Известно что молекулярная масса одной аминокислоты в среднем 100
Молекулярная масса одной аминокислоты в среднем – 100
Задачи по молекулярной биологии.
Молекулярную массу низкомолекулярных кислот белков можно вычислить по данным аминокислотного состава. По данным элементарного и аминокислотного состава вначале вычисляют минимальную молекулярную массу по формуле:
где М – минимальная молекулярная масса белка, а – атомная или молекулярная масса компонента, в – процентное содержание компонента.
Зная число атомов металла или аминокислотных остатков в молекуле, можно рассчитать истинную молекулярную массу данного белка, умножив минимальную молекулярную массу на число компонентов.
Молекулярная масса, состав белков и нуклеиновых кислот.
Задача.1. Гемоглобин человека содержит 0,34 % железа (Fe). Вычислите минимальную молекулярную массу гемоглобина.
Решение: Атомная масса железа 56. Поскольку в гемоглобине не может содержаться менее одного атома железа, то минимальную молекулярную массу белка можно рассчитать, составив пропорцию:
Следовательно, Х=56 х 100/0.34=16471
Задача.2.Альбумин сыворотки крови человека имеет молекулярную массу 68400. Определите общее число аминокислотных остатков в молекуле определенного белка.
Решение. Определяем общее количество аминокислотных остатков, принимая среднюю молекулярную массу одного аминокислотного остатка за 100: 68400/100=684
Задача.3.В молекуле ДНК на долю цитидиловых нуклеотидов приходится 18%. Определите процентное содержание других нуклеотидов, входящих в молекулу ДНК.
Решение: Используем 1-е и 2-е правила Чаргаффа: 1) А=Т, 2) Г=Ц. Отсюда следует, что гуаниновых нуклеотидов 18%. На долю А+Т приходится: 100 – (18+18)=64%. Адениловые и тимидиловые нуклеотиды в отдельности составляют: 64/2=32%.
Редупликация ДНК и трансляция и-РНК.
Задача.1. Участок одной из цепей ДНК имеет такую нуклеотидную последовательность : ТГАТТЦАГААГЦАТАЦЦ. Определите последовательность нуклеотидов во второй цепи.
Решение: Согласно принципу комплементарности (А-Т, Г-Ц) последовательность нуклеотидов во второй цепи ДНК будет следующей: АЦТААГТЦТТЦГТАТГГ.
Задача.2. Один из участков цепи молекулы ДНК имеет такую нуклеотидную последовательность : АГГЦАТЦАТАГЦЦГ. Какое строение будет иметь двух цепочечный участок молекулы ДНК?
Решение: Согласно принципу комплементарности (А-Т, Г-Ц) последовательность нуклеотидов во второй цепи ДНК будет следующей:
Задача 3. Участок молекулы ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов:
3 АТГЦТАГЦТГАТГЦТТАА 5
5 ТАЦГАТЦГАЦТАЦГААТТ 3
Постройте участок информационной РНК, транскрибируемый на этой молекуле ДНК.
Сколько кодонов он включает?
Решение: Синтез и-РНК (транскрипциия) на ДНК- матрица идет всегда с одной цепочки,
начинающейся с 5 конца, 6 кодонов.
Особенности генетического кода.
Генетический код в настоящее время расшифрован для всех 20 аминокислот и составлен по и-РНК в виде таблицы 1.
Сокращенные обозначения аминокислот:
Генетический код триплетный, то есть каждую аминокислоту кодирует три рядом стоящих нуклеотида (кодон).
Генетический код.
| Первая буква кодона. | Вторая буква кодона. | Третья буква кодона. | |||
| У | Ц | А | Г | ||
| У | УУУ Фен УУЦ Фен УУА Лей УУГ Лей | УЦУ Сер УЦЦ Сер УЦА Сер УЦГ Сер | УАУ Тир УАЦ Тир УАА «Охра» УАГ «Янтарь» | УГУ Цис УГЦ Цис УГА Бессм УГГ Три | У Ц А Г |
| Ц | ЦУУ Лей ЦУЦ Лей ЦУА Лей ЦУГ Лей | ЦЦУ Про ЦЦЦ Про ЦЦА Про ЦЦГ Про | ЦАУ Гис ЦАЦ Гис ЦАА Глун ЦАГ Глун | ЦГУ Арг ЦГЦ Арг ЦГА Арг ЦГГ Арг | У Ц А Г |
| А | АУУ Илей АУЦ Илей АУА Илей АУГ Мет | АЦУ Тре АЦЦ Тре АЦА Тре АЦГ Тре | ААУ Аспн ААЦ Аспн ААА Лиз ААГ Лиз | АГУ Сер АГЦ Сер АГА Арг АГГ Арг | У Ц А Г |
| Г | ГУУ Вал ГУЦ Вал ГУА Вал ГУГ Вал | ГЦУ Ала ГЦЦ Ала ГЦА Ала ГЦГ Ала | ГАУ Асп ГАЦ Асп ГАА Глу ГАГ Глу | ГГУ Гли ГГЦ Гли ГГА Гли ГГГ Гли | У Ц А Г |
1. Триплеты УАА, УАГ, УГА не кодируют аминокислот, и их называют бессмысленными, однако они выполнят важную функцию – служат сигналом о прекращении синтеза белка.
3. Ге6нетический код не перекрывающиеся, то есть один и тот же нуклеотид не может входить одновременно в состав двух соседних триплетов.
Код характеризуется тем, что чтение его всегда начинается с определенного пункта и считывается без запятых, то есть если произойдет выпадение нуклеотида, то при считывании кодона место займет ближайший нуклеотид из соседнего кодона. Отсюда изменится весь порядок считывания.
Задача.1. Начало цепи одной из фракций гистона НЗ, выделенного из тимуса быка, имеет следующую аминокислотную последовательность : Ала-Арг-Тре-Лиз-. Какова возможная структура начальных фрагментов и-РНК и двухцепочечной ДНК?
Решение: По таблице 1 находим, что указанные аминокислоты гистона НЗ кодируется триплетами: ГЦЦ-ЦГЦ-АЦЦ-ААГ. По принципу комплементарности устанавливаем строение соответствующего участка молекулы ДНК.
Цепь и-РНК: ГЦЦ-ЦГЦ-АЦЦ-ААГ
Первая цепь ДНК: ЦГГ-ГЦГ-ТГГ-ТТЦ
Вторая цепь ДНК: ГЦЦ-ЦГЦ-АЦЦ-ААГ.
Задача.2. У больных серповидной анемией в молекуле гемоглобина глютаминовая кислота замещена на Валин. Чем отличается ДНК, больного серповидной анемией, от ДНК здорового человека?
Решение. Находим триплеты на и-РНК, кодирующие глютаминовую кислоту и валин, а по ним – нуклеотидный состав ДНК:
Здоровый человек Больной человек
Аминокислоты Глу Вал
Кодоны и-РНК ГАА ГУУ
Состав ДНК ГАА ГТТ
Задача.3.Какое изменение молекулы ДНК сильнее повлияет на строение белка: выпадение одного нуклеотида из триплета или целого триплета?
Решение. В качестве примера возьмем какой-либо участок цепи ДНК, несущий информацию о строении определенного пептида, и проанализируем его строение при возможных ситуациях.
а) при нормальном строении ДНК.
Цепь ДНК: …АГГ-ТГГ-ЦТЦ-ЦТГ-Г…
Цепь ДНК: …АГГ-ГГЦ-ТЦЦ-ТГГ…
в) при выпадении целого триплета из цепи ДНК. Допустим, выбит второй триплет (-ТГГ-).
Цепь ДНК: …АГГ…-…ЦТЦ-ЦТГ-Г…
Таким образом, при выпадении одного нуклеотида из цепи ДНК изменяется полностью аминокислотный состав белковой молекулы. Исключение целого триплета приводит к выпадению лишь одной аминокислоты. При этом последовательность всех остальных аминокислот в белковой цепи сохраняется.
Примечание:
Молекулярная масса одной аминокислоты в среднем – 100.
Определение нуклеотидов в ДНК и РНК. Примеры решения задач
Определение массы и длины белка закодированного на ДНК
Задача 5.
