§ 22. Молекулярна генетика. Подвоєння ДНК. Генетичний код. Сучасне визначення понять «ген», «генотип», «генофонд»

• До змісту відповідей зошита

1. Розгляньте малюнок. Опишіть, як відбувається реплікація ДНК, за яким принципом.

Реплікація ДНК відбувається за напівконсервативним принципом на основі матричного синтезу. Під дією ферментів подвійна спіраль розкручується, зв’язки між ланцюгами розриваються, і кожен материнський ланцюг стає матрицею. Фермент ДНК-полімераза приєднує до матричного ланцюга вільні нуклеотиди за принципом комплементарності: навпроти аденіну завжди стає тимін ($\text{А} - \text{Т}$), а навпроти гуаніну — цитозин ($\text{Г} - \text{Ц}$). У результаті утворюються дві абсолютно однакові подвійні спіралі ДНК, кожна з яких містить один старий материнський ланцюг та один новосинтезований дочірній.

2. Визначте кількість цитозинових нуклеотидів у молекулі ДНК, якщо аденілові нуклеотиди становлять 30 % від загальної кількості нуклеотидів.

[✓] А 20 %
[ ] Б 30 %
[ ] В 40 %
[ ] Г 60 %

1. За правилом Чаргаффа кількість аденілових нуклеотидів дорівнює кількості тимідилових: $A = T = 30\,\%$.
2. Разом вони становлять: $30\,\% + 30\,\% = 60\,\%$.
3. На частку гуанілових і цитозинових нуклеотидів залишається: $100\,\% - 60\,\% = 40\,\%$.
4. Оскільки $G = C$, частка цитозину дорівнює: $40\,\% : 2 = 20\,\%$.

3. Користуючись таблицею генетичного коду для ДНК в підручнику, визначте триплети, які кодують амінокислоти.

Аланін (Ала), аргінін (Арг), ГЦТ, ГЦЦ, ГЦА, ГЦГ; ЦГТ, ЦГЦ, ЦГА, ЦГГ, АГА, АГГ
Аспарагін (Асн), аспарагінова кислота (Асп), ААТ, ААЦ; ГАТ, ГАЦ
Валін (Вал), гістидин (Гіс), ГТТ, ГТЦ, ГТА, ГТГ; ЦАТ, ЦАЦ
Гліцин (Глі), глутамін (Глн), ГГТ, ГГЦ, ГГА, ГГГ; ЦАА, ЦАГ
Глутамінова кислота (Глу), ГАА, ГАГ

4. Інформація може бути правдивою й хибною. Позначте біля кожного правдивого твердження «+», біля хибного — «–».

[+] Генетичний код є виродженим, бо одна амінокислота може кодуватися кількома триплетами.
[+] Генетичний код є специфічним: кожній амінокислоті відповідають лише певні кодони, які не можуть кодувати інші амінокислоти.
[+] Генетичний код є однозначним, бо кожен триплет кодує лише одну певну амінокислоту, а генетична інформація зчитується лише одним способом.
[+] Генетичний код є безперервним: у кодуванні беруть участь усі нуклеотиди, код не має сигналів розділення (розділових знаків).

5. Установіть відповідність між поняттям і його визначенням.

• Ген - ділянка молекули ДНК, що містить інформацію про первинну структуру молекули білка або РНК і визначає можливість розвитку ознаки
• Геном - повний набір спадкової інформації, що міститься в кожній клітині організмів певного виду
• Генотип - сукупність генів певного конкретного організму
• Генофонд - сукупність усіх генів і їхніх варіацій, що містяться в особин певної популяції, виду або групи організмів

6. Додайте до вказаного терміна ще кілька із цієї теми. Запишіть їхні визначення, використовуючи додаткові джерела інформації.

Генетичний код є універсальним, бо він однаковий у всіх живих організмах, що існують на Землі.

Триплетність генетичного коду — кожна амінокислота кодується послідовністю з трьох послідовних нуклеотидів (кодоном).

Однозначність (специфічність) — кожен окремий триплет кодує лише одну конкретну амінокислоту і ніяку іншу.

Виродженість (надлишковість) — одна й та сама амінокислота може кодуватися кількома різними триплетами.

Безперервність — зчитування спадкової інформації відбувається послідовно триплет за триплетом без жодних проміжків чи «розділових знаків» між ними.