Н. п. Максимова Молекулярная генетика Сборник заданий и тестов (стр. 1 )

н. п. Максимова

МОЛЕКУЛЯРНАЯ

ГЕНЕТИКА

СБОРНИК ЗАДАНИЙ И ТЕСТОВ

Допущено

Министерством образования Республики Беларусь
в качестве учебного пособия для студентов
биологических специальностей
высших учебных заведений

МИНСК

БГУ

2003

УДК 575(075.8)
ББК 28.04р. я73
Ml 7

Рецензенты:

член-корреспондент НАН Беларуси,
доктор биологических наук ;
кандидат биологических наук, доцент :
кандидат биологических наук, доцент

М17 Молекулярная генетика: Сборник заданий и тестов: Учеб, пособие / . - Мн.: БГУ, 2003. - 86 с.

ШЬМ 985-445-912-8.

В сборник включено более 170 заданий и тестов но избранным разде­лам молекулярной генетики и молекулярной биологии гена. Рекомендуется для проведения семинарских и лабораторных занятии по курсам "Генети­ка", "Молекулярная биология гена", "Молекулярная генетика про - и эука­риотических организмов", "Структурно-функциональная оріанизация іе - нома", а также для самостоятельной работы студентов. Цель пособия - углубить понимание и усвоение материала названных курсов, научиться планировать эксперимент и интерпретировать экспериментальные данные.

Учебное пособие предназначено для студентов, студентов магистра­туры и аспирантов биологических специальностей.

УДК 575(075.8) БЬК 28.04р. я73

© , 2003 © БГУ, 2003

ВВЕДЕНИЕ

Предлагаемый сборник вопросов, задач, тестов и зада­ний по избранным разделам молекулярной генетики и моле­кулярной биологии гена является первым отечественным из­данием подобного рода. Рекомендуется в качестве дополни­тельного материала к лекционным курсам по генетике, а также вышеназванным дисциплинам и может быть исполь­зован при проведении практических, лабораторных занятий, семинаров, а также для самостоятельной работы студентов и проверки их знаний. По этой причине в сборнике отсутству­ет перечень ответов.

Учебное пособие призвано углубить и закрепить знания студентов по такому важному разделу биологии, как струк­турно-функциональная организация генов и геномов прока­риотических и эукариотических организмов, привить им на­выки творческого подхода к изучаемым дисциплинам, а так­же пробудить интерес к элементам самостоятельной работы.

Перечень использованной при подготовке сборника ли­тературы приведен в конце издания. Кроме того, в сборнике дается список литературы, рекомендуемой автором для про­работки материалов по той или иной теме, а также подготов­ки развернутых ответов на вопросы и задания, для решения задач и поиска верного ответа на тесты.

Раздел 1. СТРОЕНИЕ ДНК И РНК.
МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

Вопросы и задачи

Фрагмент мРНК гена инсулина имеет следующее строение:

УУУ ГУ У ГАУ ЦАА ЦАЦ УУА УГУ ПТ УЦА ЦАЦ. Определите соотношение (А+Т)/(Г’-Ц) в молекуле ДНК, соответст­вующей данному фрагменту.

В табл. 1 представлены данные нуклеотидною состава ДНК и мРНК бактерий В. subtilis и Е. coli.

Таблица 1

Нуклеотидный состав ДНК и мРНК исследуемых бактерии

Бактерии	ДНК (А~Т)/(Г+Ц)	мРНК (А+УУСМД)	мРНК (А-Г)/(У+Ц)
В. subtilis	1,36	1,30	1,02
К. coli	1,00	0,98	0,80

А. Определите, одна или две нити молекулы ДНК используются для синтеза мРНК у этих двух организмов. Ответ поясните.

Б. Объясните, однонитчатой или двухнитчатой является мРНК.

РНК, выделенная из ВТМ (вируса табачной мозаики), содержит 20 % цитозина. Можно ли рассчитать процентное содержание аденина в этой РНК? Из бактерий Я. а/егтепШпя была выделена ДНК и определен ее нуклеотидный состав. Оказалось, что 37 % нуклеотидов содержат цито­зин. Можно ли определить процентное содержание аденина в этой моле­куле ДНК? Какое количество нуклеотидов содержится в мРНК, кодирующей полипептид, молекулярная масса которого равна 27 кДа, если молекулярная масса одной аминокислоты в белке составляет примерно 100 Да? Назовите основные отличия между молекулами ДНК и РНК. Ка­кие изотопы обычно используются для их радиоактивного мечения, а также для мечения белковых молекул? Если вирусная частица имеет двухнитчатую кольцевую молекулу ДНК размером 200 тысяч пар нуклеотидов (т. п. н.), то сколько нуклео­тидов находится в этой молекуле? Сколько полных витков приходится на эту молекулу ДНК? Сколько атомов фосфора содержится в каждой из нитей ДНК? Если в молекуле ДНК содержится 56 % ГЦ пар, каков будет про­цент А. Т, Г и Ц соответственно? Укажите, какие из перечисленных ниже утверждений являются верными: А. А + Т = Г f Ц. Б. А = Г; Ц = Т. В. А/Т = Ц/Г. Г. T/A = Ц/Г Д. А + Г - Ц + Т. Е. Г/Ц=1. Ж. А = Т в каждой из цепей. 3. Водородная связь обеспечивает стабильность двойной спирали. И. Ковалентные связи обеспечивают стабильность двойной спирали. К. Каждая из нитей двойной спирали ДНК идентична друг другу. Л. Если одно основание в цепи ДНК известно, то можно опре­делить соответствующее ему основание в другой цепи. М. Каждая пара нуклеотидов содержит две фосфатные груп­пы, две дезоксирибозы и два азотистых основания. Препарат кольцевой плазмидной ДНК подвергли действию ука­занных в табл. 2 ферментов, а затем с помощью электрофореза осущест­вили анализ полученных фрагментов. Используя представленную ниже информацию, постройте рестрикционную карту этой плазмидной ДНК.

