Молекулярно-генетические основы жизни

Семинарское занятие № 13
МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЖИЗНИ
Вопросы для обсуждения:
1. Исследование структуры ДНК и механизма воспроизводства.
2. Генетическая информация: мифы и реальность.
3. Международная программа «Геном человека».
4. Наследственность и изменчивость. Законы генетики.
5. Успехи и перспективы развития генной инженерии. Идея клонирования и
проблема ответственности.
6. Молекулярная медицина: фантастика или реальность?
Перечень основных понятий и терминов: нуклеиновые кислоты,
нуклеотид, комплементарность, редупликация, транскрипция, трансляция,
генетический код, кодон, триплет, генетика, наследственность, ген, геном,
генотип, аллель, гомозигота, гетерозигота, изменчивость, фенотип, мутация.
Учебная литература: Горелов А.А. – С. 99-105; Дубнищева Т.Я. (2006) – С. 429-464;
КСЕ / Под ред. В.Н.Лавриненко – С.198-203; Мотылева Л.С. – С. 242-247; Рузавин Г.И. –
С. 164-170.
Дополнительная литература:
1. Акифьев А.П. Избыточная ДНК – генетическая квадратура круга? // Природа. – 2004. –
№ 10.
2. Бакай А.В., Кочиш И.И., Скрипниченко Г.Г. Генетика. - М.: КолосС, 2006. - 448 с.
3. Вахненко Д.В, Гарнизоненко Т.С., Колесников СИ. Биология с основами экологии:
учебник для вузов. - Ростов н/Д: издательство «Феникс», 2003. - 512с.
4. Генетика / Под ред. академика РАМН В.И. Иванова. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2006.
- 638 с.
5. Геном, клонирование, происхождение человека / Под ред. Л.И.Корочкина. – М., 2004. –
224 с.
6. Горбунова В.Н. Что вы знаете о своем геноме? – СПб.: Интермедика, 2001. – 144 с.
7. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология. В 3 т. Т. 3. – М., Мир. 1993. – 374 с.
8. Гуляев Г.В. Генетика. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 1984. -351 с.
9. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. Практикум. – М.: Высш.
шк., 2002. – 252 с.
10. Карпов В.Л. От чего зависит судьба гена // Природа. – 2005. – № 3.
11. Пехов А.П. Биология с основами экологии. – СПб.: Изд-во «Лань», 2000. – 672 с.
12. Ратнер В.А. Молекулярно-генетическая система управления // Природа. – 2001. – №3.
13. Струнников В.А.. Клонирование животных: теория и практика // Природа. – 1998. – №
7.
14. Соколовская Б.Х. Сто задач по генетике и молекулярной биологии. – Новосибирск:
Сиб. Отд. «Наука», 1971. – 63 с.
15. Шевцова В.М. Гены и социальная эволюция. – Краснодар, 2004. – 280 с.
Практическая работа «ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД»
Пользуясь таблицей, решите следующие задачи.
Таблица
Соответствие кодонов и-РНК аминокислотам
Основания кодонов
Первый
У
Ц
А
Г
Второй
У
Ц
А
Г
У
Ц
А
Г
У
Ц
А
Г
У
Ц
А
Г
Третий
У
Фен
Сер
Тир
Цис
Лей
Про
Гис
Арг
Иле
Тре
Асн
Сер
Вал
Ала
Асп
Гли
Ц
Фен
Сер
Тир
Цис
Лей
Про
Гис
Арг
Иле
Тре
Асн
Сер
Вал
Ала
Асп
Гли
А
Лей
Сер
стоп
стоп
Лей
Про
Глн
Арг
Иле
Тре
Лиз
Арг
Вал
Ала
Глу
Гли
Нуклеотиды: У – урацил, Ц – цитозин, А – аденин, Г – гуанин.
Г
Лей
Сер
стоп
Три
Лей
Про
Глн
Арг
Мет
Тре
Лиз
Арг
Вал (Н)
Ала
Глу
Гли
Аминокислоты: ала – аланин, арг – аргинин, асн – аспарагин, асп – аспарагиновая
кислота, вал – валин, гис – гистидин, гли – глицин, глн – глутамин, глу – глутаминовая
кислота, иле – изолейцин, лей – лейцин, лиз – лизин, мет – метионин, про – пролин, сер –
серин, тир – тирозин, тре – треонин, три – триптофан, фен – фенилаланин, цис – цистеин,
стоп – кодоны определяют окончание синтеза полипептидной цепи, (н) – кодоны
определяют начало синтеза полипептидной цепи.
Задача 1. Молекула ДНК в одной из своих цепей содержит фрагмент с
последовательностью
Достройте
нуклеотидов:
соответствующий
АГТАЦЦГАТАЦТЦГАТТТАЦГ…
фрагмент
второй
цепи
по
.
принципу
комлементарности.
Задача 2. Одна из цепей фрагмента молекулы ДНК имеет такую
последовательность нуклеотидов: ЦГТГАТТТТГГТТГТА… . Какова будет
структура фрагмента ДНК после репликации?
Задача 3. В лаборатории исследован участок одной из цепочек молекулы
ДНК. Оказалось, что он состоит из 20 мономеров, которые расположены в
такой
последовательности:
ГТГТААЦГАЦЦГАТАЦТГТА.
Что
можно
сказать о строении соответствующего участка второй цепочки той же
молекулы ДНК?
Задача 4. Фрагмент ДНК имеет состав ТАГАЦТГГТАЦАЦГТГГТГА … .
Определить структуру синтезируемого фрагмента и-РНК.
Задача 5. Определите последовательность аминокислот, зашифрованной
последовательностью нуклеотидов в и-РНК АГУЦАГУУУ… .
Задача 6. Одна из цепочек молекулы ДНК имеет следующий порядок
нуклеотидов:
ЦЦГТАЦЦТАГТЦ…
.
Определите
последовательность
аминокислот в соответствующем полипептиде, если известно, что и-РНК
синтезируется на комплементарной цепи ДНК.
Задача 7. Участок цепи ДНК имеет следующую последовательность
нуклеотидов:
ГГААЦАЦТАГТТААААТАЦГТ…
.
Какова
последовательность аминокислот в полипептиде, соответствующем этой
генетической информации?
Задача
Участок
8.
гена
имеет
следующее
строение:
ЦГГЦГЦТЦААААТЦГ… .Укажите строение соответствующего участка того
белка, информация о котором содержится в данном гене. Как отразится на
строении белка удаление из гена четвертого нуклеотида?
Задача 9. Полипептид имеет следующий порядок аминокислот: гли-треала-сер-арг-… . Определите один из вариантов последовательности
нуклеотидов в обеих цепочках фрагмента молекулы ДНК, кодирующей
данный полипептид.
Задача
10.
Определить
один
из
вариантов
последовательности
нуклеотидов участка молекулы ДНК, в котором зашифрована информация о
последовательности аминокислот: глутамин – лейцин – лизин – аргинин.