Определение процентного содержания нуклеотидов в молекулах ДНК и иРНК

Задача 82. 
В молекуле ДНК 20% гуаниловых нуклеотидов. Определите процентное содержание Г, Ц, Т, А и длину молекулы ДНК, если в ней всего 400 нуклеотидов.
Решение:
В соответствии с принципом комплементарности количество Г равно количеству Ц, т.е. (Г = Ц) = 20%. Тогда их совместное количество: (Г + Ц) = 40%, а количество (А + Т) = 100 — 40 = 60%, а в отдельности (А = Т) = 60:2 = 30%. Длина молекулы ДНК определяется количеством нуклеотидов в одной цепи (т.е. количеством пар нуклеотидов в одной цепи) умноженным на длину нуклеотида. В ДНК 400 нуклеотидов (шт.) или 200 пар, расстояние между соседними парами 0,34 нм, следовательно длина молекулы ДНК будет: 200 х 0,34 = 68 нм.

Ответ: Г = 20%, Ц = 20%, А = 30%, Т = 30%; длина ДНК 68 нм.
 

Задача 83. 
Две комплементарные цепи в молекуле ДНК соединяются водородными связями. Определите число нуклеотидов с аденином, тимином, гуанином и цитозином в ДНК, 20 нуклеотидов которой, соединяются между собой двумя водородными связями, а 40 нуклеотидов – тремя водородными связями.
Решение:
Известно, что между А и Т две водородные связи, а между Г и Ц — три водородные связи. Если 20 нуклеотидов соединено двумя связями, значит речь идет об
аденине и тимине, каждого из них будет по 10 штук (А = Т = 20 : 2 = 10), соответственно гуанина и цитозина, соединенных тремя связями, будет по 20 штук (40 : 2 = 20).

Ответ: В молекуле ДНК состав и число нуклеотидов будет: адениновых = 10, тиминовых = 10, гуаниновых = 20, цитозиновых = 20.
 

Задача 84. 
В молекуле ДНК содержится 50 нуклеотидов с тимином. Определите, сколько нуклеотидов с аденином содержат дочерние молекулы ДНК, образующиеся в процессе редупликации, объясните полученные результаты.
Решение:
По принципу комплементарности Т всегда образует пару с А. Значит, напротив Т стоит А, количество Т = количеству А (Т = А). Так как при редупликации образуются две молекулы ДНК, идентичные материнской, значит в них будет такое же количество соответствующих нуклеотидов, т.е. по 50.

Ответ: В каждой дочерней молекуле ДНК будет по 50 нуклеотидов с аденином.
 

Задача 85.
Определите процентное содержание нуклеотидов с аденином, тимином, гуанином и цитозином участка молекулы ДНК, в которой 80 нуклеотидов соединяются между собой двумя водородными связями и 40 нуклеотидов — тремя водородными связями. Объясните полученные результаты.
Решение:
Известно, что между А и Т две водородные связи, а между Г и Ц — три водородные связи. Если 80 нуклеотидов соединено двумя связями, значит речь идет об
аденине и тимине, каждого из них будет по 40 штук (А = Т = 80 : 2 = 40), соответственно гуанина и цитозина, соединенных тремя связями, будет по 20 штук (40 : 2 = 20).
Общее число нуклеотидов составляет 120 (80 + 40 = 120). Процентное содержание аденина и тимина равно, соответственно: А  = Т = 33,3% [(40 * 100%)/120 = 33,3%]. Тогда их совместное количество: А + Т = 66,6% (А + Т = 33,3% + 33,3% = 66,6%), а количество Г + Ц = 100 — 66,6 = 33,4%, а в отдельности Г = Ц = 33,4:2 = 16,7%.

Задача 86.
Молекулярная масса молекулы ДНК составляет 86400 а.е.м , а 18000 а.е.м. из них приходится на гуаниловые нуклеотиды. Определить содержание каждого вида нуклеотида в молекуле ДНК и длину этой молекулы ДНК.
Решение:
Средняя молярная масса нуклеотида равна 300 г/моль;
длина одного нуклеотида равна 0,34 нм.
Учитывая, что средняя молярная масса одного нуклеотида составляет 300 г/моль, рассчитаем общее количество нуклеотидов в молекуле ДНК и количество гуаниловых нуклеотидов, получим:

общее количество всех нуклеотидов — 288 (86400/300 = 288);
количество гуаниловых нуклеотидов — 61 (18300/300 = 61).

В соответствии с принципом комплементарности количество Г равно количеству Ц, т.е. Г = Ц = 61. Тогда их совместное количество: Г + Ц = 61 + 61 =122, а количество А + Т = 288 — 122 = 166, а в отдельности А = Т = 166:2 = 83. Таким образом, А = Т = 83 шт; Г = Ц = 61 шт.

Учитывая, что длина одного нуклеотида равна 0,34 нм и одна молекула ДНК состоит из двух цепомек, рассчитаем длину молекулы ДНК, получим:

L(ДНК) = (288/2) • 0,34 = 48,96 нм.

Ответ: А = Т = 83 шт; Г = Ц = 61 шт; L(ДНК) = 48,96 нм.