Транспортные РНК, ферменты




Задача 12. Какие аминокислоты могут транспортировать к рибосомам тРНК с антикодонами:

АУГ, ААА, ГУЦ, ГЦУ, ЦГА, ЦУЦ, УАА, УУЦ, и какие ферменты участвуют в их активации и транспорте?

Ответ: По заданным антикодонам (АУГ, ААА, ГУЦ …) определяем (по принципу комплементарности) кодоны и соответствующие им аминокислоты: УАЦ, УУУ, ЦАГ … тирозин - фенилаланин – глутамин. Ферменты, участвующие в их активации и транспорте: тирозитацил-тРНК-синтетаза; фенилаланинацил-тРНК-синтетаза; глутаминацил-тРНК-синтетаза …

Задача 13. Полипептид содержит следующие аминокислоты: метионин, триптофан, лизин, триптофан, валин. Определить антикодоны тРНК, принимающие участие в синтезе этого белка.

Ответ: Для заданных аминокислот в полипептиде (мет - трип –лиз - трип - вал) находим кодоны матричной РНК: АУГ – УГГ - ААА – УГГ - ГУУ, а затем, по принципу комплементарности, и соответствующие им антикодоны тРНК, принимающие участие в синтезе этого белка: УАЦ – АЦЦ –УУУ – АЦЦ - ЦАА.

Трансляция

Задача 14. В рибосому последовательно поступают тРНК со следующими антикодонами: УУА, ГЦА, ГГА, ЦУУ. Определите последовательность аминокислот в синтезируемом участке полипептида.

Ответ: По заданным антикодонам тРНК (УУА, ГЦА, ГГА, ЦУУ) находим комплементарные им кодоны матричной РНК: ААУ, ЦГУ, ЦЦУ, ГАА, а затем, по таблице генетического кода – соответствующие им аминокислоты: аспарагин, аргинин, пролин, глютаминовая кислота.

Задача 15. Участок мРНК имеет триплетную структуру: АЦА УУА УАА АУГ УУУ.

Какой этап трансляции осуществляется на этом участке?

Ответ: В условии задачи даны 5 триплетов матричной РНК транслируемого на рибосоме участка. Видно, что третий триплет – УАА - это стоп-кодон – терминатор трансляции. Следовательно, на этом участке происходит терминация трансляции данного гена. А следующий кодон - АУГ инициирует трансляцию следующего гена.

Изменчивость

Задача 16. Покажите, как отразится на последующей трансляции добавление аденилового нуклеотида к началу данной кодирующей последовательности:

5/ - АУГ ГУГ ЦАГ АЦУ ГАГ ГАЦ ЦАЦ

Ответ: При добавлении аденилового нуклеотида произойдёт сдвиг рамки считывания на один знак влево: ААУ ГГУ ГЦА ГАЦ УГА ГГА ЦЦА Ц

По таблице кодонов находим соответствующие аминокислоты и убеждаемся, что полипептид, образовавшийся в результате мутации, имеет совершенно другую последовательность аминокислот. При этом 5-й кодон – УГА, является терминирующим.

Задача 17. Информация, о каких триплетах может получиться при точечной мутации триплета АГА?

Ответ: Точечной мутации (изменению одного нуклеотида) подвергается триплет АГА. Рассмотрим варианты, последовательно замещая первый нуклеотид на любой из оставшихся трёх, затем – аналогично – второй и третий. Получаем соответственно три ряда вариантов:

1) ГГА, ЦГА, ТГА; 2) АЦА, ААА, АЦА; 3) АГГ, АГЦ, АГТ.

Задача 1. Участок инициации синтеза полипептида в молекуле мРНК имеет нуклеотидную последовательность ГУАУАААУГУУУЦААЦАУ.

Какие триплеты данной мРНК кодируют первые аминокислоты полипептида?

