Личный кабинет
Школьное естествознание и современная наука.

Крутая задача






Вряд ли кто решит эту задачу. Но все же опубликую крутую задачу.
Некая последовательность ДНК кодирует фрагмент белковой молекулы
…-Три-Мет-Тир-Сер-Лиз-Асп-Фен-Асн-…
В результате мутации, которая является заменой, или встройкой, или делецией одного нуклеотида вместо данного фрагмента получился другой:
…-Три-Мет-Тир-Лей-Глн-Арг-Лей
Найти характер данной мутации и исходную немутантную смысловую последовательность ДНК.
Решение получается вполне красивым и последовательным.


    avatar 08.02.2016 | 07:18
    Елена Ковалева Пользователь

    > "многоходовость задач в школьной биологии - дело не совсем привычное"<.Замечательные слова! Неплохо приучать к размышлению на уроках биологии. Во многих стандартных задачах "стоп-кодон" вообще не упоминается. (Попробовали бы в конце программы не поставить точку при программировании).:)


     

    avatar 07.02.2016 | 19:40
    Валерий Чернухин Пользователь

    По поводу Асн - я использовал обозначение из школьного учебника - аспарагин. Калькулятор Вам не поможет, так как он даст вырожденную последовательность, а в задании нужно найти уже её в невырожденном варианте, если это возможно (это как если бы Вы в уравнении написали, что икс больше нуля, но меньше трех, вместо указания двух конкретных корней, например, 1 и 2Насчёт "громоздкости" решения - оно не шибко громоздкое. Вполне нормальное. В той же геометрии, алгебре или физике задания подчас бывают и длиннее. Другое дело, что в отличие от физики и математики многоходовость задач в школьной биологии - дело не совсем привычное. Но это - традиция, как традиция считать биологию наукой "несерьёзной". Как раз установить характер мутации можно практически сразу же и образование вид образовавшегося стоп-кодона можно установить сразу же. Исходная последовательность будет иметь вид:5’-ТГГАТГТАYТЦN(или АГN)ААRГАYТТYААY-3’, где Y - Ц или Т, R - А или Г, N - А,Г,Ц,Т,Мутация не может быть заменой, так как касается сразу нескольких аминокислот. Значит это - делеция или встройка одного нуклеотида. Так как при встройке или делеции происходит сдвиг рамки считывания влево или вправо, то в конце этой последовательности ТТYААY-3’ должен быть стоп-кодонОн получается только в виде YAA (если нуклеотид встроился) или АYN (если нуклеотид удалился).Из таблицы ГК мы сразу видим, что этот стоп-кодон TAA, получающийся при встройке одного нуклеотида. При делеции нуклеотида стоп-кодон образоваться не может.Таким образом, характер мутации - встройка одного нуклеотида или в тирозиновом, или в сериновом кодоне. Саму же исходную последовательность мы уточнили5’-ТГГАТГТАYТЦNААRГАYТТТААY-3’, где выделил образовавшийся стоп-кодон при сдвиге рамки считывания.Итак, мы уже сузили круг поисков. Мы уточнили один нуклеотид в исходной последовательности, а также знаем, что в районе серинового или тирозинового кодона произошла встройка одного нуклеотида. Можно и дальше, логически рассуждая, продолжать сужать и упрощать, что не более громоздко, чем решать алгебраическое уравнение или упрощать алгебраическую запись какой-то дроби. Другое дело - традиция последовательно логически рассуждать, столь привычная для физики и математики.


     

    avatar 07.02.2016 | 18:59
    Елена Ковалева Пользователь

    Первая часть задачи решается легко, если ещё знать, какую аминокислоту обозначает значок Асн (конец исходной цепочки белка). Но такие задачи не кажутся мне слишком увлекательными, потому, что уже давно есть калькуляторы в Инете, например здесь: http://www.matburo.ru/tv_komb.php и ответ можно получить сразу же в один щелчок курсором мышки. Вторая часть задачи кажется невыполнимой, а именно, угадать тип перестройки и очень громоздкой, если пытаться делать это подбором (я писала о громоздкости не условия задачи, а решения)


     

    avatar 07.02.2016 | 15:18
    Валерий Чернухин Пользователь

    Насчёт громоздкости условия не соглашусь (наверно Вы подзабыли действительно громоздкие условия с школьной геометрии). Условие короткое - есть две последовательности аминокислот - исходная и мутантная. И есть три возможных мутации (неизвестно какая в действительности) - замена одного нуклеотида, встройка одного нуклеотида или делеция одного нуклеотида). Это, кстати, МОЖНО УЗНАТЬ УЖЕ НА ПЕРВОМ ЭТАПЕ РЕШЕНИЯ.Длина формулировки условия уж никак не больше длины типичной задачи С5 ЕГЭ по биологии. Решение КАЖЕТСЯ долгим, если пытаться решить в лоб. В действительности решение очень последовательно и не столько страшное, как кажется. Напротив. задача ОЧЕНЬ БЫСТРО УПРОЩАЕТСЯ, если её правильно начать анализировать. В лоб анализировать все комбинации кодонов сразу - можно, но не нужно, не целесообразно (Вы получите несколько сот комбинаций, у Вас уйдут часы, не минуты на решение).. Подобные задачи в математике - норма. Для биологии нет традиции решать задачи-многоходовки (обычно не более 2-3 последовательных ходов) - что поделать, "пестики и тычинка", ассоциируются часто с биологией. Красота решения заключается в том, что можно сразу и много чего упростить, если это увидеть.


     

    avatar 07.02.2016 | 13:16
    Елена Ковалева Пользователь

    Задача выглядит очень громоздкой. Тут, скорее всего, нужно вооружиться таблицей генетического кода и "расшифровать" по ней генетический код ДНК исходной немутантной цепочки. Однако, вариантов может оказаться множество, учитывая свойство вырожденности генетического кода. Например, аминокислоту Серин могут кодировать 6 различных триплетов. Что касается характера мутации, то видно при взгляде на исходную и мутантную белковую цепочку, что различия начинаются с четвертой (слева) аминокислоты Серин заменён Лейцином. Серин кодируют триплеты (АГТ, АГЦ, ТЦТ, ТЦЦ, ТЦА, ТЦГ). Лейцин кодируют триплеты (ТТА, ТТГ, ЦТГ, ЦТЦ, ЦТА, ЦТГ). Тут затруднительно сказать однозначно какая произошла перестройка. Хотя, допускаю, если написать все возможные варианты и применить методы комбинаторики, то задача решаема, возможно....


     

Дата регистрации: 19.07.2011
Комментарии:
5
Просмотров 10
Сказали спасибо 0
Сказать спасибо
footer logo © Образ–Центр, 2019. 12+