October 24th, 2016

Биология школьная и не очень

Внимательная коллега на форуме репетиторов обратила внимание на любопытную вещь. Есть одна стандартная и довольно распространённая форма задач ЕГЭ. Вот пример такой задачи:

Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на котором синтезируется участок тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов АТАГЦТГААЦГГАЦТ. Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте и аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет соответствует антикодону тРНК. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

При решении такой задачи предполагается, что нужно сначала установить последовательность тРНК (это будет УАУЦГАЦУУГЦЦУГА), найти в ней антикодон (это будет ЦУУ), потом определить кодон на иРНК (получается ГАА), подставить его в таблицу генетического кода и определить кодируемую им аминокислоту (должно получиться ГЛУ).

Есть одна проблема. Дело в том, что, как известно, цепочки нуклеотидов, соединённые водородными связями по принципу комплиментарности, всегда антипараллельны. То есть если у одной цепочки с какой-то стороны 5’-конец, то у другой там же будет 3’-конец. В ходе транскрипции матричная цепь ДНК считывается в направлении от 3’-конца к 5’-концу, и синтезируемая РНК будет ей антипараллельна (5’-3’). В процессе трансляции иРНК считывается в направлении от 5’-конца к 3’-концу, и именно в этом направлении записаны кодоны в таблице генетического кода. Взаимодействующие с ними антикодоны будут им опять-таки антипараллельны, и если мы хотим, чтобы антикодон выглядел как комплиментарный к 5’-3’ кодону, его мы должны записать в направлении 3’-5’.

Проблема в том, что в приведённом выше решении задачи синтезируемый участок тРНК оказывается записанным в направлении 5’-3’:

ДНК: [3’ АТАГЦТГААЦГГАЦТ 5’]
РНК: [5’ УАУЦГАЦУУГЦЦУГА 3’]

Антикодон, взятый из этой последовательности, у нас такой: [5’ ЦУУ 3’]. Соответствующий ему кодон иРНК будет [3’ ГАА 5’], и, если мы хотим пользоваться таблицей, мы должны предварительно его развернуть: [5’ ААГ 3’]. И аминокислота, конечно же, получится другая (ЛИЗ).

Про 3’- и 5’-концы в базовой школьной программе по биологии не говорится. Ну увы, получается, что для данного типа заданий, чтобы получить по-настоящему правильный ответ, эта информация необходима.