Ответ: Первые аминокистлоты полипептида кодируют триплеты (кодоны) матричной РНК: третий - АУГ (инициирующий метиониновый) и все следующие за ним. Значения кодонов см. в таблице кода.

Задача 2. Искусственно синтезированы короткие полинуклеотидные цепочки с таким взаимным расположением нуклеотидов:

…….5/ УУГУУГУУГУУГУУГУУГУУГ…..3/

Каждая цепочка равновероятно (случайно) может начинаться с любой точки – любого нуклеотида. Каким будет результат трансляции всех возможных вариантов таких цепочек?

Ответ: Возможны три варианта трансляции:

а) поли УУГ транслирует полилейцин;

б) поли УГУ транслирует полицистеин;

в) поли ГУУ транслирует поливалин.

Задача 3. Участок мРНК имеет структуру 5/АЦАУГААУГЦЦУЦУАГУЦУААУУУ3/

Известно, что на этом участке находятся точки терминации для одного белка и инициации для следующего.

Что можно сказать о рамках считывания этих белков?

Ответ: Подразумевается, что точка начала считывания расположена перед первым триплетом. Тогда, отсчитывая нуклеотиды по три, видим, что второй триплет – терминирующий кодон - УГА. Стоящий перед ним кодон АЦА транслироваться не будет, а следующий - АУГ является инициирующим для синтеза молекулы белка. Седьмой кодон – терминирующий кодон УАА. Стоящий после него кодон также транслироваться не будет (5/АЦА УГА АУГЦЦУЦУАГУЦ УАА УУУ3/)

Задача 4. Эукариотический ген содержит 5 интронов.

а) что можно сказать о числе экзонов в его составе?

б) какое количество вариантов матричной РНК может образоваться в результате альтернативного сплайсинга при созревании первичного траскрипта?

Ответ: 1) Предполагается, что ген не может начинаться и заканчиваться интроном. Тогда количество экзонов в составе гена, имеющего 5 интронов, будет равным 6.

2) в результате альтернативного сплайсинга при созревании первичного траскрипта гена, содержащего 5 интронов, может образоваться 720 вариантов матричной РНК.

Задача 5. Матричная РНК имеет следующую нуклеотидную последовательность:

КЭП-5\НТО- АУГУГУЦЦАГУУ УГА АЦУУГГГЦЦГЦА-3/НТО- полиаденилированный 3/ конец.

Каким будет результат трансляции данной мРНК на рибосоме, если:

1. В 3/НТО находится особая стимулирующая последовательность, перекодирующая триплет УГА? Каков результат перекодирования триплета УГА?

2. В 3/НТО нет последовательности, перекодирующей триплет УГА?

Ответ: 1. Кодон УГА при наличии особой перекодирующей его последовательности в 3/НТО будет кодировать аминокислоту селеноцистеин. В результате образуется 1 полипептид, содержащий 9 аминокислот.

2. Кодон УГА при отсутствии особой перекодирующей последовательности, будет иметь значение в соответствии с таблицей генетического кода, то есть – выполнять функцию терминирующего кодона при трансляции.

В результате образуются 2 коротких полипептида, каждый из 4-х аминокислот.

 

Задача 1. Определите тип яйцеклетки: «Яйцеклетка содержит большое количество желтка сосредоточенного в центре клетки, активная зона цитоплазмы и ядро расположены по поверхности. Такая яйцеклетка есть у насекомых.

Ответ: Тип яйцеклетки центролецитальный

Задача 2. У девятипоясного броненосца тату всегда рождается четное количество одинаковых детенышей. Как вы считаете, что происходит у этого животного при оплодотворении?

Ответ: У этого животного происходит оплодотворение нескольких яйцеклеток и в норме на стадии тотипотентных бластомеров происходит развитие монозиготных близнецов.

Задача 3. Объясните, в чем заключается сходство способов размножения у одноклеточных организмов - дрожжевых грибов и многоклеточных организмов – кишечнополостных? Какие преимущества дает этот способ размножения?

