ЦТАЦГТАЦГТАЦЦГТЦЦТГААЦТГЦТАГТЦ-5’
Определите открытую рамку считывания на иРНК и последовательность
аминокислот полипептидной цепи. Поясните свой выбор. Для удвоения ДНК
необходимы праймеры – фрагменты РНК, комплементарные исходной цепи
ДНК. Начиная от праймера, ДНК-полимераза достраивает дочернюю цепь
ДНК. Укажите последовательность пятинуклеотидного праймера,
присоединяющегося к кодирующей цепи ДНК с конца приведенного
фрагмента. Для выполнения задания используйте таблицу генетического
кода. При написании последовательностей нуклеиновых кислот указывайте
направление цепи.

Решение:

Для решения данной задачи, давайте пройдемся по всем шагам.

Шаг 1: Определение открытой рамки считывания (ОРС)

Мы имеем матричную цепь ДНК (нижняя цепь):
5’-ГАТГЦАТГЦАТГГЦАГГАЦТТГАЦГАТЦАГ-3’

Чтобы получить последовательность иРНК, мы должны транскрибировать матричную цепь. Транскрипция происходит по принципу комплементарности, где аденин (А) заменяется на урацил (У) в РНК, а тимин (Т) заменяется на аденин (А).

Транс... - Матричная цепь (ДНК): 5’-ГАТГЦАТГЦАТГГЦАГГАЦТТГАЦГАТЦАГ-3’ - Соответствующая иРНК: 5’-ГАУГЦАУГЦАUGГЦАГГАЦУУГАЦГАУЦАГ-3’ Старт-кодон (AUG) соответствует триплету, кодирующему аминокислоту метионин (мет). Мы ищем старт-кодон в последовательности иРНК. 5’-ГАУГЦАУГЦАUGГЦАГГАЦУУГАЦГАУЦАГ-3’ Старт-кодон (AUG) находится на позиции 4-6. Теперь мы определим открытую рамку считывания, начиная с старт-кодона и заканчивая стоп-кодоном. Стоп-кодоны в генетическом коде: UAA, UAG, UGA. 5’-AUG ГЦА УГЦ АГГ ЦАГ ГАЦ УУГ АЦГ АУЦ АГ-3’ Теперь мы будем переводить триплеты в аминокислоты, используя таблицу генетического кода. - AUG - мет (метионин) - ГЦА - аланин (ала) - УГЦ - серин (сер) - АГГ - аргинин (арг) - ЦАГ - глутамин (глн) - ГАЦ - аспарагиновая кислота (асп) - УУГ - лейцин (лей) - АЦГ - треонин (тре) - АУЦ - изолейцин (изо) Мет-АлА-Сер-Арг-Глн-Асп-Лей-Тре-Изо Для удвоения ДНК необходимы праймеры, которые комплементарны к кодирующей цепи ДНК. Мы должны взять последовательность, комплементарную к кодирующей цепи (верхней цепи). Кодирующая цепь (верхняя цепь): 3’-ЦТАЦГТАЦГТАЦЦГТЦЦТГААЦТГЦТАГТЦ-5’ Чтобы получить праймер, мы должны взять последовательность от 5 конца до 3 конца. Праймер будет комплементарен к 5 концу кодирующей цепи. 5’-ГАТГЦА-3’ 1. Открытая рамка считывания на иРНК: 5’-AUG ГЦА УГЦ АГГ ЦАГ ГАЦ УУГ АЦГ АУЦ АГ-3’ 2. Последовательность аминокислот: Мет-АлА-Сер-Арг-Глн-Асп-Лей-Тре-Изо 3. Последовательность пятинуклеотидного праймера: 5’-ГАТГЦА-3’