Гбоу впо Владивостокский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию общая генетика в тестах и задачах Учебное пособие
 Скачать 0.69 Mb.
|
|
Задача №1 Дано: цепь ДНК: А-А-Г-Т-Ц-Т-А-Ц-Г-Т-А-Г Найти: 1) вторую цепь ДНК 2) L ДНК - ? Решение: 1) А-А-Г-Т-Ц-Т-А-Ц-Г-Т-А-Г ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ Т-Т-Ц-А-Г-А-Т-Г-Ц-А-Т-Ц Свойство ДНК – двухцепочечная молекула, вторая цепочка достраивается по принцип комплементарности. 2) Чтобы найти длину ДНК (L) нужно количество нуклеотидов умножить на длину одного нуклеотида LДНК = n нуклеотидов ДНК в одной цепи х L одного нуклеотида LДНК = 12 х 3,4 Ао = 40,8 Ао Ответ: длина фрагмента ДНК составляет 40,8 Ао Задача №2 Дано: Т – 16% Найти: А, Ц, Г - ? Решение: 1) При решении подобных задач надо исходить из того, что на основе принципа комплементарности (А+Т)+(Г+Ц) = 100% А = Т = по 16% Г+Ц = 100 – 32 = 68% → Г=Ц = по 34% Ответ: Адениновых и тиминовых нуклеотидов в данной молекуле ДНК по 16%, а гуаниновых и цитозиновых нуклеотидов по 34%. Задача №3 Дано: Г – 880 – 22% Найти: Т, А, Ц - ? L ДНК - ? Решение: 1) Г = 880 = 22%, следовательно Ц = 880 = 22% 880 – 22% Х - 100% 2) Количество нуклеотидов (n) в ДНК = 880 х 100% / 22 = 4000 нуклеотидов Г+Ц = 22+22=44% или 880+880=1760 нуклеотидов 3) А+Т= 4000-1760=2240 адениновых и тиминовых нуклеотидов вместе, по 1120 на каждый или по 28% 4) LДНК = n нуклеотидов ДНК в одной цепи х L одного нуклеотида LДНК = 4000 : 2 (в одной цепи) х 3,4 Ао = 6800 Ао Ответ: количество Г и Ц нуклеотидов составляет по 880 (по 22%), А и Т нуклеотидов по 1120 (по 28%), длина фрагмента ДНК равна 6800 Ао Задача №4 Дано: LДНК = 102 см Найти: n нуклеотидов ДНК - ? Решение: 1) Чтобы найти количество нуклеотидов нужно длину ДНК (L) разделить на длину одного нуклеотида n нуклеотидов ДНК = LДНК : L одного нуклеотида LДНК = 102 см = 1,02 м L одного нуклеотида = 3,4 Ао = 34 х 10 -11 м n нуклеотидов ДНК = 1,02 : (34 х 10 -11) = 3 х 10 9 нуклеотидных пар Ответ: 3 млрд нуклеотидных пар содержится в ДНК одной половой клетки Задача №5 Дано: n т-РНК = 30 Найти: n а/к - ? n нуклеотидов в гене - ? Решение: 1) Одна молекула т-РНК приносит к месту биосинтеза белка одну аминокислоту, следовательно, количество т-РНК = количеству аминокислот (а/к), т.е. n а/к = 30 2) Одна аминокислота кодируется тремя нуклеотидами – триплетом, следовательно, количество нуклеотидов в гене, кодирующем этот белок = количество аминокислот х 3 n нуклеотидов в гене = 30 х 3 = 90 Ответ: 90 нуклеотидов в гене Задача №6 Дано: Г – 90 А – 28% У – 20% Ц – 22% в и-РНК Найти: n а/к - ? M белка - ? L ДНК - ? М ДНК - ? соотношение нуклеотидов в ДНК - ? Решение: 1) Подсчитаем общий процент известных нуклеотидов и-РНК: 28% А + 20% У + 22% Ц = 70%. Отсюда следует, что на долю 90 шт гуаниновых нуклеотидов приходится 100 -70=30%. С помощью пропорции можно определить число остальных нуклеотидов и-РНК. N адениновых = 90 х 28% : 30% = 84 N урациловых = 90 х 20% : 30% = 60 N цитозиновых = 90 х 22% : 30% = 66 2) всего нуклеотидов в и-РНК N нуклеотидов = 90+84+60+66 = 300 нуклеотидов 3) находим длину и-РНК L РНК = n нуклеотидов и-РНК х L одного нуклеотида L РНК = 3,4 Ао х 300 = 1020 Ао 4) находим массу и-РНК M и-РНК = М одного нуклеотида х n нуклеотидов M и-РНК = 300 х 300 = 90000 5) Исходя из триплетности кода в данной и-РНК закодировано аминокислот n а/к = n нуклеотидов : 3 n а/к = 300:3 = 100 6) Белок состоит из аминокислот, следовательно, чтобы найти массу белка надо количество аминокислот умножить на массу одной аминокислоты M полипептида = М одной а/к х n аминокислот M полипептида = 110 х 100 = 11000 7) Что касается двухцепочечной ДНК, с одной из цепей которой снималась и-РНК, то ее длина будет такой же как у и-РНК (1020 Ао), а число нуклеотидов и их масса будет в два раза больше, т.