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.