Ответ: Для этих групп организмов характерно бесполое размножение путем почкования. Это решает вопрос быстрого размножения и увеличения количества особей в популяции.

Задача 4. Сперматозоиды в семенной жидкости развивают скорость, равную 5см/ч, что применительно к их размерам, примерно в 1,5 раза быстрее, чем скорость пловца-олимпийца. Объясните, какие особенности их организации обусловливают такую скорость передвижения?

Ответ: В шейке сперматозоида расположена митохондрия спирального строения, в ней вырабатывается энергия необходимая на активное передвижение, большую часть энергии сперматозоид получает в виде фруктозы, которой много в эякуляте. Жгутик, состоящий из 9 пар микротрубочек и дуплет – в центре, является органоидом активного передвижения.

Задача 5. Для яйцеклеток характерно необычное отношение объема ядра к объему цитоплазмы: у яйцеклеток оно сильно снижено, а у сперматозоидов, наоборот, ядерно-цитоплазматическое отношение очень высокое. Свяжите показатели ядерно-цитоплазменных отношений с функциональной ролью половых клеток.

Ответ: Низкие показатели ядерно-цитоплазматических отношений яйцеклеток связаны с наличием большого объема цитоплазмы, в которой располагается питательный материал для будущего зародыша, происходит накопление копий РНК. В сперматозоидах объем цитоплазмы мал. Почти вся клетка занята ядром, этот факт связан с иной функций гамет – доставка наследственного материала к яйцеклетке.

Самоконтроль по ситуационным задачам:

Задача 1. Определите тип яйцеклетки: «Яйцеклетка содержит большое количество желтка сосредоточенного в центре клетки, активная зона цитоплазмы и ядро расположены по поверхности. Такая яйцеклетка есть у насекомых.

Ответ: Тип яйцеклетки центролецитальный

Задача 2. У девятипоясного броненосца тату всегда рождается четное количество одинаковых детенышей. Как вы считаете, что происходит у этого животного при оплодотворении?

Ответ: У этого животного происходит оплодотворение нескольких яйцеклеток и в норме на стадии тотипотентных бластомеров происходит развитие монозиготных близнецов.

Задача 3. Объясните, в чем заключается сходство способов размножения у одноклеточных организмов - дрожжевых грибов и многоклеточных организмов – кишечнополостных? Какие преимущества дает этот способ размножения?

Ответ: Для этих групп организмов характерно бесполое размножение путем почкования. Это решает вопрос быстрого размножения и увеличения количества особей в популяции.

Задача 4. Сперматозоиды в семенной жидкости развивают скорость, равную 5см/ч, что применительно к их размерам, примерно в 1,5 раза быстрее, чем скорость пловца-олимпийца. Объясните, какие особенности их организации обусловливают такую скорость передвижения?

Ответ: В шейке сперматозоида расположена митохондрия спирального строения, в ней вырабатывается энергия необходимая на активное передвижение, большую часть энергии сперматозоид получает в виде фруктозы, которой много в эякуляте. Жгутик, состоящий из 9 пар микротрубочек и дуплет – в центре, является органоидом активного передвижения.

Задача 5. Для яйцеклеток характерно необычное отношение объема ядра к объему цитоплазмы: у яйцеклеток оно сильно снижено, а у сперматозоидов, наоборот, ядерно-цитоплазматическое отношение очень высокое. Свяжите показатели ядерно-цитоплазменных отношений с функциональной ролью половых клеток.

Ответ: Низкие показатели ядерно-цитоплазматических отношений яйцеклеток связаны с наличием большого объема цитоплазмы, в которой располагается питательный материал для будущего зародыша, происходит накопление копий РНК. В сперматозоидах объем цитоплазмы мал. Почти вся клетка занята ядром, этот факт связан с иной функций гамет – доставка наследственного материала к яйцеклетке.