к. ДНК двухцепочечная молекула. n нуклеотидов в ДНК = 300 х 2 = 600 M ДНК = 300 х 600 = 18000 8) соотношение нуклеотидов двухцепочечной ДНК будет иным по сравнению с и-РНК: И-РНК ДНК А – 28% 14% - Т – А – 14% У – 20% 10% - А – Т – 10% Ц – 22% 11% - Г – Ц – 11% Г – 30% 15% - Ц – Г – 15% Ответ: Т=А=24%, Ц=Г=26% 9) находим численное соотношение нуклеотидов в двухцепочечной ДНК: Тимина и аденина будет по 144 нуклеотида (600 х 24% : 100% = 144) Гуанина и цитозина будет по 156 нуклеотидов (600 х 26% : 100% = 156) Задача №7 Дано: n нуклеотидов в ДНК = 1020 n интронов = 120 Найти: L незрелой РНК - ? L зрелой РНК - ? n аминокислот - ? Решение: 1) Чтобы найти длину первоначальной (незрелой или про-и-РНК) и-РНК нужно количество нуклеотидов в ней умножить на длину одного нуклеотида L незрелой РНК = n нуклеотидов и-РНК х L одного нуклеотида L незрелой РНК = 1020 х 3,4 Ао = 3468 Ао 2) Чтобы найти длину зрелой и-РНК нужно количество информативных участков – экзонов умножить на длину одного нуклеотида, т.к. во время процессинга из первоначальной и-РНК неинформативные участки будут удалены L зрелой РНК = (1020 – 120) х 3,4 Ао = 900 х 3,4 Ао = 3060 Ао 3) Определяем количество аминокислот в белке (полипептиде) n аминокислот = n экзонов : 3 ( три нуклеотида кодируют одну аминокислоту) n аминокислот = 900 : 3 = 300 Задача №8 Дано: n аминокислот = 287 Найти: LДНК - ? M ДНК - ? Решение: 1) находим количество нуклеотидов в гене, кодирующим гемоглобин n нуклеотидов ДНК = n а/к х 3 n нуклеотидов ДНК = 287 х 3 = 861 нуклеотидов в гене 2) длина гена LДНК = n нуклеотидов ДНК х L одного нуклеотида LДНК = 861 х 3,4 = 2927,4 Ао 3) масса гена M ДНК = М одного нуклеотида х n нуклеотидов M ДНК = 300 х 861 = 258300 Задача №9 Дано: М гена = 288000 Найти: n аминокислот - ? M полипептида - ? L ДНК - ? Решение: 1) Чтобы найти длину гена, сначала находим количества нуклеотидов в нем n нуклеотидов в ДНК = М ДНК : М одного нуклеотида n нуклеотидов в ДНК = 288000 : 300 = 960 нуклеотидов 2) находим длину гена L ДНК = n нуклеотидов в гене х L одного нуклеотида L ДНК = 960 х 3,4 А0= 3264 А0 3) находим количество аминокислот, входящих в состав синтезируемого белка, исходя из того, что три нуклеотида кодируют одну аминокислоту n аминокислот = n нуклеотидов в ДНК : 3 n аминокислот = 960 : 3 = 320 аминокислот 4) находим массу белка M полипептида = М одной а/к х n аминокислот M полипептида = 110 х 320 = 35200 Масса гена 288000, а масса закодированного этим геном белка составляет 35200, следовательно ген тяжелее белка! Задача №10 Дано: n аминокислот = 50 Найти: n нуклеотидов в ДНК - ? Решение: 1)количество нуклеотидов в ДНК находим исходя их свойств генетического кода: одна аминокислота кодируется тремя нуклеотидами n нуклеотидов в ДНК = n аминокислот х 3 n нуклеотидов в ДНК = 50 х 3 = 150 нуклеотидов в одной цепи молекулы ДНК, следовательно в двух цепях этой молекулы 300 нуклеотидов Задача №11 Дано: n аминокислот = 48 Найти: L ДНК - ? М ДНК - ? Решение: 1) количество нуклеотидов в ДНК находим исходя их свойств генетического кода: одна аминокислота кодируется тремя нуклеотидами n нуклеотидов в ДНК = n аминокислот х 3 n нуклеотидов в ДНК = 48 х 3 = 144 