Практ. 2

1. Укажите для процесса репликации:

а) матрицу: молекула ДНК;
б) субстраты: молекула ДНК;
в) фермент, обеспечивающий соединение дезоксирибонуклеотидов в биополимер: ДНК-полимераза;
г) локализацию в клетке: ядро, ядрышко;
д) фазу клеточного цикла, в которой происходит этот процесс: синтетическая (S-фаза).

2. Фрагмент одной цепи молекулы ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: ЦГТ ГАТ ТТТ ГГТ ТГТ АГГ. Какой будет структура молекул ДНК после репликации?

ГЦА ЦТА ААА ЦЦА АЦА ТЦЦ

3. Участок одной из цепей молекулы ДНК имеет следующий состав нуклеотидов:

…АГТ АЦГ ГЦА ТГЦ АТТ АЦА ТГЦ ЦГГ АЦГ ТААТ… Запишите нуклеотидный состав дочерних ДНК, образовавшихся в результате репликации исходного фрагмента молекулы. Укажите, какая из полинуклеотидных цепей является старой, какая — новой.

• Исходная ДНК: АГТАЦГГЦАТГЦАТТАЦАТГЦЦГГАЦГТААТ.
• Дочерняя ДНК: ТЦАТГЦЦГТАЦГТААТГТАЦГГЦЦТГЦАТТА.

4. Сколько и каких видов свободных нуклеотидов потребуется при репликации молекулы ДНК, в которой количество цитозина равно 600 000, тимина — 2 400 000?

Потребуется 600 000 гуанина и 2 400 000 аденина.

5. Общая масса всех молекул ДНК в 46 хромосомах одной соматической клетки человека составляет $6 · 10^{-9}$ мг. Чему будет равна масса молекул ДНК после репликации?

Репликация ДНК - удвоение молекулы, поэтому логично, что масса молекул ДНК после репликации будет равна $12 · 10^{-9}$ мг.

6. Ферменты, осуществляющие репликацию ДНК, движутся со скоростью 0,6 мкм/мин. Сколько времени понадобится для удвоения ДНК в хромосоме, имеющей 500 репликонов (единиц репликации), если длина каждого репликона 60 мкм?

• $60 · 500 = 30 000$ мкм (общая длина репликонов);
• Составим пропорцию: $\dfrac{1}{0.6} = \dfrac{x}{30000} (за одну минуту удваивается $0.6$ репликона);
• Тогда $x = \dfrac{30000 · 1}{0.6} = 50 000$ (минут понадобится для удвоения ДНК в хромосоме).

7. В молекуле ДНК из 960 пуриновых оснований 420 составляет гуанин. Определите, какое количество аденина, гуанина, тимина и цитозина потребуется для синтеза нуклеотидов, чтобы обеспечить репликацию данной молекулы.

А и Г — пуриновые основания, значит:

Т = $960 - 420 = 540,$ А = Т = $540;$
Г = Ц = $420.$

8. Допустим, что ДНК в клетках кишечной палочки синтезируется со скоростью 100 000 нуклеотидов в минуту и для репликации хромосомы требуется 10 мин. Какова длина хромосомы кишечной палочки в парах нуклеотидов? Какова длина в мм этой двуспиральной молекулы хромосомы?

• Длина одного нуклеотида $0.34$ нм
• $10\,мин · 100 000 = 1\,млн$ (нуклеотидов требуется для репликации хромосомы);
• $1 000 000 · 0.34\,нм = 340 000\,нм$ (длина одной спирали хромосомы);
• $340 000 · 2 = 680 000$ нм (длина двухспиральной молекулы хромосомы).

9. Молекула ДНК имеет относительную молекулярную массу 69 000, в том числе 8625 приходится на долю адениловых нуклеотидов. Найдите количество адениловых, тимиловых, гуаниловых и цитидиловых нуклеотидов, содержащееся в молекулах ДНК после репликации исходной молекулы. Относительная молекулярная масса одного нуклеотида в среднем составляет 345.

$\dfrac{69000}{345} = 200$ (общее количество нуклеотидов в ДНК);
$\dfrac{8625}{345} = 25$ (адениловых нуклеотидов в ДНК), А = Т = $25;$
Г = Ц, $200 - (25 + 25) = 150,$ значит Г = Ц = $75.$

10. Длина фрагмента молекулы ДНК составляет 720 нм; на долю цитидиловых нуклеотидов в данном фрагменте приходится 15 %. Определите относительную молекулярную массу соответствующего фрагмента обеих молекул ДНК после репликации исходной молекулы, а также процентное содержание и суммарное количество всех нуклеотидов, которые входят в состав фрагментов этих молекул ДНК.

Mr нуклеотида = 345

1 нм = 2 нуклеотида.
В одной цепи ДНК:
720*2=1440

В двух цепях ДНК:
1440*2 = 2880 нуклеотидов.

Mr двух молекул ДНК:
Mr = 2880*345 = 993600

Находим нуклеотиды:
Правило комплементарности. 
Ц=Г
Т=А.
Значит:
Ц=Г=15%
Ц+Г= 30% (Сумма Ц и Г нуклеотидов)
100%-30%=70% (Сумма А и Т нуклеотидов)
А=Т= 35%

Сумма всех нуклеотидов:
Г+Ц+А+Т = 30%+70% = 100%