V. Орієнтовна основа дії

Для досягнення цілей заняття необхідно засвоїти теоретичні питання по даній темі і виконати самостійну навчально-дослідницьку роботу

а) Теоретичні питання для позаурочного самостійного вивчення та обговорення на занятті.

1. Ген як одиниця генетичної інформації

2. Генетичний код, його основні принципи і властивості: універсальність, триплетність, специфічність, виродженість, колінеарність, односпрямованість, неперервність

3. Будова генів про- та еукаріотів.

4. Екзонно-інтронна організація геному еукаріотів.

5. Класифікація генів.

· структурні гени,

· регуляторні гени,

· гени синтезу тРНК та рРНК

· мобільні генетичні елементи

6. Сучасний стан теорії гена.

б) Алгоритм самостійної навчально-дослідницької роботи:

1. Використовуючи таблицю генетичного коду, вивчити і проаналізувати основні його принципи та властивості

2. Заповнити таблицю № 2 за даною схемою.

3. Розв’язати індивідуальні завдання.

4. Оформити протокол заняття.

в) Інструкції до самостійної навчально-дослідницької роботи:

1. Користуючись таблицею генетичного коду, розв’язати ситуаційні задачі на кодування амінокислот.

Таблиця № 1. Генетичний код

Перша основа	Друга основа	Третя основа
	У	Ц	А	Г
У	ФЕН	СЕР	ТИР	ЦИС	У
	ФЕН	СЕР	ТИР	ЦИС	Ц
	ЛЕЙ	СЕР	-	-	А
	ЛЕЙ	СЕР	-	ТИР	Г
Ц	ЛЕЙ	ПРО	ПС	АРГ	У
	ЛЕЙ	ПРО	ПС	АРГ	Ц
	ЛЕЙ	ПРО	ГЛН	АРГ	А
	ЛЕЙ	ПРО	ГЛН	АРГ	Г
А	ІЛЕ	ТРЕ	АСН	СЕР	У
	ІЛЕ	ТРЕ	АСН	СЕР	Ц
	ІЛЕ	ТРЕ	ЛІЗ	АРГ	А
	MET	ТРЕ	ЛІЗ	АРГ	Г
Г	ВАЛ	АЛА	АСП	ГЛІ	У
	ВАЛ	АЛА	АСП	ГЛІ	Ц
	ВАЛ	АЛА	ГЛУ	ГЛІ	А
	ВАЛ	АЛА	ГЛУ	ГЛІ	Г

2. Заповнити таблицю №2

Таблиця № 2. Класифікація генів та їх функції

Гени	Функції
Структурні гени
Регуляторні гени
Гени синтезу тРНК та рРНК
Мобільні генетичні елементи

3. Виконати індивідуальні завдання за представленими зразками

ЗАВДАННЯ №1

1. Білок А - мономер, який складається з 560 амінокислотних залишків. Ген цього білка має два інтрони (по 10000 пар нуклеотидів) і три екзони (кожен з яких містить однакову кількість пар нуклеотидів).

а) скільки пар нуклеотидів у складі даного гена?

б) скільки пар нуклеотидів у складі кожного з екзонів?

в) скільки нуклеотидів містить кодуюча зона і-РНК даного білка?

2. Збудник СНІДу – ВІЛ-ретровірус, спадкову інформацію якого записано в РНК, що складається з 9213 нуклеотидів. Ця РНК містить 7 генів: 3-структурних і 4-регуляторних. Визначте:

а) молекулярну масу регуляторних генів, якщо на структурні гени ВІЛ припадає 4000 нуклеотидів (молекулярна маса одного нуклеотиду -345 дальтон)

б) довжину регуляторних та структурних генів

ЗАВДАННЯ №2

1. Як відомо, ІХ фактор зсідання крові - антигемофільний білок, що складається з 415 амінокислотних залишків. Локус гена, який кодує цей білок, міститься в одній з аутосом.

а) скільки нуклеотидів міститься в екзонах гена даного білка?

