Практическая работа № 1.
Тема. Решение элементарных задач по молекулярной биологии.
Цель: научиться решать элементарные задачи по молекулярной биологии
Ход работы.
Тема: «Нуклеиновые кислоты»
Необходимые пояснения:
1) молекула ДНК состоит из двух цепей;молекула РНК – из одной;
2) относительная молекулярная масса одного нуклеотида принимается за 345оем;
3) расстояние между нуклеотидами в цепи молекулы ДНК (длина одного нуклеотида) – 0, 34 нм;
4) один виток спирали ДНК составляет 10 пар нуклеотидов;
5) принцип комплементарности: А-Т(У); Ц-Г.
6) правила Чаргаффа: ∑(А) = ∑(Т); ∑(Г) = ∑(Ц); ∑(А+Г) =∑(Т+Ц); (А+Т)+(Ц+Г)=100%; А+Г=50%; Т+Ц=50%
Решение задач по образцу.
Задача № 1. Фрагмент первой цепи ДНК имеет следующее строение: ТАЦ АГА ТГГ АГТ ЦГЦ. Определите последовательность нуклеотидов во второй цепи ДНК и в молекуле и-РНК
Решение: по принципу комплементарности в ДНК: А-Т; Ц-Г.
Цепь РНК синтезируется на цепи ДНК по принципу комплементарности, но не содержит Т-нуклеотидов, отсюда - А-У; Ц-Г.
ДНК: 1-я цепочка: ТАЦ-АГА-ТГГ-АГТ-ЦГЦ
2-я цепочка: АТГ-ТЦТ-АЦЦ-ТЦА-ГЦГ
и-РНК: УАЦ-АГА-УГГ-АГУ-ЦГЦ
Задача № 2. В молекуле ДНК на долю цитидиловых нуклеотидов приходится 18%. Определите процентное содержание других нуклеотидов () в этой ДНК.
Решение:
1) т.к. Ц = 18%, то и Г = 18%; (правило Чаргаффа Ц=Г)
2) используем формулу (А+Т+Ц+Г)=100%; и правило Чаргаффа: А=Т; Ц=Г.
Подставим данные в формулу
А + Т + 18% +18% = 100%; А+Т = 100% - (18%+18%); А+Т = 64%;
на долю А+Т приходится 64%; А=Т, следовательно 64%: 2 = 32%; Ответ: Г=18%; А=32%; Т=32%;
* Второй вариант решения (этот способ короче)
используем формулу А+Ц=50% и правило Чаргаффа: А=Т; Ц=Г, следовательно А+18=50; А=50-18=32%
Ответ: Г и Ц – по 18%, А и Т – по 32%.
Задача № 3. На фрагменте одной нити ДНК нуклеотиды расположены в последовательности:
А–А–Г–Т–Ц–Т–А–Ц–Г–Т–А–Т. Определите
а) процентное содержание всех нуклеотидов в этом фрагменте ДНК; его б) длину и в) массу.
Решение:
1) достраиваем вторую нить (по принципу комплементарности А-Т; Ц-Г)
1 цепь ДНК: А–А–Г–Т–Ц–Т–А–Ц–Г–Т–А–Т
2 цепь ДНК: Т–Т- Ц- А-Г- А -Т- Г- Ц-А-Т -А
2) считаем все нуклеотиды в данной цепи: сумма (А+Т+Ц+Г) = 24=100%,
из этих нуклеотидов, (из 24), А = 8, значит и Т=8. (правило Чаргаффа: сумма (А) = сумме (Т) )
Составляем пропорцию. 24 – 100%; 8 – х%; отсюда х = 33,3%; А=Т=33,3%.
∑(Г) = 4 = ∑(Ц). 24 – 100%; 4 – х%; отсюда х = 16,7%; Г=Ц=16,7%
3) молекула ДНК двуцепочечная, поэтому длина гена равна длине одной цепи: в одной цепи 12 нуклеотидов.
12 × 0,34нм = 4,08 нм
4) массу фрагмента ДНК определяем перемножив количество нуклеотидов в данном фрагменте (их 24) на массу одного нуклеотида. МДНК=24×345=
Ответ: ……….
Задача № 4. В молекуле ДНК обнаружено 880 гуаниловых нуклеотидов, которые составляют 22% от общего числа нуклеотидов в этой ДНК. Определите: а) сколько других нуклеотидов в этой ДНК? б) какова длина этого фрагмента?
Решение: по правилам Чаргаффа
1) ∑(Г) = ∑(Ц)= 880 (это 22%);
На долю других нуклеотидов приходится 100% – (22%+22%)= 56%, т.е. по 28%;
Для вычисления количества этих нуклеотидов составляем пропорцию:
22% – 880; 28% – х, отсюда х = 1120
2) для определения длины ДНК нужно узнать, сколько нуклеотидов содержится в 1 цепи:
∑(А+Т+Ц+Г) = 100%; 880 + 880 + 1120 + 1120 = 4000 нуклеотидов фрагмент молекулы ДНК (2 цепи).
4000: 2 = 2000 нуклеотидов в одной цепи.
2000 × 0,34нм = 680 (нм) длина фрагмента ДНК.
Ответ:
Задача № 5. Дана молекула ДНК с относительной молекулярной массой 69 000, из них 8625 приходится на долю адениловых нуклеотидов. Найдите количество всех нуклеотидов в этой ДНК и длину этого фрагмента.
Решение:
1) 69 000: 345 = 200 (нуклеотидов в ДНК); 8625: 345 = 25 (адениловых нуклеотидов в этой ДНК),
∑(Г+Ц) = 200 – (25+25) = 150, так как Г=Ц, 150:2=75.
2) 200 нуклеотидов в двух цепях, значит в одной – 200:2=100. Длина молекулы ДНК=100 × 0,34нм = 34(нм)
Самостоятельное решение задач
В1 1. Белок кодируется такой последовательностью нуклеотидов ДНК: ТАТГААТГТТАТ. Определите последовательность нуклеотидов во второй цепи ДНК и в молекуле и-РНК.
2.Фрагмент ДНК имеет следующий состав: ТГА АТГ ТТТ ГАЦ ЦАЦ. Определите последовательность нуклеотидов во второй цепи ДНК, длину и массу этого участка.
3. В молекуле ДНК обнаружено 800 Г нуклеотидов, которые составляют 22% от общего числа нуклеотидов в этой ДНК. Определите: а) сколько других нуклеотидов в этой ДНК? б) какова длина этого фрагмента?
**4. Дана молекула ДНК с относительной молекулярной массой 51750, из них 6900 приходится на долю Т нуклеотидов. Найдите количество всех нуклеотидов в этой ДНК и длину этого фрагмента.
В2. 1. Фрагмент и-РНК: УУУ УАУ ГУУ ГАА. Определите с какого участка ДНК синтезирован этот фрагмент.
2.Фрагмент ДНК имеет следующий состав: ЦАЦ ТГА ГАЦ АТГ ТТТ. Определите последовательность нуклеотидов во второй цепи ДНК, длину и массу этого участка.
3. В молекуле ДНК обнаружено 260 Ц нуклеотидов, которые составляют 10% от общего числа нуклеотидов в этой ДНК. Определите: а) сколько других нуклеотидов в этой ДНК? б) какова длина этого фрагмента?
**4. Дана молекула ДНК с относительной молекулярной массой 103500, из них 8625 приходится на долю А нуклеотидов. Найдите количество всех нуклеотидов в этой ДНК и длину этого фрагмента.
В3. 1. Белок кодируется такой последовательностью нуклеотидов ДНК: ААТТАТГГТТАТ. Определите последовательность нуклеотидов во второй цепи ДНК и в молекуле и-РНК.
2.Фрагмент ДНК имеет следующий состав: ТГА АТГ ТТТ ГАЦ ЦАЦ. Определите последовательность нуклеотидов во второй цепи ДНК, длину и массу этого участка.
3. В молекуле ДНК обнаружено 560 А нуклеотидов, которые составляют 20% от общего числа нуклеотидов в этой ДНК. Определите: а) сколько других нуклеотидов в этой ДНК? б) какова длина этого фрагмента?
**4. Дана молекула ДНК с относительной молекулярной массой 51750, из них 8625 приходится на долю Г нуклеотидов. Найдите количество всех нуклеотидов в этой ДНК и длину этого фрагмента.
В4. 1. Фрагмент и-РНК: ГАА УУУ УАУ ГУУ. Определите с какого участка ДНК синтезирован этот фрагмент.
2.Фрагмент ДНК имеет следующий состав: ТТТ ЦАЦ ТГА ГАЦ АТГ. Определите последовательность нуклеотидов во второй цепи ДНК, длину и массу этого участка.
3. В молекуле ДНК обнаружено 900 Г нуклеотидов, которые составляют 30% от общего числа нуклеотидов в этой ДНК. Определите: а) сколько других нуклеотидов в этой ДНК? б) какова длина этого фрагмента?
**4. Дана молекула ДНК с относительной молекулярной массой 86250, из них 6900 приходится на долю Т нуклеотидов. Найдите количество всех нуклеотидов в этой ДНК и длину этого фрагмента.
В5. 1. Белок кодируется такой последовательностью нуклеотидов ДНК: ААТГААТГТТАТ. Определите последовательность нуклеотидов во второй цепи ДНК и в молекуле и-РНК.
2.Фрагмент ДНК имеет следующий состав: ГАЦ ТГА ГАЦ АТГ ТТТ. Определите последовательность нуклеотидов во второй цепи ДНК, длину и массу этого участка.
3. В молекуле ДНК обнаружено 440 Г нуклеотидов, которые составляют 22% от общего числа нуклеотидов в этой ДНК. Определите: а) сколько других нуклеотидов в этой ДНК? б) какова длина этого фрагмента?
**4. Дана молекула ДНК с относительной молекулярной массой 103500, из них 8625 приходится на долю А нуклеотидов. Найдите количество всех нуклеотидов в этой ДНК и длину этого фрагмента.
В6. 1. Фрагмент и-РНК: УАУ УАУ ГУУ ГАА. Определите с какого участка ДНК синтезирован этот фрагмент.
2.Фрагмент ДНК имеет следующий состав: ГГА АТГ ТТТ ГАЦ ЦАЦ. Определите последовательность нуклеотидов во второй цепи ДНК, длину и массу этого участка.
3. В молекуле ДНК обнаружено 360 Ц нуклеотидов, которые составляют 10% от общего числа нуклеотидов в этой ДНК. Определите: а) сколько других нуклеотидов в этой ДНК? б) какова длина этого фрагмента?
**4. Дана молекула ДНК с относительной молекулярной массой 51750, из них 6900 приходится на долю Т нуклеотидов. Найдите количество всех нуклеотидов в этой ДНК и длину этого фрагмента.
В7. 1. Фрагмент и-РНК: ГАА УУЦ УАУ ГУУ. Определите с какого участка ДНК синтезирован этот фрагмент.
2.Фрагмент ДНК имеет следующий состав: ТГА АТГ ТГТ ГАЦ ЦАЦ. Определите последовательность нуклеотидов во второй цепи ДНК, длину и массу этого участка.
3. В молекуле ДНК обнаружено 600 Ц нуклеотидов, которые составляют 30% от общего числа нуклеотидов в этой ДНК. Определите: а) сколько других нуклеотидов в этой ДНК? б) какова длина этого фрагмента?
**4. Дана молекула ДНК с относительной молекулярной массой 51750, из них 8625 приходится на долю Г нуклеотидов. Найдите количество всех нуклеотидов в этой ДНК и длину этого фрагмента