Таблица 2

Рестрикционный анализ плазмидной ДНК

Фермент	Размеры фрагментов (в т. п. н.)
Xmal	20
МЪо 1	10
Хта I и Mbo I	3,7и 10

Препарат линейной вирусной ДНК обработали указанными ниже ферментами и их комбинацией. Получившийся набор фрагментов рест­рикции подвергли затем электрофорезу. На основании представленных в табл. 3 данных постройте рестрикционную карту вирусной ДНК.

Таблица 3

Рестрикционный анализ линейной вирусной ДНК

Фермент	Размеры фрагментов (в т. п. н.)
Bgl И	5 и 10
Нра!	5 и 10
Sma I	2 и 13
Bgl //и Нра I	5
Bgl //и Sma 1	2; 5 и 8
Нра I и Sma 1	2;3и 10

Препарат линейной вирусной ДНК обработали рестрикгазой Бта I до полного расщепления. Последующий электрофоре ический ана­лиз выявил присутствие фрагментов следующих размеров (в т. п. н.): 10; 7; 6; 3 и 2. Параллельно была взята интактная вирусная ДНК и расщеп­лена частично той же рестриктазой. Полученные при неполном расщеп­лении пять фрагментов были обозначены в порядке убывания размеров буквами от А до Е. Затем каждый из этих фрагментов был обработан ре­стриктазой Бта I до полного расщепления и подвергнут электрофорезу. Полученные результаты представлены в табл. 4. Постройте карту рест­рикции Зта I вирусной ДНК.

Таблица 4

Рестрикционный анализ линейной вирусной ДНК

Фрагменты, полученные при неполном расщеплении	Размер фрагментов после полного расшеплеїшя (в т. п. н.)
А	10; 6 и 2
В	7; 6 и 2
С	Юн 3
D	7 и 2
Е	6 и 2

Фрагмент, полученный при расщеплении ДНК Cannabis sativa рестриктазой Bgl II, клонирован в сайте Ват HI плазмиды pBR322. При попытке выделить этот участок из плазмидной ДНК оказалось, что ни Ват HI, ни Bgl II не вырезают фрагмент ДНК С. sativa из плазмиды. По­чему? Какую рестриктазу следует использовать, чтобы выделить этот фрагмент ДНК из рекомбинантной плазмиды? (Для решения задачи вос­пользуйтесь табл. 3 прил.). Препарат кольцевой плазмидной ДИК длиной 18 т. п. н. под­вергли полной рестрикции ферментом Кш I. Последующий электрофо­ретический анализ позволил выявить наличие ряда фрагментов следую­щих размеров: 5,0; 4,0; 3,5; 3,0; 1,5 и 1,0. Неполная рестрикция исходной плазмидной ДНК с помощью той же рестриктазы показала наличие пяти фрагментов, обозначенных буквами от А до Е. Последующая полная ре­стрикция этих фрагментов той же рестриктазой представлена в табл. 5. Постройте рестрикционную карту кольцевой плазмидной ДНК.

Фрагменты, полученные при неполном расщеплении	Размер фрагментов после полного расщепления (в т. п. н.)
А	5,0; 3,0 и 1,0
В	3,5; 3,0 и 1,0
С	5,0 и 1,5
Ј>	3,5 и 1,0
Е	4,0; 3,5 и 1,5

Таблица 5

Рестрикционный анализ плазмидной ДНК

Фрагмент ДНК длиной 10 п. н. пометили е 5'-конца радиоактив­ной меткой и затем приступили к определению нуклеотидной последо­вательности. Результаты этого анализа представлены па рис. 1. Какова нуклеотидная последовательность анализируемого фрагмента? Линейный фрагмент ДНК ЕсоЯ, имеющий длину 2,5 т. п. н. и единственный сайт рестрикции Нра /, был клонирован в сайте ЕсоЮ плазмиды длиной 5 т. п. н. Карты рестрикции линейного фрагмента и

/

кольцевой молекулы представлены на рис. 2. Участок линейной ДНК может быть клонирован в обеих ориентациях. Ответьте на вопросы: