Сколько нуклеотидов
содержит ген ( обе цепи ДНК ) в котором
запрограммирован белок из 330
аминокислот? Какую длину он имеет (расстояние между нуклеотидами в ДНК 0,34нм)? Какое время понадобится для синтеза этого белка, если скорость передвижения рибосомы по иРНК составляет 6 триплетов в секунду?
Для синтеза белка из 330 аминокислот понадобится 990 нуклеотидов (330 3). Длина гена составит 336,6 нм (990 0,34 нм). Время, необходимое для синтеза этого белка, будет равно 55 секундам (990 / 6).
Для того чтобы определить количество нуклеотидов, необходимых для кодирования белка из 330 аминокислот, нам нужно учитывать, что каждая аминокислота кодируется тройкой нуклеотидов (триплетом) в ДНК. Таким образом, для 330 аминокислот потребуется 990 нуклеотидов (330 x 3).
Длина гена, содержащего этот белок, будет равна 990 нуклеотидов x 0,34 нм = 336,6 нм.
Чтобы определить время, необходимое для синтеза этого белка, мы можем воспользоваться информацией о скорости передвижения рибосомы по иРНК. Поскольку рибосома считывает триплеты и синтезирует белок со скоростью 6 триплетов в секунду, то время, необходимое для синтеза белка из 990 нуклеотидов, составит 990 / 6 = 165 секунд, или примерно 2 минуты и 45 секунд.
Для понимания этого вопроса необходимо разобраться с процессом синтеза белка из ДНК.
Количество нуклеотидов:
Для синтеза белка каждая аминокислота кодируется тремя нуклеотидами, которые образуют триплет, или кодон. Если белок состоит из 330 аминокислот, то для его кодирования потребуется:
[ 330 \times 3 = 990 \text{ нуклеотидов} ]
Это количество относится только к кодирующей цепи ДНК (и, соответственно, к иРНК).
Однако, в ДНК у нас две цепи — смысловая (кодирующая) и комплементарная (некодирующая). Обе эти цепи содержат одинаковое количество нуклеотидов, поэтому в двух цепях будет:
[ 990 \times 2 = 1980 \text{ нуклеотидов} ]
Длина в нанометрах:
Расстояние между нуклеотидами в ДНК составляет 0,34 нанометра. Следовательно, длина одной цепи, содержащей 990 нуклеотидов, будет:
[ 990 \times 0,34 = 336,6 \text{ нанометров} ]
Поскольку мы рассматриваем одну цепь, то длина всей двойной спирали ДНК такой длины будет также 336,6 нанометров, так как длина в данном контексте относится к протяженности цепи, а не к диаметру спирали.
Время синтеза белка:
Скорость передвижения рибосомы составляет 6 триплетов в секунду. Это значит, что рибосома проходит 18 нуклеотидов в секунду (так как каждый триплет состоит из 3 нуклеотидов).
Для синтеза белка из 330 аминокислот необходимо пройти 990 нуклеотидов. Время, необходимое для синтеза, будет:
[ \frac{990}{18} \approx 55 \text{ секунд} ]
Таким образом, ген, кодирующий белок из 330 аминокислот, содержит 1980 нуклеотидов в обеих цепях ДНК, имеет длину 336,6 нанометров, а время синтеза белка составляет примерно 55 секунд.