 

 

Образование гамет

Задача 1. Если у женского организма с генотипом “Mm” ген «M” попал в яйцеклетку, куда попадет ген «m»? Куда еще может попасть ген «M»? А куда не может попасть ген «m» и почему?

Обоснуйте выводы, используя материал занятия по теме: «Размножение» (гаметогенез).

Примечание: В задаче подразумевается преобразование одной исходной – первичной половой клетки.

Ответ: строится на схеме овогенеза. Ген «m» попадёт в направительное тельце и не может попасть я яйцеклетку, поскольку она уже получила аллель. «M».

Задача 2. У человека кареглазость – доминантный признак, а голубоглазость – рецессивный.

Сколько типов яйцеклеток, различающихся по аллелям цвета глаз, производит кареглазая женщина, отец которой был голубоглазым?

Решение:

Дано:

Ген (аллель) и определяемый им признак Признак и определяющие его возможные генотипы     Схема решения и ответ
А – аллель кареглазости   АА, Аа Р. ♂ (отец женщины) аа   F1 ♀ (женщина) Аа
А
а

Гаметы:

 

 

а – аллель голубоглазости   аа
       

Ответ: Кареглазая женщина, отец которой был голубоглазым, образует 2 сорта гамет.

Задача 3. Стоматологическое заболевание - «Микросомия гемифациальная» или односторонняя гипоплазия (недоразвитие) лица, сопровождается односторонней аномалией ушной раковины с одновременной гипоплазией нижней челюсти на той же стороне. Патология определяется аутосомным доминантным геном.

Сколько типов сперматозоидов, различающихся по аллелям данного заболевания, производит здоровый мужчина?

Ответ: здоровый мужчина производит один тип гамет, так как в его генотипе будут находиться рецессивные гены, которые при полном доминировании проявляют свое действие только в гомозиготном состоянии.

Полное доминирование

Задача 4. У человекаправорукость доминируетнад леворукостью. Оба супруга праворукие, по генотипу - гетерозиготы.

Можно ли от этого брака ожидать рождение леворукого ребенка?

Решение:

Дано:

Ген (аллель) и определяемый им признак Признак и определяющие его возможные генотипы Схема решения и ответ
А – аллель праворукости   Праворукость - преимущественное владение правой рукой - АА, Аа Правша Правша Р. ♀ Аа х ♂ Аа
х
А
а
А
а


Гаметы:

(G)

F:

 

♂ ♀ А а
А правша АА правша Аа
а правша Аа левша аа

 

а – аллель леворукости   Леворукость - преимущественное владение левой рукой - аа
F леворукий -?

Ответ: У праворуких гетерозиготных родителей может родиться ребёнок-левша с вероятностью 1/4, или 25%.

Задача 5. Голубоглазый мужчина, родители которого имели карие глаза, женился на кареглазой женщине, у отца которой глаза были голубые, а у матери – карие.

Какое потомство можно ожидать от этого брака, если известно, что ген карих глаз доминирует над геном голубых?

Ген признак А кареглазость а голубоглазость F -? Р♀кар. х ♂гол. Р♀ кар. ♂кар.   кар. гол. Р ♀ Аа х аа G А а а   F кар гол Аа аа

Ответ: от этого брака можно ожидать рождения кареглазых детей с вероятностью 0,5 (50%) и голубоглазых детей с такой же вероятностью.

Задача 6. У человека доминантный ген - «Д» вызывает аномалию развития скелета – «Черепно–ключичный дизостоз», выражающуюся в изменении костей черепа и редукции ключиц. Женщина с нормальным строением скелета вышла замуж за мужчину с черепно-ключичным дизостозом. Ребёнок от этого брака имел нормальное строение скелета. Можно ли по фенотипу ребёнка определить генотип его отца? Ответ обоснуйте.