нуклеотидов в гене 2) находим длину полинуклеотида L ДНК = n нуклеотидов в ДНК х L одного нуклеотида L ДНК = 144 х 3,4 А0 = 489,6 А0 3) находим массу полинуклеотида М ДНК = n нуклеотидов в ДНК х 2 х М одного нуклеотида М ДНК = 144 х 2 х 300 = 86400 Задача №12 Дано: L гена = 765 А0 Найти: n аминокислот - ? m гена - ? Решение: 1) находим количество нуклеотидов в гене n нуклеотидов в гене = L гена: L одного нуклеотида n нуклеотидов в гене = 765 : 3,4 = 225 нуклеотидов в гене 2) находим массу гена М = n нуклеотидов в гене х М одного нуклеотида М гена = 225 х 300 = 135000 3) находим количество аминокислот в белке, закодированном в этом гене n аминокислот = n нуклеотидов в гене : 3 n аминокислот = 225 : 3 = 75 аминокислот в белке Задача №13 Дано: m ДНК = 3х108 n аминокислот = 300 Найти: n белков - ? Решение: 1) зная массу ДНК, можем найти количество нуклеотидов в ней n нуклеотидов в ДНК = М ДНК : М одного нуклеотида n нуклеотидов в ДНК = 3х108 : 300 = 1000000 нуклеотидов в ДНК 2) один белок состоит из 300 мономеров, следовательно, его будут кодировать 900 нуклеотидов: n нуклеотидов в гене = n аминокислот х 3 n нуклеотидов в гене = 300 х 3 = 900 3) находим количество генов в ДНК, зная количество нуклеотидов в ДНК и количество нуклеотидов в одном гене n генов = n нуклеотидов в ДНК : n нуклеотидов в гене n генов = 1000000 : 900 = 1111 генов входит в состав данной ДНК 4) один ген → один белок 1111 генов, следовательно, 1111 белков Задача №14 Дано: n аминокислот = 215 Найти: L РНК - ? М РНК - ? Решение: 1) находим количество нуклеотидов в и-РНК, которая несет информацию о белковой молекуле, исходя из свойств генетического кода n нуклеотидов в РНК = n аминокислот х 3 n нуклеотидов в РНК = 215 х 3 = 645 2) L РНК = n нуклеотидов в РНК х L одного нуклеотида L РНК = 645 х 3,4 А0 = 2193 А0 3) находим массу и-РНК М РНК = n нуклеотидов в РНК х М одного нуклеотида М РНК = 645 х 300 = 193500 Задача №15 Дано: n нуклеотидов в ДНК = 1500 n экзонов = 1100 Найти: L РНК незрелой - ? L РНК зрелой - ? n аминокислот - ? М белка - ? Решение: 1) незрелая и-РНК или про-и-РНК состоит из того же количества нуклеотидов, что и ДНК, т.к. она считывает всю информацию с ДНК, следовательно можем определить длину данной про-и-РНК L РНК незрелой = n нуклеотидов в РНК х L одного нуклеотида L РНК незрелой = 1500 х 3,4 А0= 5100 А0 2) зрелая и-РНК после процессинга состоит из экзонов, находим ее длину L РНК зрелой = n нуклеотидов в зрелой РНК х L одного нуклеотида L РНК зрелой = 1100 х 3,4 А0= 3740 А0 3) находим количество аминокислот в белке n аминокислот = n экзонов : 3 n аминокислот =1100 : 3 = 366 аминокислот в белке 4) находим массу белка М белка = n аминокислот х М одной аминокислоты М белка = 366 х 110 = 40260 Задача 16. Дано: n аминокислот в белке = 350 Найти: n нуклеотидов в ДНК - ? L гена - ? М гена - ? Решение: 1) находим количество нуклеотидов в гене, который кодирует белок, состоящий из 350 аминокислот: n нуклеотидов в гене = n аминокислот х 3 n нуклеотидов в гене = 350 х 3 = 1050 2) находим количество нуклеотидов в двух цепях ДНК: n нуклеотидов в ДНК = 1050 х 2 = 2100 3) находим массу гена: М гена = n нуклеотидов в гене х М одного нуклеотида М гена = 1050 х 300 = 315000 4) находим длину гена: L гена = n нуклеотидов в гене х L одного нуклеотида L гена = 1050 х 3,4А0 = 3570А0 Задача 17 Дано: фрагмент ДНК Найти: L ДНК - ? m ДНК - ? Решение: 1) Используя принцип комплиментарности, составляем вторую цепь молекулы ДНК ААА-ЦГЦ-ТТТ-ТАЦ-ГГГ-ЦЦЦ-ТТЦ - первая цепь ДНК ТТТ-ГЦГ-ААА-АТГ-ЦЦЦ-ГГГ-ААГ - вторая цепь ДНК 2) Находим массу фрагмента ДНК, посчитав количество нуклеотидов в двух цепях молекулы ДНК М ДНК = n нуклеотидов в двух цепях ДНК х М одного нуклеотида М ДНК = 42 х 300 = 12600 3) Находим длину фрагмента ДНК: L ДНК = n нуклеотидов одной цепи ДНК х L одного нуклеотида L гена = 21 х 3,4А0 = 71,4А0 Задача 18 Дано: n экзонов в ДНК = 1567 n интронов в ДНК = 789 Найти: n аминокислот в белке - ? L незрелой и-РНК - ? L зрелой и-РНК - ? Решение: 1) Находим длину незрелой и-РНК: L РНК незрелой = n нуклеотидов в РНК х L одного нуклеотида L РНК незрелой = (789+1567) х 3,4А0 = 8010,4 А0 2) Находим длину окончательного варианта и-РНК L РНК зрелой = n нуклеотидов в зрелой РНК (экзонов) х L одного нуклеотида L РНК зрелой =1567 х 3,4А0 = 5327,8 А0 3) Находим количество аминокислот, входящих в состав белка: n аминокислот = n экзонов : 3 n аминокислот =1567 : 3 = 522 Задача 19 Дано: n а/м в белке = 5х108 Найти: L гена - ? М гена - ? Решение: 1) Находим количество нуклеотидов в гене, который кодирует белок: n нуклеотидов в гене = n аминокислот х 3 n нуклеотидов в гене = 5х108 х 3 = 15х108 2) Находим массу гена: М гена = n нуклеотидов в гене х М одного нуклеотида М гена = 15х108 х 300 = 45х1010 3) Находим длину гена: L гена = n нуклеотидов в гене х L одного нуклеотида L гена = 15х108 х 3,4А0 = 51х108А0 Задача 20 Дано: М ДНК =8х109 n аминокислот в белке = 150 Найти: n белков закодированных в ДНК - ? L ДНК - ? Решение: 1) Находим количество нуклеотидов в молекуле ДНК: n нуклеотидов в ДНК = m ДНК : m одного нуклеотида n нуклеотидов в ДНК = 8х109 : 300 = 26 х 106 2) Находим длину ДНК: L ДНК = n нуклеотидов одной цепи ДНК х L одного нуклеотида L гена = (26 х106 : 2) х 3,4А0 = 44,2х106А0 3) Находим количество нуклеотидов в гене: n нуклеотидов в гене = n аминокислот х 3 n нуклеотидов в гене =150 х 3 = 450 4) Находим количество генов в молекуле ДНК: n генов в ДНК = n нуклеотидов в ДНК : n нуклеотидов в гене n генов = 26 х 106 / 450 = 57000 генов входит в состав данной ДНК 5) один ген → один белок 57000 генов, следовательно, 57000 белков Задача 21 Дано: и-РНК Г – 18% А – 28% У – 37% (370 шт.) Найти: L РНК - ? М РНК -? L ДНК -? М ДНК -? соотношение нуклеотидов в ДНК - ? Решение: 1) находим процентное содержание Ц в и-РНК: 100% - (28+18+37) = 17% 2) находим количество нуклеотидов в и-РНК: 100% - х шт 37% - 370шт n нуклеотидов = 370 х 100 : 37 = 1000 шт 3) Находим длину и-РНК: L РНК = n нуклеотидов и-РНК х L одного нуклеотида L РНК = 1000 х 3,4А0 = 3400А0 4) Находим вес и-РНК: M и-РНК = M одного нуклеотида х n нуклеотидов M и-РНК = 300 х 1000 = 300000 5) Находим количество нуклеотидов в ДНК (число нуклеотидов и их масса будет в два раза больше, т.к. ДНК двухцепочечная молекула): n нуклеотидов в ДНК = n нуклеотидов в РНК х 2 = 1000 х 2 = 2000 6) находим вес ДНК: M ДНК = M одного нуклеотида х n нуклеотидов M ДНК = 300 х 2000 = 600000 7) находим длину ДНК: L ДНК = n нуклеотидов ДНК в одной цепи х L одного нуклеотида L ДНК = 1000 х 3,4А0 = 3400А0 8) Находим нуклеотидный состав молекулы ДНК: РНК ДНК А-28% 14% Т – А14% А в ДНК= 14%+18,5%=32,5% Г-18% 9% Ц – Г 9% Т в ДНК = 14%+18,5%=32,5% У-37% 18,5% А – Т 18,5% Г в ДНК = 9%+8,5%=17,5% Ц-17% 8,5% Г – Ц 8,5% Ц в ДНК = 9%+8,5%=17,5% 9) находим численное соотношение нуклеотидов в двухцепочечной ДНК: Тимина и аденина будет по 650 нуклеотида (2000 х 32,5% : 100% = 650) Гуанина и цитозина будет по 350 нуклеотидов (2000 х 17,5% : 100% = 350) |