Задачи по молекулярной биологии: цепи ДНК, кодоны и число хромосом

В задачах по молекулярной биологии сначала определяют, что именно считают: нуклеотиды одной цепи, суммарный состав двух цепей, кодоны РНК или хромосомы клетки. Одинаковое число в разных формулировках может означать разные величины. Поэтому решение начинается с короткой схемы объекта и оговорённых условий.

Задача 1: состав двухцепочечной ДНК

В молекуле двухцепочечной ДНК аденин составляет 28% всех нуклеотидов. По комплементарности тимина также 28%. На гуанин и цитозин остаётся 100−56=44%, поровну: 22% и 22%. Ответ относится ко всей двухцепочечной молекуле.

Нельзя автоматически переносить равенство A=T на одну отдельно указанную цепь: её состав может отличаться от комплементарной. В условии специально сказано «всех нуклеотидов молекулы». Если исследуется одноцепочечный фрагмент, понадобятся дополнительные сведения. Всегда переписывайте, к какой части объекта относится процент.

Задача 2: информационная РНК и белок

Дан учебный участок иРНК: АУГ—ГГЦ—УУУ—УАА. По стандартной таблице кода это метионин, глицин, фенилаланин и сигнал остановки. В коротком фрагменте получаются три аминокислотных остатка, если чтение начинается с указанного старт-кодона и нет дополнительных условий.

Стоп-кодон не кодирует «четвёртую аминокислоту». При решении не заменяйте У на Т, будто анализируется ДНК: в РНК используется урацил. Также не сдвигайте рамку чтения произвольно. В реальной задаче нужно учитывать, какая цепь дана и в каком направлении она записана; понятия кодирующей и матричной цепи различаются.

Задача 3: хромосомы после репликации

Условная диплоидная клетка имеет 12 хромосом до S-фазы. После репликации до начала расхождения сестринских хроматид в ней всё ещё 12 хромосом, но 24 хроматиды. После обычного завершения митоза в каждой дочерней клетке будет 12 хромосом.

Хромосомы в этой модели считают по центромерам. Поэтому удвоение ДНК не следует записывать как мгновенное удвоение набора хромосом. Если задача спрашивает анафазу или весь делящийся объект до цитокинеза, условия подсчёта меняются: обязательно называйте стадию и то, рассматривается ли клетка целиком или один полюс.

Самостоятельные задания

1. В двухцепочечной ДНК цитозина 20%. Сколько аденина? Ответ:30%, поскольку C=G=20%, а A+T=60%. 2. В учебном фрагменте пять смысловых кодонов и один стоп-кодон. Сколько остатков в соответствующей цепочке? Пять при заданной рамке чтения. 3. В G₁ клетка имеет 8 хромосом. Сколько хроматид после S-фазы?16.

Проверяйте ответ по ограничениям: проценты должны давать 100, количество аминокислот не включает стоп-сигнал, а изменения хромосом должны соответствовать конкретной фазе. Если результат нарушает эти условия, вернитесь к определению объекта, а не только пересчитывайте арифметику.

Связанные материалы

Что такое генетический код, Что такое биосинтез белка, Деление клетки.