Задача 59

Большинству аминокислот соответствует больше чем один кодон, больше чем одна тРНК и больше чем один анти-кодон. Напишите все возможные антикодоныдля четырех глициновых кодонов: (5') GGU (3), GGC, GGA и GGG.

а) На основании вашего ответа скажите, какие из положений антикодона определяют в первую очередь его специфичность в случае глицина?

б) Какие из кодон-антикодоновьгх пар содержат «качающуюся» пару оснований?

в) В какой из кодон-антикодоновых пар все три пары оснований образованы за счет прочных водородных связей?

г) Использование какой из кодон-антикодоновых пар в биологическом синтезе белка наименее вероятно? Почему?

Ответ:

а) Ha 5'-конце и в середине антикодона.

б) «Качающиеся» пары оснований будут образовывать со своими кодонами аптикодоны (5') GGG, ICC и UCC.

в) В парах, в образовании которых принимают участие антикодоны (5')ACG, GCC, UCC и CCC.

г) Наименее вероятно использование пар, в которых участвуют антикодоны, указанные в п. в), поскольку тРНК, содержащие эти антикодоны, из-за прочного связывания всех трех антикодоновых оснований будут освобождаться из комплекса с более низкой скоростью, чем другие тРНК для Gly.

Задача 60.

Определите минимальные энергетические затраты (в расчете на число высокоэнергетических фосфатных групп), необходимые для биосинтеза Р-глобиновой цепи гемоглобина (146 остатков) из всех аминокислот, АТР и GTP. Сравните ваш ответ с расходами энергии на биосинтез линейной цепи гликогена, включающей 146 остатков глюкозы, соединенных α(1 → 4)-связью, и синтезируемой из глюкозы в присутствии АТР. Какова, исходя из ваших ответов, дополнительная энергетическая стоимость Р-глобиновой молекулы, обусловленная тем, что в отличие от гликогена при ее построении необходимо реализовать определенную генетическую информацию?

Ответ: По меньшей мере 583 высокоэнергетические фосфатные группы; может быть и больше в зависимости от количества ошибок, выявленных и исправленных аминоацил-тРНК-синтетазами. На исправление каждой ошибки затрачиваются две высокоэнергетические фосфатные группы. Чтобы синтезировать из аминокислот белок, эукариотическая клетка должна осуществить синтез как минимум 20 активирующих ферментов, 70 рибосомных белков, 4 рибосомных РНК, не менее 20 тРНК и не менее 10 вспомогательных ферментов. В то же время для синтеза α(1→4)-цепи гликогена из глюкозы необходимо всего 4-5 ферментов.