Практическая работа № 2 «Решение задач по теме: «Репликация ДНК» Вариант 2 Задача № 1. Одна из цепочек ДНК имеет последовательность нуклеотидов: ТЦА ТГГ ЦТА ТГА ГЦТ ААА ТГЦ Какой будет структура молекул ДНК после репликации? Задача № 2. Сколько и каких видов свободных нуклеотидов потребуется при репликации молекулы ДНК, в которой количество тимина равно 700000, а цитозина – 1600000? Задача № 3. В молекуле ДНК обнаружено 440 тимидиловых нуклеотидов, которые составляют 22% от общего числа нуклеотидов в этой ДНК. Определите: а) сколько других нуклеотидов в этой ДНК? б) какова длина этого фрагмента? Задача № 4. Дана молекула ДНК с относительной молекулярной массой 103500, из них 13800 приходится на долю гуаниловых нуклеотидов. Найдите количество всех нуклеотидов в этой ДНК после репликации исходной молекулы. Определите длину этого фрагмента. Задача № 5 В молекуле ДНК из 1200 пиримидиновых оснований 520 составляет цитозин Определите, какое количество аденина, гуанина, тимина и цитозина потребуется для синтеза нуклеотидов, чтобы обеспечить репликацию данной молекулы. Задача № 6 Ферменты, осуществляющие репликацию ДНК, движутся со скорость 0,6 мкм/мин. Сколько времени понадобится для удвоения ДНК в хромосоме, имеющ 420 репликонов (единиц репликации), если длина каждого репликона 50 мкм.

Задача № 1.

После репликации ДНК образуется две двухцепочечные молекулы ДНК, каждая из которых будет содержать исходную (материнскую) цепь и новую (дочернюю) цепь, комплементарную материнской. Для данной последовательности комплементарная цепь будет:

АГТ АЦЦ ГАТ АЦТ ЦГА ТТТ АЦГ

Задача № 2.

По правилу комплементарности, количество тимина (Т) равно количеству аденина (А), а количество цитозина (Ц) равно количеству гуанина (Г). Следовательно:

А = 700000 Г = 1600000

Таким образом, для репликации потребуется:

• 700000 адениловых нуклеотидов
• 700000 тимидиловых нуклеотидов
• 1600000 гуаниловых нуклеотидов
• 1600000 цитидиловых нуклеотидов

Всего потребуется 4 вида нуклеотидов: адениловые, тимидиловые, гуаниловые и цитидиловые.

Задача № 3.

a) Если 440 тимидиловых нуклеотидов составляют 22% от общего числа нуклеотидов, то общее число нуклеотидов в ДНК:

$$ rac{440}{0.22} = 2000 $$

Поскольку количество тимидиловых нуклеотидов равно количеству адениловых, то адениловых тоже 440. Оставшиеся нуклеотиды - это гуаниловые и цитозиновые, количество которых также равно друг другу. Таким образом:

$$ 2000 - 440 - 440 = 1120 $$

Следовательно, гуаниловых и цитозиновых нуклеотидов по:

$$ rac{1120}{2} = 560 $$

Другие нуклеотиды: 440 адениловых, 560 гуаниловых и 560 цитозиновых.

б) Длина фрагмента ДНК:

Длина одного нуклеотида ≈ 0,34 нм. Общая длина фрагмента:

$$ 2000 cdot 0.34 ext{нм} = 680 ext{нм} $$

Длина этого фрагмента составляет 680 нм.

Задача № 4.

Относительная молекулярная масса одного нуклеотида ≈ 345. Общее число нуклеотидов в молекуле ДНК:

$$ rac{103500}{345} = 300 $$

Количество гуаниловых нуклеотидов = 13800/345 = 40

По правилу комплементарности, количество гуанина равно количеству цитозина. Следовательно, цитозина также 40. Оставшиеся нуклеотиды - аденин и тимин, количество которых тоже равно:

$$ 300 - 40 - 40 = 220 $$

Следовательно, аденина и тимина по 220/2 = 110.

Общее количество нуклеотидов после репликации останется 300, просто образуется две молекулы ДНК вместо одной.

Длина фрагмента:

$$ 300 cdot 0.34 ext{нм} = 102 ext{нм} $$

Длина этого фрагмента составляет 102 нм.

Задача № 5

В молекуле ДНК пиримидиновые основания – это цитозин (Ц) и тимин (Т). Если из 1200 пиримидиновых оснований 520 составляет цитозин, то тимина:

$$ 1200 - 520 = 680 $$

По правилу комплементарности, количество цитозина равно количеству гуанина, а количество тимина равно количеству аденина. Следовательно:

Г = 520 А = 680

Для синтеза нуклеотидов потребуется:

• 680 аденина
• 520 гуанина
• 680 тимина
• 520 цитозина

Задача № 6.

Общая длина ДНК в хромосоме:

$$ 420 ext{репликонов} cdot 50 rac{ ext{мкм}}{ ext{репликон}} = 21000 ext{мкм} $$

Время, необходимое для удвоения ДНК:

$$ rac{21000 ext{мкм}}{0.6 rac{ ext{мкм}}{ ext{мин}}} = 35000 ext{мин} $$

Переведем в часы:

$$ rac{35000}{60} approx 583.33 ext{часа} $$

Понадобится примерно 583.33 часа для удвоения ДНК в хромосоме.