Получение гибридных молекул ДНК

Задача 60. 
Имеется последовательность из 42 нуклеотидных пар двухцепочечной ДНК следующего состава:
 5`-ЦЦТТАГГЦЦТГААТТААГГЦААТАГТГТГААТТЦАЦАТГААА-3`
 3`-ГГААТЦЦГГАЦТТААТТЦЦГТТАТЦАЦАЦТТААГТГТАЦТТТ-5`
Каким способом и на сколько частей можно разрезать эту ДНК?
Решение: 
В данной последовательности ДНК имеется два участка распознавания: (ГААТТЦ) для рестриктазы EcoR I и (ГГЦЦ) для Hae III. 

Поэтому искомая ДНК может быть разрезана в двух местах с образованием трех различных фрагментов следующих последовательностей:

Задача 61.
Ниже приведены последовательности двух фрагментов ДНК выделенных из организмов разных видов:  ГААТТЦ
1) 5`-АГЦАТАЦТГТГААТТЦАЦА-3` 2) 5`-АТГААТТЦТТАГЦАТАЦ-3`
    3`-ТЦГТАТГАЦАЦТТААГТГТ-5`    3`-ТАЦТТААГААТЦГТАТГ-5`
С помощью каких ферментов можно получить гибридную молекулу ДНК из этих фрагментов? Опишите последовательные этапы получения гибридной молекулы.
Решение: 
На первом этапе необходимо разрезать представленные фрагменты ДНК разных видов с помощью подходящих рестрикционных ферментов. В данном случае можно использовать рестриктазу EcoR I (участок распознавания (ГААТТЦ), которая расщепит ДНК двух видов на четыре новых фрагмента 1а), 1б) и 2а), 2б) с липкими концами ААТТ и ТТАА:

В ходе второго этапа необходимо смешать нужные нам фрагменты 1а) и 2б). В результате выступающие липкие концы скрепятся между собой, как им и положено, водородными связями в силу комплементарности:

Окончательное скрепление фрагментов 1а) и 2б) двух молекул ДНК производит специализированный фермент ДНК-лигаза, которая «сшивает» между собой сахарофосфатные остовы обоих фрагментов с образованием полной структуры двойной спирали ДНК.

Очевидно, что по такому же механизму произойдет и скрепление фрагментов 2а) и 1б) молекул ДНК, получим:

Задача 62.
Гаплоидный геном человека содержит около 3^.10⁹ нуклеотидных пар (н.п.) ДНК. Если вы порежете человеческую ДНК рестрикционным ферментом Hae III, узнающим тетрамерную последовательность (ГГЦЦ), то сколько различных рестрикционных фрагментов будет получено?
Решение:
Исходя из предположения, что четыре нуклеотида А, Т, Г, Ц находятся в равных количествах и распределяются в ДНК случайным образом вероятность для любого из четырех нуклеотидов занять конкретное место в цепочке составляет 1/4. Вероятность для двух нуклеотидов (например, Ц и Г) занять конкретное место составит (1/4 ^. 1/4) = (1/4)², а вероятность для специфической тетрамерной последовательности будет равна (1/4)⁴ = (1/256). Следовательно, Hae III будет разрезать молекулу человеческой ДНК в среднем один раз на 256 нуклеотидных пар. Если молекула ДНК разрежется (n) раз, то в результате получается (n+1) фрагмент. Гаплоидный геном из 3 ^.10⁹  нуклеотидных пар содержит около 11718750 [(3 ^. 10⁹)/256] мест разреза для рестриктазы Hae III. Если бы полный геном человеческой ДНК состоял из одной молекулы, то Hae III могла бы разрезать его на (732 422 + 1) фрагмент. Но поскольку места разрезания распределены по 23 хромосомам, то в результате полного расщепления человеческой ДНК рестриктазой Hae III должно получиться (11718750 + 23) рестрикционных фрагмента.