ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №6
ТЕМА: МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОСНОВЫ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ (II) Цели занятия: 1) Изучить основные события процесса реализации наследственной информации у про- и эукариот. 2) Рассмотреть биологические антимутационные механизмы. 3) Разобрать основные свойства гена как структурно-функциональной единицы наследственной информации. Базисные знания: 1) Из материалов практического занятия №5 Вы должны знать строение и свойства нуклеиновых кислот, принципы кодирования наследственной информации. 2) Из курса биологии средней школы Вы должны иметь общие представления об основных этапах биосинтеза белка: транскрипции и трансляции. Учебная карта занятия:
А) Вопросы для подготовки к занятию: · Последовательность работы гена прокариот: транскрипция, трансляция, посттрансляционные процессы. · Последовательность работы гена эукариот: транскрипция, процессинг, трансляция, посттрансляционные процессы. · Ген – функциональная единица наследственности. Взаимосвязь между геном и признаком. Свойства гена. · Антимутационные свойства генетического материала.
Б) Список основной и дополнительной литературы по теме: Основная литература: 1. Биология: в 2 кн. / Под ред. В.Н. Ярыгина. – 2-е изд., испр. – М.: Высш. шк., 2001-2008. – Кн.1: Жизнь. Гены. Клетка. Онтогенез. Человек. 2. Конспекты лекций. Дополнительная литература: 1. Биология. / Под ред. В.Н. Ярыгина. – М.: Медицина. – 1984. – С. 74-81, 93-94, 111-116, 132-134, 145-147. 2. Биология. В 2-х кн. / Под ред. В.Н. Ярыгина. – М.: Высш. шк. – 1997. – Кн.1, – С. 78-84, 103-117, 171-180. 3. Биология. / А.А. Слюсарев, С.В. Жукова. – К.: Вища шк. – 1987. – С. 39-43, 87-97. 4. Биология с общей генетикой. / А.А. Слюсарев. – М.: Медицина. – 1977. – С. 62-66, 139-142. 5. Заяц Р.Г., Бутвиловский В.Э., Рачковская И.В., Давыдов В.В. Общая и медицинская генетика. Лекции и задачи. – Ростов н/Д: Феникс, 2002. – С. 45-47, 50-52, 59-66. 6. Пехов А. П. Биология: медицинская биология, генетика и паразитология/ А.П. Пехов. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. – 656 с.
В) Задания для учебно-исследовательской работы студентов: Задание 1. Изучение правил решения генетических задач по теме занятия. Познакомьтесь с примерами решения типовых задач с использованием таблицы генетического кода (см. Приложение 1. ТАБЛИЦА ГЕНЕТИЧЕСКОГО КОДА) и определения строения белка по структуре молекулы мРНК или ДНК. Задача 1. Нормальный гемоглобин (НbА), содержащийся в эритроцитах человека определяется следующей последовательностью нуклеотидов смысловой цепи ДНК: 3` ЦАА – ГТА – ГАА – ТГА – ГТТ – ЦТТ – ТТТ 5`. При заболевании серповидно-клеточной анемией (СКА) эритроциты содержат гемоглобин HbS и имеют форму серпа. Точковая мутация связана с заменой одной пары оснований ДНК в 6 триплете. В результате в молекуле гемоглобина глутаминовая кислота в 6-ом положении меняется на валин. Напишите последовательность аминокислот в начальном участке HbA и HbS, и выясните, какие изменения произошли в ДНК. Решение: 1. Восстановим состав нормальной ДНК, пользуясь принципами комплиментарности и антипараллельности: 5’ГТТ ЦАТ ЦТТ АЦТ ЦАА ГАА ААА3’
3’ЦАА ГТА ГАА ТГА ГТТ ЦТТ ТТТ5’
2. Построим молекулу нормальной иРНК на смысловой цепи ДНК (начинается с 3’ конца), пользуясь принципами комплиментарности и антипараллельности:
5`ГУУЦАУЦУУАЦУЦААГААААА3’
3. Пользуясь таблицей генетического кода, содержащей кодоны иРНК, устанавливаем аминокислотный состав участка нормальной молекулы гемоглобина (HbA):
1 2 3 4 5 6 7 - вал – гис – лей – тре – гли – глу – лиз –
4. Как следует из условия, в молекуле гемоглобина при СКА глутаминовая кислота в шестом положении замещается валином. Следовательно, аминокислотный состав данного участка мутантного гемоглобина (HbS) будет следующим:
1 2 3 4 5 6 7 - вал – гис – лей – тре – гли – вал – лиз –
5. Согласно таблице генетического кода, валин кодируется четырьмя вариантами триплетов – ГУУ; ГУЦ; ГУА и ГУГ. Однако, лишь один из них (ГУА) отличается от триплета, кодирующего глутаминовую кислоту (ГАА), одним основанием. Следовательно, нуклеотидный состав иРНК при СКА выглядит следующим образом:
5’ ГУУ – ЦАУ – ЦУУ – АЦУ – ЦАА – ГУА – ААА 3’
6. Восстанавливаем состав молекулы ДНК при СКА, пользуясь принципами комплиментарности и антипараллельности: 5’ ГТТ ЦАТ ЦТТ АЦТ ЦАА ГТА ААА 3’
3’ ЦАА ГТА ГАА ТГА ГТТ ЦАТ ТТТ 5’ Ответ: 1. Участок молекулы HbA: -вал – гис – лей – тре – гли – глу – лиз –. 2. Участок молекулы HbS: -вал – гис – лей – тре – гли – вал – лиз –. 3. Замена в шестом положении глутаминовой кислоты на валин связана с точковой мутацией в ДНК – замена в семнадцатом положении тимина на аденин. Задание 2: Самостоятельное решение генетических задач. Решите следующие задачи самостоятельно(см. Приложение 1. ТАБЛИЦА ГЕНЕТИЧЕСКОГО КОДА): Задача 2.1. В синтезе полипептида последовательно приняли участие тРНК с антикодонами: УАЦ, ЦЦА, УЦГ, УГА, ААГ. Составьте схему трансляции. Определите структуру участка ДНК, кодирующего этот полипептид.
Задача 2.2. Последовательность нуклеотидов на мРНК: ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|