Ответ:Можно, так как ребёнок по генотипу является рецессивной гомозиготой, при этом от матери он получает только один рецессивный аллель (гипотеза чистоты гамет), а второй аллель – должен быть отцовского происхождения. Поскольку отец болен - у него имеется доминантный аллель. Следовательно, отец гетерозиготен.

Неполное доминирование

Задача 7. У человека курчавость (вьющиеся волосы) - доминантный признак, а прямые волосы – рецессивный признак. У гетерозигот волосы волнистые. Какой тип волос может быть у детей (и с какой вероятностью), если оба родителя имеют волнистые волосы?

Решение:

Дано:

ген (аллель) признак Признак и возможные генотипы Схема решения и ответ  
А или Â – аллель курчавости (доминирует неполно)   а или АI – аллель прямых волос   Курчавые волосы - АА   Прямые волосы - аа   Волнистые волосы - ААI или Аа   Волнистые Волнистые
А
А
а
а
А
а
А
а
х
Р. ♀ Аа х ♂ Аа

 

Гаметы:

 

В решетке Пеннета:

гам ♀ гам ♂    
    АА Курчавые волосы Аа Волосы волнистые
  Аа Волосы волнистые аа Волосы прямые
  Генотипы и фенотипы детей

 

Примечание: В случае неполного доминирования гены примерно равноценны по силе действия, поэтому аллель кудрявых волос может обозначаться Â, а прямых волос может обозначаться большой буквой, но со знаком «штрих»- АI, причём, не только в условных обозначениях, но также и в схеме решения задачи.  

Ответ: У родителей, имеющих волнистые волосы, могут быть дети:

1. С курчавыми волосами. Вероятность рождения такого ребёнка 1/4, или 25%;

2. С волнистыми волосами. Вероятность – 2/4, или 50%

3. С прямыми волосами. Вероятность рождения такого ребёнка 1/4, или 25%;

Задача 8. Кохинуровые норки (светлая окраска с черным крестом на спине) появляются в результате скрещивания белых норок с темными. Скрещивание между собой белых норок дает белое потомство, а скрещивание между собой темных норок – темное.

1) Какое потомство получится от скрещивания кохинуровых норок с белыми?

2) На звероферме от скрещивания кохинуровых норок получено потомство: 74 – белых; 77 – черных и 152 – кохинуровых. Сколько особей из них, и какие, будут гомозиготными?

Решение задачи требует предварительного рассуждения, а затем решения как в предыдущем случае.

Ответ:

1) половина особей потомства будут кохинуровыми (гетерозиготы) и половина белыми (рецессивные гомозиготы).

2) Рецессивными гомозиготами будут белые (74) и доминантными гомозиготами будут черные (77). Итого – 151 гетерозиготных особей.

Множественный аллелизм

Задача 9. Муж имеет четвёртую группу крови по системе АВ0, а его жена – первую. Какие группы крови (и с какой вероятностью) могут быть у детей этих супругов?

Решение:

Дано:

Ген (аллель) признак Признак и определяющие его возможные генотипы Схема решения и ответ
I0-аллель первой группы крови;   IА- аллель второй группы крови;   IВ -аллель третьей группы крови   Соотношение доминирования: IА > I0 < IВ IА = IВ -Кодоминирование Первая группа - I0I0 Вторая группа - IАIА; IА I0   Третья группа - IВ IВ; IВ I0 Четвёртая группа - IАIВ

Четвертая Первая

Р. ♀ IАIВ х ♂ I0I0

х
IА
IВ
I0
IА I0 Вторая группа
IВ I0 Третья группа


Гаметы:

 

 

F1

 

 

 

Примечания: 1. Система групп крови и аллеей АВО является примером множественного аллелизма. Разные буквенные обозначения этих аллельных генов сложились исторически; 2. Четвёртая группа крови – пример кодоминирования, или независимого проявления.

Ответ: У этих супругов дети могут иметь вторую и третью группу крови с равной вероятностью (1/2, или 50%)



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-02-12 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: