Сколько триплетов содержит фрагмент гена, кодирующего 25 различных аминокислот? Пожалуйста, объясните свой ответ

Putnik_Sudby

46

Чтобы решить данную задачу, нам необходимо знать, какие аминокислоты кодируются триплетами, и сколько всего возможных триплетов может быть.

Наиболее распространенной системой кодирования аминокислот является генетический код, в котором каждая аминокислота соответствует комбинации из трех нуклеотидов (триплета) в гене.

Генетический код включает в себя 64 различных триплета. Однако, учитывая, что у нас всего 25 различных аминокислот, некоторые аминокислоты кодируются несколькими триплетами.

Давайте разберемся, сколько именно аминокислот можно закодировать с использованием 64 триплетов. Если каждый триплет кодирует одну аминокислоту, то общее количество аминокислот будет равно 64. Однако, известно, что у нас всего 25 различных аминокислот.

Следовательно, некоторые аминокислоты должны кодироваться несколькими триплетами, чтобы получить общее число аминокислот, равное 25.

Посмотрим на таблицу кодов аминокислот и их триплетов в генетическом коде:

\[
\begin{array}{|c|c|c|}
\hline
\text{Аминокислота} & \text{Триплеты} \\
\hline
\text{Аланин} & \text{GCU, GCC, GCA, GCG} \\
\hline
\text{Аргинин} & \text{CGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG} \\
\hline
\text{Аспарагин} & \text{AAU, AAC} \\
\hline
\text{Аспартат} & \text{GAU, GAC} \\
\hline
\text{Цистеин} & \text{UGU, UGC} \\
\hline
\text{Глутамин} & \text{CAA, CAG} \\
\hline
\text{Глутаминовая кислота} & \text{GAA, GAG} \\
\hline
\text{Глицин} & \text{GGU, GGC, GGA, GGG} \\
\hline
\text{Гистидин} & \text{CAU, CAC} \\
\hline
\text{Изолейцин} & \text{AUU, AUC, AUA} \\
\hline
\text{Лейцин} & \text{CUU, CUC, CUA, CUG, UUA, UUG} \\
\hline
\text{Лизин} & \text{AAA, AAG} \\
\hline
\text{Метионин} & \text{AUG} \\
\hline
\text{Фенилаланин} & \text{UUU, UUC} \\
\hline
\text{Пролин} & \text{CCU, CCC, CCA, CCG} \\
\hline
\text{Серин} & \text{UCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC} \\
\hline
\text{Треонин} & \text{ACU, ACC, ACA, ACG} \\
\hline
\text{Триптофан} & \text{UGG} \\
\hline
\text{Тирозин} & \text{UAU, UAC} \\
\hline
\text{Валин} & \text{GUU, GUC, GUA, GUG} \\
\hline
\text{Стоп-кодоны} & \text{UAA, UAG, UGA} \\
\hline
\end{array}
\]

Подсчитаем число триплетов, которые кодируют эти 25 различных аминокислоты.

\begin{itemize}
\item Для аминокислоты аланина у нас есть 4 различных триплета.
\item Для аминокислоты аргинина у нас есть 6 различных триплетов.
\item Для аминокислоты аспарагина у нас есть 2 различных триплета.
\item Для аминокислоты аспартата у нас есть 2 различных трплета.
\item Для аминокислоты цистеина у нас есть 2 различных триплета.
\item Для аминокислоты глутамина у нас есть 2 различных триплета.
\item Для аминокислоты глутаминовой кислоты у нас есть 2 различных триплета.
\item Для аминокислоты глицина у нас есть 4 различных триплета.
\item Для аминокислоты гистидина у нас есть 2 различных триплета.
\item Для аминокислоты изолейцина у нас есть 3 различных триплета.
\item Для аминокислоты лейцина у нас есть 6 различных триплетов.
\item Для аминокислоты лизина у нас есть 2 различных триплета.
\item Для аминокислоты метионина у нас есть 1 триплет.
\item Для аминокислоты фенилаланина у нас есть 2 различных триплета.
\item Для аминокислоты пролина у нас есть 4 различных триплета.
\item Для аминокислоты серина у нас есть 6 различных триплетов.
\item Для аминокислоты треонина у нас есть 4 различных триплета.
\item Для аминокислоты триптофана у нас есть 1 триплет.
\item Для аминокислоты тирозина у нас есть 2 различных триплета.
\item Для аминокислоты валина у нас есть 4 различных триплета.
\item Существуют также три стоп-кодона, которые не кодируют аминокислоты.
\end{itemize}

Рассчитаем общее количество триплетов, которые кодируют 25 различных аминокислот. Сложим количество триплетов для каждой аминокислоты:

\[4 + 6 + 2 + 2 + 2 + 2 + 2 + 4 + 2 + 3 + 6 + 2 + 1 + 2 + 4 + 6 + 4 + 1 + 2 + 4 = 76\]

Таким образом, фрагмент гена, кодирующего 25 различных аминокислот, содержит 76 триплетов.