Биологический тест «Трансляция»: 20 заданий и подробный ключ

Трансляция — это не просто «мРНК встречает рибосому». Нужно одновременно понимать кодоны, антикодоны, зарядку тРНК, работу A/P/E-сайтов, рамку считывания и смысл стоп-сигналов. В конце нескольких вопросов придётся интерпретировать условную таблицу генетического кода.

Содержание статьи4 раздела

Условная таблица для задач

Кодон мРНК Значение
AUG Met, старт
GCU Ala
GGC Gly
UUU Phe
UCU, UCC Ser
UAA Stop

Таблица намеренно неполная: отвечайте только на те задачи, для которых данных достаточно.

От кодона к полипептиду

1. Что называют трансляцией?

2. В каком направлении рибосома считывает мРНК?

3. Что такое кодон?

4. Какова функция антикодона тРНК?

5. Какой кодон чаще всего служит старт-кодоном трансляции?

6. Что происходит при попадании стоп-кодона в активный центр рибосомы?

7. Что обеспечивает присоединение правильной аминокислоты к тРНК до её входа в рибосому?

8. Какую функцию выполняет A-сайт рибосомы во время элонгации?

9. Какую функцию выполняет P-сайт рибосомы?

10. Какую функцию выполняет E-сайт рибосомы?

11. Кто катализирует образование пептидной связи в рибосоме?

12. Почему говорят, что генетический код вырожденный (дегенеративный)?

13. Что такое рамка считывания?

14. Почему вставка одного нуклеотида внутри кодирующей области часто имеет сильный эффект?

15. Почему замена одного нуклеотида иногда не изменяет аминокислоту?

16. Несколько рибосом одновременно переводят одну молекулу мРНК. Как называется такая структура?

17. Используйте таблицу: AUG—Met, GCU—Ala, UUU—Phe, GGC—Gly, UAA—Stop. Какой пептид задаёт мРНК AUG-GCU-UUU-UAA?

18. По той же таблице мРНК имеет AUG-GGC-UAA. Сколько аминокислот будет в этом коротком продукте до стоп-сигнала?

19. Дана таблица: UCU—Ser и UCC—Ser. Мутация изменила кодон UCU на UCC. Какой вывод корректен?

20. Если аминоацил-тРНК-синтетаза ошибочно присоединила к тРНК неправильную аминокислоту, но антикодон тРНК правильно распознал кодон, что может произойти?

Как проверять рассуждение

  1. Найдите старт и задайте рамку считывания.
  2. Разбейте мРНК на триплеты в направлении 5′→3′.
  3. Не считайте стоп-кодон аминокислотой.
  4. Помните: правильный антикодон не компенсирует неправильную аминокислоту на тРНК.
  5. При мутациях отдельно проверяйте: изменился кодон, аминокислота или вся рамка считывания.

Что повторить по ошибкам: старт/стоп; кодон и антикодон; зарядка тРНК; A/P/E-сайты; вырожденность кода; frameshift.

