ДНК и молекулярная биология: учебное руководство

Главные идеи

ДНК — двойная спираль, спаривание оснований которой задаёт простые числовые правила. Подсчёт оснований, длин, кодонов и копий ПЦР — обычные расчёты.

• Правила Чаргаффа: в двухцепочечной ДНК A = T и G = C, поэтому %A + %G = 50 %. GC-состав — это %G + %C.
• Одна пара оснований занимает вдоль спирали 0,34 нм, а полный виток — 10 пар оснований (3,4 нм).
• Три основания образуют кодон, поэтому кодирующая последовательность из n оснований кодирует около n ÷ 3 аминокислот, а у полипептида из m аминокислот m − 1 пептидных связей.
• ПЦР удваивает мишень в каждом цикле: копий = N₀ × 2ⁿ. Рестриктазы режут по определённой последовательности, поэтому k разрезов дают k + 1 линейных фрагментов.

Основные формулы

• A = T and G = C (Chargaff)
• %A + %G = 50
• length = base pairs × 0.34 nm
• codons = bases ÷ 3
• copies = N₀ × 2ⁿ

Разобранный пример

Если 30 % оснований в образце ДНК — A, то T составляет 30 %, а G и C — по (100 − 60) ÷ 2 = 20 %. Ген в 3000 п.н. имеет длину 3000 × 0,34 = 1020 нм и содержит 1000 кодонов. С одним стоп-кодоном он кодирует 999 аминокислот, то есть 998 пептидных связей и массу около 999 × 110 ≈ 110 кДа.

Частые ошибки

• Применение правила Чаргаффа к одноцепочечной ДНК или РНК, где A не обязано равняться T или U.
• Подсчёт стоп-кодона как аминокислоты.
• Использование числа оснований вместо числа пар оснований при расчёте длины двойной спирали.

Практика

Проверьте себя на тренировочных вопросах по этой теме: ДНК и молекулярная биология