Масса гена, который кодирует белок, равна 207000. Определите массу и длину белка закодированного на ДНК.
Решение:
Линейная длина одного аминокислотного остатка в полипептидной цепи – 0,35 нм, или 3,5 А 0 (Ангстрем);
Средняя молекулярная масса одного аминокислотного остатка – 110 г/ моль;
Средняя молекулярная масса одного нуклеотидного остатка – 345 г/ моль.
Определим сколько нуклеотидов содержится в гене имеющем массу 207000, зная, что молекулярная масса одного нуклеотида равна 345 г/ моль. Тогда получим число нуклеотидов в гене:
207000/345 = 600 нуклеотидов.
Известно, что одну аминокислоту кодирует триплет, состоящий из трех нуклеотида. Определим сколько аминокислот содержит белок, если ген содержит 600 нуклеотидов, получим:
600/3 =200 аминокислот.
Так как масса одной аминокислоты рана 120 г/моль, то массу всего белка рассчитаем, получим:
200 . 110 = 22000 г/ моль.
Длина одной аминокислоты равна 0,3 нм. Тогда весь белок имеет длину:
200 . 0,35 = 70 нм.
Определение длины фрагмента молекулы ДНК
Задача 6.
Дана молекула ДНК с относительной молекулярной массой 75 900, из них 10350 приходится на долю адениловых нуклеотидов.
Найдите количество всех нуклеотидов в этой ДНК. Определите длину этого фрагмента.
Решение:
Расстояние между двумя нуклеотидами – 0,34 нм;
молекулярная масса одного нуклеотида – 345 г/моль.
1) Находим количество нуклеотидов:
а) 75 900 : 345 = 220 (нуклеотидов в ДНК),
б) 10350 : 345 = 30 (адениловых нуклеотидов в этой ДНК),
в) ∑(Г + Ц) = 220 – (30 + 30) = 160, т.е. Г = Ц = 80, их по 80;
2) Определяем длину фрагмента ДНК, получим:
220 нуклеотидов в двух цепях, значит в одной – 110.
L(ДНК) = 110 . 0,34 = 37,4 (нм).
Ответ: 37,4 (нм).
Определение аминокислотных остатков в молекуле белка
Задача 7.
Белок содержит 0,5% глицина. Чему равна минимальная молекулярная масса этого белка, если Мглицина = 75,1 г/моль? Сколько аминокислотных остатков в этом белке?
Решение:
Молекулярная масса одной аминокислоты = 110 г/моль;
М(глицина) = а = 75,1 г/моль;
в = 0,5%.
1) Находим минимальну массу белка
Вычисление минимальной молекулярной массы белка определяем по формуле:
Мmin = (а/в) . 100%,
Мmin – минимальная молекулярная масса белка, а – атомная или молекулярная масса компонента,
в – процентное содержание компонента.
Мmin = (75,1 г/моль /0,5%) . 100% = 15 020 г/моль.
2) Расчитаем количество аминокислотных остатков, получим:
15 020 : 110 ≈ 136 (аминокислот в этом белке).
Ответ: Аминокислотных остатков в белке 136.
Вычисление процентного содержания нуклеотидов в ДНК и длину ее молекулы
Ответ: (Г) = 30%, (Ц) = 30%, (А) = 20%, (Т) = 20%; длина ДНК 68 нм.
Молекулярная масса одного нуклеотида – 345
Длина одного нуклеотида – 0,34нм.
Задача№4.Дана цепь ДНК: Ц Т А Т А Г Т А А Ц Ц А А
Определите: а) первичную структуру белка, закодированного в этой цепи;
б) количество (в %) различных видов нуклеотидов в этом гене (в двух цепях); в) длину этого гена; г) первичную структуру белка, синтезируемого после выпадения девятого нуклеотида в этой цепи ДНК.
б) всего в двух цепях-26 нуклеотидов. Чтобы найти количество адениловых нуклеотидов (в%) составляем пропорциию: А=Т-(9+9)=18; Ц+Г-(4+4)=8.
В) В одной цепи ДНК всего-13 нуклеотидов. 13 х 0,34нм=4,42нм.
Г) Асп – ала – мет – вал
Задача №5.Даны полипептидные цепи:
а) але – тре – лиз – аспи …
б) гли – илей – вал – глу – глун …
в) тре – сер – илей – сер – асп
Определите структуру соответствующих цепей ДНК.
Примечание:Из нескольких возможных кодонов и-РНК одной аминокислоты следует брать, для удобства проверки, первый кодон по порядку чтения таблицы генетического
Решение: а) ТАГ- ТГА-ТТТ-ТТА …
Задача№6.Сколько нуклеотидов содержит ген (обе цепи ДНК), в котором запрограммирован белок инсулин из 51 аминокислоты?
Решение: Каждая аминокислота кодируется триплетом (тремя нуклеотидами) ДНК. Следовательно, для кодирования 51 аминокислоты белка потребуется
51х3=153 нуклеотида в одной цепи ДНК, а в гене – в два раза больше:
Задача№7. Молекулярная масса белка Х-50 000. Определите длину соответствующего гена.
Решение: Белок Х состоит из 50 000:100=500 аминокислот. Для кодирования
500 аминокислоты потребуется 500 триплетов. 500х3=1500 нуклеотидов.
Длина этой цепи ДНК=1500 х 0,34нм = 510нм.
Задача№8.Сколько нуклеотидов содержат гены (обе цепи ДНК),в которых запрограммированы следующие белки а) из 500 аминокислот, б) из 25 аминокислот,
в) из 48 аминокислот.
Решение: каждая аминокислота кодируется триплетом. Следовательно, а) 500 х 3=1500 нуклеотидов в одной цепи ДНК, а в гене –в два разабольше:1500х2=3000. б) 25 х 3 = 75 нуклеотидов, в одной цепи ДНК, а в гене 75х2=150нуклеотидов.в) 48 х 3 = 144 нуклеотидов, в одной цепи ДНК, а в гене 144х2=288нуклеотидов.
Примечание: Молекулярная масса одной аминокислоты в среднем 100.
Молекулярная масса одного нуклеотида 345.
Длина одного нуклеотида 0,34 нм.
Задача№9.Известна, молекулярная масса четырех видов белков:
а) 3000; б) 4600; в) 7800; г) 3500. Определите длину соответствующих генов.
Решение: а) 3000: 100=30 аминокислот.30х3=90 нуклеотидов.90х0,34=30,6 нм.
б) 4600:100=46 аминокислот.46х3=138 нуклеотидов.138 х 0,34=46,92нм.
в) 7800:100=78 аминокислот.78х3=234 нуклеотидов.234 х 0,34=795,6нм.
г) 3500: 100=35 аминокислот.35х3=105 нуклеотидов.105 х 0,34=35,7 нм.
Задача№10.. Одна из цепей ДНК имеет молекулярную массу 34 155.Определите
количество мономеров белка, запрограммированного в этой ДНК.
Решение: 34 155:345=99 нуклеотидов содержится в ДНК. 99:3=33 триплета в ДНК кодируют 33 аминокислоты белка.
Ответ: 33.
Задача№11.В молекуле ДНК обнаружено 880 гуаниловых нуклеотидов, которые составляют 22% от общего количества нуклеотидов этой ДНК.
Определите: а) сколько содержится других нуклеотидов в этой молекуле ДНК.
б) какова длина ДНК
Решение: а) На основе принципа комплементарности Ц-Г= 22%+22%=44% или
Ц-Г=880+880=1760. На долю других видов нуклеотидов Т+А=приходится
100%-44%=56%.Для вычисления количества этих нуклеотидов составляем пропорцию:
Х——100 Х= 4000 всего нуклеотидов в двух цепях.(А+Т)=(Ц+Г).
4000-1760=2240нуклеотидов это 56%.
б) Для определения длины ДНК узнаем, сколько нуклеотидов содержится в одной цепи:
в) Вычисляем длину ДНК: 2000нук. х 0,34нм.=680нм.
Задача№12. Какова молекулярная масса гена (двух цепей ДНК), если в одной цепи его запрограммирован белок с молекулярной массой 1500?
Решение: а) 1500:100=15 аминокислот в белке;
б) 15х3=45нуклеотидов в одной цепи гена
. в) 45х345=15 525 (молекулярная масса одной цепи гена).
г) молекулярная масса двух цепей 15 525х2=31050.
Задача №13. Определите длину молекулы ДНК, если в белке 51 аминокислота (инсулин), а длина одного нуклеотида 0,34 нм.
Решение: В молекуле белка 51 аминокислота. Каждая аминокислота кодируется триплетом, поэтому в одной цепи ДНК – 51 триплетов. 51х3=153 нуклеотида.
Вычисляем длину ДНК 153 х о,34нм. =52,02нм.
Решение: На основе принципа комплементарности А=Т и Г=Ц.
В двух цепях ДНК: (Г+Ц)=800+800=1600нуклеотидов; ( А+Т)=430+430=860нуклеотидов.
В двух цепях всего 2460 нуклеотидов. В одной цепи 2460:2=1230нуклеотидов.
Каждый триплет кодирует одну аминокислоту: 1230:3=410 аминокислотных остатков.
Задача№15. В состав гена входит 30% тимина. Сколько в нем гуанина, если белок, кодируемый этим геном включает 350 аминокислот.
350х3=1050 нуклеотидов, в одной цепи ДНК. В двух цепях ДНК1050х2=2100нуклеотидов.
Чтобы определить сколько % нуклеотидов приходится на А+Т- составляем пропорцию:
Х———60% Х= 1260нуклеотидов.
Чтобы определить сколько нуклеотидов приходится на Ц+Г- составляем пропорцию:
Х————40%. Х=840%нуклеотидов. 840: 2= 420нуклеотидов гуанина.
Задача№16. Сколько аминокислотных остатков включает белок, если в кодирующем
его гене аденина – 300, гуанина – 720, цитозина – 720.
Решение: На основе комплементарности А=Т-(300+300)=600нуклеотидов.
Г=Ц – (720+720)=1440нуклеотидов.В двух цепях ДНК: 1440+600=2040нуклеотидов.
В одной цепи ДНК: 2040:2=1020нуклеотидов. Каждая аминокислота кодируется триплетом. 1020нуклеотидов : 3=340 аминокислотных остатков.
Задача № 17. В состав и-РНК входит: А-16%, У-28%, Г-24%, Ц-32%.
Определите процентный состав азотистых оснований молекулы ДНК, слепком с которой является указанная РНК.
Решение: На основе принципа комплементарности а) количество А=У, найдем среднее арифметич.% содержания этих нуклеотидов 16%+28%=44%.А=У-44:2=22%.
Г=Ц, найдем среднее арифмет. 100-44=56%(Г+Ц). 56:2=28%.
Задача№18.В гене аденина 20%, гуанина-900 оснований. Сколько аминокислотных остатков в белке, кодируемом этим геном?
Решение: На основе комплементарности Г=Ц-900+900=1800оснований. Чтобы найти количество аденина составляем пропорцию: 1800—-100
Х——40% Х=720нуклеотидов (А+Т).
Количество нуклеотидов в двух цепях ДНК-1800+720=2520, а в одной цепи ДНК 2520:2=1260нуклеотидов.Чтобы найти аминокислотных остатков в белке 1260:2=630.
Задача№19. В состав т-РНК входит Г-34%, У-24%, А-22%, Ц-20%. Определите процентный состав азотистых оснаваний молекулы ДНК, слепком с которой является указанная РНК.
Решение: На основе принципа комплементарности а) А+У, найдем среднее арифмет.
% содержание этих нуклеотидов 22%+24%=46%. А-У=46:2=23%.
б) Г=Ц, найдем средне арифметич.100-46=54% на (Г+Ц). 54:2=27%.
Задача№20. В состав и-РНК входит Г-34%, У- 18%, Ц-28%, А-20%.Определите процентный состав азотистых оснований молекулы ДНК, с которой транскрибировалось и-РНК.
Решение: На основе принципа комплементарности а) А+У=20%+18%=38%. 38%:2=19%
Молекулярная масса полипептида составляет 40000. Определите длину кодирующего его гена, если молекулярная масса одной аминокислоты в среднем равна 100, а
расстояние между соседними нуклеотидами цепи ДНК составляет 0,34 нМ.
1) 40 000/100=400 аминокислот
2) Одна аминокислота состоит из 3х нуклеотидов
400*3=1200 нуклеотидов
3) 1200*0,34=408 нм
Ответ: длина гена 408 нм
Другие вопросы из категории
для установления их видовой принадлежности?
аутосомно-доминантный признак (В). Гены находятся в разных парах аутосом. Один из супругов страдает глаукомой и не имел в роду предков с синдромом Марфана, а второй дигетерозиготен по данным признакам. Определите генотипы родителей, возможные генотипы и фенотипы детей, вероятность рождения здорового ребенка. Составьте схему решения задачи. Какой закон наследственности проявляется в данном случае?
Читайте также
расстояние между соседними нуклеотидами цепи ДНК составляет 0,34 нМ.
Фрагмент цепи иРНК имеет последовательность нуклеотидов: ЦЦЦАЦЦГЦАГУА. Определите последовательность нуклеотидов на ДНК, антикодоны тРНК и последовательность аминокислот во фрагменте молекулы белка, используя таблицу генетического кода.
Задача № 2. Фрагмент цепи ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: ТАЦЦЦТЦАЦТТГ. Определите последовательность нуклеотидов на иРНК, антикодоны соответствующих тРНК и аминокислотную последовательность соответствующего фрагмента молекулы белка, используя таблицу генетического кода.
Задача № 3
Последовательность нуклеотидов фрагмента цепи ДНК ААТГЦАГГТЦАЦТЦА. Определите последовательность нуклеотидов в и-РНК, аминокислот в полипептидной цепи. Что произойдет в полипептиде, если в результате мутации во фрагменте гена выпадет второй триплет нуклеотидов? Используйте таблицу гент.кода
Практикум-решение задач по теме « Биосинтез белка» (10 класс)
Задача № 4
Участок гена имеет следующее строение: ЦГГ-АГЦ-ТЦА-ААТ. Укажите строение соответствующего участка того белка, информация о котором содержится в данном гене. Как отразится на строении белка удаление из гена четвёртого нуклеотида?
Задача № 5
Белок состоит из 158 аминокислот. Какую длину имеет кодирующий его ген?
Молекулярная масса белка Х=50000. Определите длину соответствующего гена. Молекулярная масса одной аминокислоты в среднем 100.
Задача № 6
Сколько нуклеотидов содержит ген ( обе цепи ДНК), в котором запрограммирован белок инсулин из 51 аминокислоты?
Задача № 7
Одна из цепей ДНК имеет молекулярную массу 34155. Определите количество мономеров белка, запрограммированного в этой ДНК. Молекулярная масса одного нуклеотида в среднем 345.
Задача № 8
Под воздействием азотистой кислоты цитозин превращается в гуанин. Как изменится строение синтезируемого белка вируса табачной мозаики с последовательностью аминокислот : серин-глицин-серин-изолейцин-треонин-пролин, если все цитозиновые нуклеотиды подверглись действию кислоты?
Задача № 9
Какова молекулярная масса гена ( двух цепей ДНК), если в одной цепи его запрограммирован белок с молекулярной массой 1500? Молекулярная масса одной аминокислоты в среднем 100.
Задача № 10
Дан фрагмент полипептидной цепи: вал-гли-фен-арг. Определите структуру соответствующих т-РНК, и-РНК, ДНК.
Задача № 11
Дан фрагмент гена ДНК : ЦЦТ-ТЦТ-ТЦА-А… Определите: а) первичную структуру белка, закодированного в этом участке; б) длину этого гена;
в)первичную структуру белка, синтезированного после выпадения 4-го нуклеотида
в этой ДНК.
Задача № 12
Сколько будет кодонов в и-РНК, нуклеотидов и триплетов в гене ДНК, аминокислот в белке, если даны 30 молекул т-РНК?
Задача № 13
Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на котором синтезируется участок центральной петли т-РНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов: АТАГЦТГААЦГГАЦТ. Установите нуклеотидную последовательность участка т-РНК, который синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта т-РНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет соответствует антикодону т-РНК. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.
принимая во внимание, что средняя относительная молекулярная масса одной аминокислоты равна 120.