Каково значение антипараллельности комплементарных цепей нуклеиновых кислот, и как она влияет на синтез нуклеиновых кислот? Учитывая, что рибосома движется по иРНК от 5’ к 3’ концу, и зная, что фрагмент гена имеет следующую последовательность нуклеотидов: 5’-АТТЦГГАТЦГГЦАТТ-3’ (матрица) и 3’-ТААГЦЦТАГЦЦГТАА-5’, каковы аминокислоты до и после точечной мутации, которая заменила вторую аминокислоту на аминокислоту Гли? Опишите последовательность ваших действий и объясните, благодаря какому свойству генетического кода данный фрагмент ДНК будет кодировать одинаковый фрагмент белка в клетках растений и животных. Не забудьте указать направление цепи при написании последовательностей нуклеиновых кислот.

Биология 11 класс Генетический код и синтез белка антипараллельность нуклеиновых кислот синтез нуклеиновых кислот рибосома иРНК аминокислоты точечная мутация генетический код растения животные последовательность нуклеотидов ДНК направление цепи нуклеиновых кислот Новый

Значение антипараллельности комплементарных цепей нуклеиновых кислот

Антипараллельность комплементарных цепей нуклеиновых кислот означает, что одна цепь ДНК или РНК имеет направление 5' к 3', а другая - 3' к 5'. Это важное свойство, так как оно обеспечивает правильное взаимодействие между цепями и играет ключевую роль в процессах репликации и транскрипции.

• При репликации ДНК антипараллельность позволяет ферментам, таким как ДНК-полимераза, корректно считывать и синтезировать новые цепи.
• В транскрипции РНК-полимераза синтезирует мРНК на матричной цепи ДНК, движущейся от 3' к 5', что соответствует направлению синтеза мРНК от 5' к 3'.

Синтез аминокислот на основе последовательности нуклеотидов

Давайте рассмотрим заданный фрагмент гена, который представлен в виде матричной цепи:

5'-АТТЦГГАТЦГГЦАТТ-3' (матрица)

3'-ТААГЦЦТАГЦЦГТАА-5' (комплементарная цепь)

Сначала мы должны транскрибировать матричную цепь в мРНК. При этом заменяем тимин (Т) на урацил (У):

5'-АУУЦГГАУЦГГЦАУТ-3' (мРНК)

Теперь мы разбиваем мРНК на кодоны (три нуклеотида) и определяем аминокислоты с помощью генетического кода:

• АУУ - изолейцин (Ile)
• ЦГГ - аргинин (Arg)
• АУЦ - изолейцин (Ile)
• ГГЦ - глицин (Gly)
• АУТ - может кодировать метионин (Met) или треонин (Thr), в зависимости от контекста

Таким образом, у нас есть последовательность аминокислот:

Итак, до мутации: Изолейцин - Аргинин - Изолейцин - Глицин.

Точечная мутация и её влияние

Теперь рассмотрим точечную мутацию, которая заменяет вторую аминокислоту (аргинин) на глицин. Это может произойти, если в мРНК кодон ЦГГ (аргинин) заменяется на ГГЦ (глицин):

Таким образом, после мутации последовательность аминокислот будет: Изолейцин - Глицин - Изолейцин - Глицин.

Объяснение свойства генетического кода

Генетический код является универсальным, что означает, что одни и те же триплеты нуклеотидов кодируют одни и те же аминокислоты как у растений, так и у животных. Это свойство обеспечивается тем, что кодоны и соответствующие им аминокислоты одинаковы для большинства организмов. Это позволяет фрагменту ДНК кодировать одинаковый фрагмент белка в клетках растений и животных.

Последовательность действий

1. Определите матричную цепь ДНК и её комплементарную цепь.
2. Транскрибируйте матричную цепь в мРНК, заменяя Т на У.
3. Разбейте мРНК на кодоны и определите аминокислоты с помощью генетического кода.
4. Определите влияние точечной мутации на последовательность аминокислот.
5. Объясните, как универсальность генетического кода позволяет кодировать одинаковые белки в разных организмах.