Практична робота № 1.

Тема: Розв’язування елементарних вправ із молекулярної біології.

Мета: Вміти моделювати процес кодування спадкової інформації.

Обладнання: Таблиці з генетичним кодом, методичні вказівки, картки з завданнями.

План уроку:

1.     Повторення теоретичного матеріалу з молекулярної біології.

2.     Розв’язування задач.

3.     Робота з індивідуальними завданнями.

Теоретичне обгрунтування.

  У живій природі в процесі еволюції виробився код, який називається кодом ДНК. На молекулах ДНК записана і зберігається інформація про первинну структуру всіх білків данної клітини. Частину молекули ДНК, у якій міститься інформація про первинну структуру одного певного білка, називають ГЕНОМ. Кожна амінокислота білка кодується сполученням трьох послідовно розміщених у ланцюзі ДНК нуклеотидів-триплетів. Виходячи з принципу комплементарності, нуклеотиду ДНК з азотистою основою Аденін (А) відповідає нуклеотид з азотистою основою Тимін (Т), Гуаніну (Г)- Цитозин (Ц). Інформація, яка міститься в гені, ніби переписується на і-РНК. Цей процес називається транскрипцією. Генетичний код однозначний, тобто кожний триплет кодує лише одну певну амінокислоту, та універсальний, єдиний для всіх організмів, які існують на Землі.

Хід роботи:

Приклади задач.

  Приклад 1.   На фрагменті ДНК, що має склад Ц-А-Т-Г-Г-Ц-Т-А-Т, синтезовано фрагмент і-РНК. Який його склад?

Рішення:

ДНК:       Ц-А-Т-Г-Г-Ц-Т-А-Т

і-РНК:     Г-У-А-Ц-Ц-Г-А-У-А

 Приклад 2.

 Ділянка ДНК має послідовно розміщені нуклеотиди:

А-А-Г-Т-Г-Т-Г-А-Ц-Т-Т-А. Який амінокислотний склад білкового ланцюга відповідає цій ділянці ДНК?

Рішення:

1.     Виписуємо нуклеотиди ДНК. розбиваємо їх на триплети і одержуємо:

       ААГ-ТГТ-ГАЦ-ТТА.

2.     Складаємо триплети і-РНК комплементарні кодонам ДНК:

      УУЦ-АЦА-АУГ-ААУ.

3.     Визначаємо по таблиці, яка амінокислота закодована кожним триплетом і-РНК:

    ДНК:         ААГ         -ТГТ      -ГАЦ       -ТТА

   і-РНК:       УУЦ        -АЦА     -ЦУГ       -ААУ

Білок:     Фенілаланін  Треонін  Лейцин  Аспарагін

 Приклад 3.

 Фрагмент молекули білка міоглобіну містить амінокислоти, послідовність розташування яких: Валін-Аланін-Глутамінова кислота-Тирозин-Серин-Глутамін. Написати структуру ділянки молекули ДНК, яка кодує данну послідовність амінокислот.

Рішення:

1.     По таблиці знаходимо триплети, які кодують кожну з наведених амінокислот. Код для амінокислот: Валін-ГУУ, Аланін-ГЦУ, Глутамінова кислота-ГАА, Тирозин-УАУ, Серин-УЦУ. Глутамін-ЦАА. Виписуємо кодони всіх амінокислот у необхідній послідовності. Одержаний ланцюг відображає будову молекули і-РНК:   ГУУ-ГЦУ-ГАА-УАУ-УЦУ-ЦАА

2.     Визначаємо будову ланцюгу ДНК, яка кодувала будову і-РНК:

ЦАА-ЦГА-ЦТТ-АТА-АГА-ГТТ.

Приклад 4.

 До складу білка входять 400 амінокислот. Визначте, яку довжину має ген, що

 його кодує.

Рішення:

 Відповідна ділянка одного ланцюга ДНК складається з 400 х 3=1200

нуклеотидів, а ген – із 1200 пар нуклеотидів. Довжина одної пари нуклеотидів

0,34 нм, звідси довжина даного гена 1200 х 0,34=408 нм.

Приклад 5.

 На одному з ланцюгів ДНК синтезована іРНК, в якій А-14%, Г-20%, У-40%, Ц-

26%. Визначте процентний вміст нуклеотидів у молекулі ДНК.

Рішення:

 Визначаємо структуру ділянки ДНК за матрицею якої синтезована і-РНК:

  і-РНК   А(14%)  Г(20%)   У(40%)   Ц(26%).

  ДНК     Г(14%)   Ц(20%)   А(40%)  Т(26%).

                А(14%)  Г(20%)   Т(40%)   Ц(26%).

   А=Т= (40+14): 2= 54:2=27% ;   Г=Ц= (20+26):2 =46:2=23%

Таким чином, процентний вміст нуклеотидів у молекулі ДНК становить:

 А-27%, Г-23%,  Т=27%, Ц-23%

Питання до самоперевірки.

1.     Що таке спадковість?

2.     Охарактеризуйте первинну структуру білка.

3.     Що являє собою код ДНК?

4.     Як відбувається транскрипція?

5.     Що таке генетичний код і які його властивості?

6.     Яким буде нуклеотидний склад ділянки дволанцюгової ДНК, якщо і-РНК містить Аденіну 21%, Цитозину 25%, Гуаніну 24%, Урацилу 30%?

7.     Визначте послідовність амінокислот у поліпептиді, закодованому геном із таким складом нуклеотидів: ЦАГТГГААЦАТАЦТТТ.

8.     Поліпептидний ланцюг складається з таких амінокислот: Валін-Лейцин-Гістидин-Серин-Ізолейцин. Яка послідовність нуклеотидів у ланцюзі ДНК, що кодує даний білок?

9.     Білок вазопресин складається з 9 амінокислот і кодується такими триплетами: ТГТ-ТАГ-ТТТ-ГАА-ГАТ-ТГТ-ЦЦТ-ЦГТ-ГГТ. Визначте а)довжину гена, що кодує вазопресин; б) амінокислотний склад білка