а) Как изменится структура белка, если из кодирующего участка ДНК - ААТ-АЦА-ТТТ-ААА-ГТЦ, удалить 5 и 7 слева нуклеотиды? б) Как изменится структура белка, если из кодирующего участка ДНК - ААТ-АЦА-ТТТ-ААА-ГТЦ, удалить 9 нуклеотид?

Дан кодирующий участок ДНК:

ААТ–АЦА–ТТТ–ААА–ГТЦ

Сначала определим, какой белок кодирует исходная последовательность.

Если это кодирующая цепь ДНК, то иРНК будет иметь почти такой же вид, только вместо Т будет У:

ААУ–АЦА–УУУ–ААА–ГУЦ

По генетическому коду это аминокислоты:

аспарагин – треонин – фенилаланин – лизин – валин

а) Удалены 5-й и 7-й слева нуклеотиды

Исходная последовательность по нуклеотидам:

1-А
2-А
3-Т
4-А
5-Ц
6-А
7-Т
8-Т
9-Т
10-А
11-А
12-А
13-Г
14-Т
15-Ц

Удаляем 5-й нуклеотид (Ц) и 7-й нуклеотид (Т).

Остаётся последовательность:

ААТААТТАААГТЦ

Разбиваем заново на триплеты:

ААТ – ААТ – ТАА – ...

иРНК:

ААУ – ААУ – УАА – ...

Это кодирует:

• ААУ — аспарагин

• ААУ — аспарагин

• УАА — стоп-кодон

Вывод:

Произойдёт сдвиг рамки считывания, потому что удалено 2 нуклеотида, а это не кратно 3.
В результате белок изменится очень сильно: вместо исходной цепи

аспарагин – треонин – фенилаланин – лизин – валин

получится короткий белок:

аспарагин – аспарагин – стоп

То есть белок резко укоротится и, скорее всего, станет нефункциональным.

б) Удалён 9-й нуклеотид

В исходной последовательности 9-й нуклеотид — это Т.

Исходная цепь:

ААТАЦАТТТАААГТЦ

После удаления 9-го нуклеотида:

ААТАЦАТТАААГТЦ

Разбиваем на триплеты:

ААТ – АЦА – ТТА – ААГ – ...

иРНК:

ААУ – АЦА – УУА – ААГ – ...

Аминокислоты:

• ААУ — аспарагин

• АЦА — треонин

• УУА — лейцин

• ААГ — лизин

Вывод:

Здесь тоже происходит сдвиг рамки считывания, потому что удалён 1 нуклеотид.
Первые две аминокислоты сохраняются, а дальше последовательность меняется:

было:

аспарагин – треонин – фенилаланин – лизин – валин

станет:

аспарагин – треонин – лейцин – лизин – ...

То есть начиная с места мутации структура белка изменится.

Итог

а) после удаления 5-го и 7-го нуклеотидов получится последовательность с преждевременным стоп-кодоном, и белок станет очень коротким:

аспарагин – аспарагин – стоп

б) после удаления 9-го нуклеотида тоже произойдёт сдвиг рамки считывания, и аминокислотная последовательность изменится, начиная с третьей аминокислоты:

аспарагин – треонин – лейцин – лизин – ...

В обоих случаях мутация приводит к изменению структуры белка, но в пункте а последствия более тяжёлые, потому что синтез белка обрывается очень рано.