Егор Советников - Биология. Биосинтез белка. Полный практический курс для самостоятельной подготовки к заданиям №3 и №27

На ЕГЭ не используются такие сложные картинки с точным изображением химической структуры. Используются более простые схемы. На картинке ниже под буквой «А» обозначен аденин, пятиугольник в центре – рибоза или дезоксирибоза, слева буквой «Р» изображен фосфатный остаток. Все вместе – аденозинмонофосфат.

Если использовать азотистое основание аденин, рибозу и добавить вместо одного три остатка фосфорной кислоты, то получится АТФ – аденозинтрифосфорная кислота, которая является главной энергетической «валютой» клетки.

ДНК – двуцепочечная нуклеиновая кислота. Откуда берется две цепи? Азотистые основания, находящиеся напротив друг друга, образуют водородные связи. Причем водородные связи образуются по особому правилу, называемому принципом комплементарности.

Принцип комплементарности для ДНК: аденин образует водородные связи с тимином (и наоборот, тимин образует водородные связи с аденином), гуанин образует водородные связи с цитозином (и наоборот).

Принцип комплементарности с участием РНК: аденин образует водородные связи с урацилом (и наоборот, урацил образует водородные связи с аденином), гуанин образует водородные связи с цитозином (и наоборот).

Проще запомнить так в ДНК: А-Т, Г-Ц.

В РНК Т заменяется на У: А-У, Г-Ц.

Если никак не запомнить эти несчастные 5 букв, то выпишите их на руку или даже можете набить татуировку. Я запомнил этот принцип благодаря бессмысленной фразе:

Автор Текста Грохнул Цыпленка. То есть А-Т, Г-Ц. Запомнить, что в РНК тимин заменяется на урацил – несложно.

Изобразим итоговый результат в виде очень короткой цепочки.

Водородные связи между двумя цепями обозначены пунктиром. Обратите внимание на то, что одна цепь перевернута, то есть, «идет в противоположную» сторону. Важно запомнить одну вещь, которая очень пригодится в будущем: каждая цепочка начинается с фосфатной группы (это 5`-конец), а заканчивается OH-группой (это 3`-конец), причем обе цепи идут в разные стороны, это называется «антипараллельностью».

Теперь мы знаем, что в ДНК две цепочки, и состоит она из 4 нуклеотидов, комплементарных друг другу: А-Т, Г-Ц. Получается, зная общее количество аденина в обеих цепях ДНК, мы знаем и общее количество тимина в обеих цепях ДНК, так как они всегда комплементраны, а значит, равны по количеству: А = Т. Аналогично с гуанином и цитозином. Их количество будет строго одинаковым: Г = Ц.

Это называется первым правилом Чаргаффа.

Первое правило: А = Т, Г = Ц

Следовательно, зная общее количество нуклеотидов и количество хотя бы одного нуклеотида, можно найти все остальные. Если в задаче используется процентное соотношение нуклеотидов, то общее количество нуклеотидов равно 100%.

Это называется вторым и третьим правилами Чаргаффа.

Второе правило: А + Г = Ц + Т

Третье правило: А + Ц = Г + Т

У нас достаточно знаний, чтобы решать первые задачи.

Перейдем к демонстрационным задачам.

Демонстрационная задача на структуру ДНК №1

В молекуле ДНК на долю нуклеотидов с аденином приходится 17%. Определите процентное содержание остальных нуклеотидов, входящих в состав этой молекулы.

Решение демонстрационной задачи на структуру ДНК №1

1. Всего количество нуклеотидов равно 100%

2. Количество тимина и аденина равны, так как они комплементарны, то есть, по 17% каждого нуклеотида

3. На гуанин и цитозин приходится: общее количество нуклеотидов отнять количество тимина и отнять количество аденина, то есть 100 – 17 – 17 = 66%

4. Количество гуанина и цитозина равно, а их общее количество 66%. Получается, количество гуанина и цитозина по 33%

5. Итак, в молекуле ДНК 17% аденина, 17% тимина, 33% гуанина, 33% цитозина.

Демонстрационная задача на структуру ДНК №2

В молекуле ДНК всего 1200 нуклеотидов. Количество нуклеотидов с цитозином составляет 200. Определите количество остальных нуклеотидов, входящих в состав этой молекулы.

Решение демонстрационной задачи на структуру ДНК №2

1. Всего количество нуклеотидов 1200