Открытые задания

  1. Объясните, почему стоп-кодон не добавляет аминокислоту. Критерий: фактор терминации вместо обычной тРНК.
  2. Почему ошибка зарядки тРНК особенно опасна для точности белка? Критерий: рибосома ориентируется на кодон—антикодон.
  3. Сравните последствия вставки 1 и 3 нуклеотидов в кодирующую область. Критерий: рамка считывания.
  4. Что даёт клетке полисома? Критерий: параллельный синтез нескольких копий полипептида с одной мРНК.
Ключ и объяснения
  1. B — Синтезом полипептида по последовательности кодонов мРНК. Трансляция переводит информацию нуклеотидной последовательности мРНК в последовательность аминокислот. Она происходит на рибосомах с участием тРНК и факторов трансляции.
  2. D — 5′→3′. Во время трансляции рибосома перемещается по мРНК в направлении 5′→3′. Полипептид при этом удлиняется от N-конца к C-концу.
  3. C — Триплет нуклеотидов мРНК, задающий аминокислоту или сигнал остановки. Генетический код считывается тройками нуклеотидов мРНК. Большинство кодонов соответствует аминокислотам, а три стандартных кодона служат сигналами остановки.
  4. A — Комплементарно распознавать соответствующий кодон мРНК. Антикодон тРНК образует пары оснований с кодоном мРНК в рибосоме. Это помогает выбрать тРНК, несущую нужную аминокислоту.
  5. B — AUG. AUG обычно задаёт метионин и одновременно используется как сигнал начала в подходящем контексте. UAA, UAG и UGA — стандартные стоп-кодоны.
  6. A — Вместо тРНК распознаётся фактор терминации и полипептид освобождается. Стоп-кодоны не кодируют обычную аминокислоту. Их распознают факторы терминации, после чего синтез цепи завершается.
  7. D — Аминоацил-тРНК-синтетаза. Специфические аминоацил-тРНК-синтетазы используют энергию и «заряжают» тРНК соответствующими аминокислотами. Это ключевой контроль точности трансляции.
  8. C — Принимает очередную заряженную аминоацил-тРНК. A-сайт — место входа новой заряженной тРНК. После образования пептидной связи и транслокации тРНК перемещаются между участками A, P и E.
  9. B — Удерживает тРНК, связанную с растущей полипептидной цепью. В P-сайте находится тРНК, несущая растущий полипептид. Во время цикла элонгации цепь переносится на аминокислоту тРНК в A-сайте.
  10. D — Связан с выходом разряженной тРНК из рибосомы. После передачи аминокислоты тРНК становится разряженной и перемещается к E-сайту, откуда покидает рибосому. Затем она может быть снова заряжена соответствующей аминокислотой.
  11. A — Каталитический центр большой субъединицы, основанный главным образом на рРНК. Пептидилтрансферазный центр рибосомы является рибозимом: ключевую каталитическую роль выполняет рРНК большой субъединицы. Это один из примеров каталитической функции РНК.
  12. C — Одну аминокислоту могут кодировать несколько разных кодонов. 64 возможных триплета больше числа стандартных аминокислот, поэтому многие аминокислоты имеют несколько синонимичных кодонов. При этом конкретный кодон обычно однозначно задаёт одну аминокислоту или стоп-сигнал.
  13. D — Разбиение последовательности мРНК на последовательные триплеты, начиная с определённой позиции. Сдвиг стартовой позиции меняет группировку нуклеотидов по триплетам и, следовательно, набор кодонов. Поэтому правильная рамка считывания критична для белка.
  14. B — Она может сдвинуть рамку считывания для последующих кодонов. Если число вставленных нуклеотидов не кратно трём, границы триплетов после места мутации смещаются. Это может изменить множество следующих аминокислот и создать преждевременный стоп-кодон.
  15. C — Из-за вырожденности генетического кода разные кодоны могут задавать одну аминокислоту. Синонимичные кодоны различаются последовательностью, но могут обозначать одну и ту же аминокислоту. Поэтому некоторые замены оказываются синонимичными на уровне белка.
  16. A — Полисома (полирибосома). На одной мРНК может работать сразу несколько рибосом, каждая синтезирует собственную копию полипептида. Это повышает эффективность использования одной молекулы мРНК.
  17. D — Met—Ala—Phe. Рибосома начинает с AUG, затем считывает GCU и UUU. На UAA синтез останавливается, поскольку стоп-кодон не добавляет аминокислоту в цепь.
  18. C — Две. AUG кодирует Met, GGC — Gly, затем UAA завершает трансляцию. Сам стоп-кодон аминокислоту не добавляет.
  19. B — В этой позиции аминокислота останется серином. Оба кодона по данным таблицы кодируют серин. Это пример синонимичной замены, которая не меняет аминокислоту в данном месте.
  20. A — В белок может быть включена неправильная аминокислота, несмотря на верное спаривание кодон—антикодон. Рибосома проверяет главным образом соответствие кодона и антикодона, а не химическую идентичность аминокислоты на тРНК. Поэтому точность «зарядки» тРНК крайне важна.
Поделиться

Сохраните материал или отправьте тому, кому он пригодится.

Telegram WhatsApp VK OK

Поставить оценку

Была ли статья полезной и понятной?

Пока нет оценок — будьте первым