Задание 3 решите задачу: Фрагмент молекулы ДНК состоит из 5000 нуклеотидов, из них число цитозиновых нуклеотидов составляет 750. Определите следующее: 1. Длину фрагмента ДНК 2. Массу фрагмента ДНК 3. Количество адениновbIX, TимиHOBых и гуаниновых нуклеотидов 4. Количество пуриновых оснований 5. Количество водородных связей
Ответы
Відповідь:
C - кількість цитозинових нуклеотидів
N - загальна кількість нуклеотидів
A - кількість аденинових нуклеотидів
T - кількість тиминових нуклеотидів
G - кількість гуанинових нуклеотидів
За нуклеотидами звідомо, що C = 750. Знаючи, що у фрагменті ДНК кількість цитозину дорівнює кількості гуанину (C = G), ми можемо визначити G. Для визначення довжини фрагмента ДНК потрібно поділити загальну кількість нуклеотидів на 2, оскільки в ДНК відбувається комплементарна базова парацитозин-гуанін, а також аденін-тимін. Отже, довжина фрагмента ДНК:
N = C + G + A + T
N = 5000 (за умовою)
Оскільки C = G (750), ми маємо:
N = 750 + 750 + A + T
5000 = 1500 + A + T
A + T = 5000 - 1500
A + T = 3500
Тепер ми знаємо, що сума аденіну та тиміну дорівнює 3500. Виходячи з того, що аденін і тимін утворюють комплементарні пари, це означає, що кількість аденіну дорівнює кількості тиміну (A = T). Отже, ми можемо знайти значення A та T.
Щоб знайти масу фрагмента ДНК, ми можемо використовувати наступні відомості:
Маса одного нуклеотиду ДНК приблизно дорівнює 650 г/моль.
Загальна маса фрагмента ДНК буде дорівнювати загальній масі всіх нуклеотидів. Для цього ми мусимо знайти загальну кількість моль та знайти масу:
Маса = кількість моль * маса одного нуклеотиду
Спочатку знайдемо кількість моль нуклеотидів:
N = кількість моль * число Авогадро
Звідси:
кількість моль = N / число Авогадро
кількість моль = 5000 / 6.022 * 10^23 моль^-1 (приблизно)
Тепер, знаючи кількість моль, можемо знайти масу:
Маса = кількість моль * маса одного нуклеотиду
Маса = (кількість моль) * (650 г/моль)
Для знаходження кількості аденінових і тимінових нуклеотидів (A та T) враховуючи, що A = T = (A + T):
A + T = 3500
Кількість пуринових основ (пурини - це аденін і гуанін) визначається як A + G.
Кількість водородних зв'язків в ДНК визначається за правилом комплементарності баз:
A утворює 2 водородних зв'язки з T.
G утворює 3 водородних зв'язки з C.
Отже, щоб знайти кількість водородних зв'язків, ми повинні порахувати, скільки пар баз у фрагменті ДНК (А-Т і G-C) і перемножити це число на кількість водородних зв'язків, які утворює одна пара баз.
Результати:
Довжина фрагмента ДНК:
C = 750 (з умови)
G = C = 750
A = T = (A + T) = 3500
Довжина фрагмента N = 5000 баз
Маса фрагмента ДНК:
Маса = (кількість моль) * (650 г/моль) ≈ 4.3475 * 10^-17 г
Кількість аденінових (A) та тиминових (T) нуклеотидів:
A = T = (A + T) = 3500
Кількість пуринових основ:
Пурини (A та G) = A + G = 3500 + 750 = 4250
Кількість водородних зв'язків:
За кожну пару баз (A-T і G-C) утворюються 2 водородних зв'язки. Тому загальна кількість водородних зв'язків:
Кількість водородних зв'язків = (кількість пар баз A-T і G-C) * 2 = (3500 + 750) * 2 = 8500 водородних зв'язків.