б) скільки нуклеотидів міститься в інтронах цього гена, якщо загальна маса гена дорівнює 1431450 дальтон.? (мол. маса одного нуклеотиду складає 345 дальтон)

2. Білок N – димер, у якого кожен із поліпептидних ланцюгів (а - і β- ланцюги) складається з 5960 амінокислотних залишків. Ген а - ланцюга містить 2 інтрони, а ген β- ланцюга – 3 інтрони. Кожен з інтронів складається з 3000 пар нуклеотидів. Ген а - ланцюга містить 3 екзони, ген β- ланцюга – 2 екзони. Визначте:

а) скільки пар нуклеотидів міститься у складі гена а- ланцюга і гена β- ланцюга білка N?.

б) довжину генів а - - ланцюга та β- ланцюга

в) молекулярну масу генів а - - ланцюга та β- ланцюга, якщо молекулярна маса одного нуклеотиду складає 345 дальтон

ЗАВДАННЯ №3

1. Молекула білка складається з 2352 амінокислот. Ланцюг ДНК, на якому закодовано даний білок, містить 40% інтронних ділянок. Знайти довжину та масу гена, що кодує даний білок, якщо маса одного нуклеотида складає 345 Д, а відстань між двома нуклеотидами складає 0, 34 нм.

2. Як впливає заміна одного нуклеотиду в і-РНК на амінокислотну послідовність поліпептида? Важливі докази, що підтверджують вірність розшифрованого генетичного коду були отримані при вивченні природи мутацій, що приводять до заміни одного залишку амінокислоти в поліпептидному ланцюгу. Користуючись таблицею генетичного коду визначте, яка з перерахованих нижче замін однієї амінокислоти на іншу згодиться з генетичним кодом. Яка з замін не може бути результатом зміни однієї основи і-РНК.

а) фен→лей, б) ліз→ала, в) ала→тир, г) фен→ліз, д) ілей→лей, е) гіс→глі, ж) про→сер.

ЗАВДАННЯ №4

1. Користуючись таблицею генетичного коду, складіть схему та покажіть, використовуючи послідовність амінокислот в молекулі білка таки властивості генетичного коду, як „виродженість” та ”колінеарність” - сер-глн-про-про-ліз-тре-тре-арг-цис-ілей-сер-сер-арг-глу-глн.

2. Структурний ген ферменту РНК-полімерази містить 9450 пар нуклеотидів. Відомо, що РНК-полімераза складається з 329 амінокислотних залишків. Визначте:

а) скільки кодуючих і некодуючих нуклеотидних пар міститься в гені РНК-полімерази?

б) яка молекулярна маса та довжина структурного гену? (мол. маса одного нуклеотиду - 345 дальтон)

ЗАВДАННЯ №5

1. Ген фермента фенілаланінгідроксилази має 13 екзонів, довжина кожного 80.76 нм. До складу гена входять 10 інтронів, кожен з яких складає з 20000 нуклеотидів. Знайти молекулярну вагу гена та фермента, якщо маса одного нуклеотида складає 345 дальтон, а відстань між двома нуклеотидами складає 0, 34 нм.

2. Оперон (сукупність структурних генів і гена-оператора) містить 9300 нуклеотидів. У ньому закодовано три поліпептидних ланцюги, кожен з яких складається з 250 амінокислотних залишків. Маса інтронних фрагментів таких така сама, як і екзонних. Визначте лінійні розміри гена-оператора.

4.Оформити протокол практичної роботи

VI. Система навчаючих завдань

А. Тести

Завдання 1(I рівень складності)

1. Вчені встановили амінокислотну послідовність в молекулі ферменту рибонуклеази. Яким чином ця послідовність закодована в клітині?

а) послідовністю екзонних ділянок в молекулі ДНК

б) послідовністю нуклеотидів відповідної ділянки змістовного ланцюга ДНК

в) послідовністю інтронів в ДНК

г) азотистими основами ДНК

д) чергуванням екзонних та інтронних ділянок