Для решения заданного вопроса начнем с определения общего количества нуклеотидов в молекуле ДНК, а затем разберем каждый из пунктов по отдельности.
Определение общего количества нуклеотидов
Гуанин (G) составляет 22% от общего количества нуклеотидов. Дано, что количество гуаниловых нуклеотидов (G) равно 880. Это значит, что можно составить следующее уравнение для общего количества нуклеотидов (N):
[ 880 = 0.22 \times N ]
Решим это уравнение:
[ N = \frac{880}{0.22} ]
[ N = 4000 ]
Итак, общее количество нуклеотидов в молекуле ДНК составляет 4000.
а) Количество других нуклеотидов
В молекуле ДНК есть четыре типа нуклеотидов: аденин (A), тимин (T), гуанин (G) и цитозин (C). Согласно правилу Чаргаффа, количество аденина равно количеству тимина, а количество гуанина равно количеству цитозина.
Мы уже знаем, что гуанина (G) 880 нуклеотидов, что составляет 22% от общего количества нуклеотидов. Таким образом, цитозина (C) также 880 нуклеотидов, что также составляет 22%.
Теперь определим количество аденина (A) и тимина (T):
Общее количество нуклеотидов - это сумма всех видов нуклеотидов (G, C, A и T):
[ G + C + A + T = 4000 ]
Гуанин и цитозин вместе составляют:
[ G + C = 880 + 880 = 1760 ]
Оставшиеся нуклеотиды будут аденином и тимином:
[ A + T = 4000 - 1760 = 2240 ]
Поскольку количество аденина равно количеству тимина:
[ A = T = \frac{2240}{2} = 1120 ]
Итак, количество нуклеотидов:
- Аденин (A): 1120
- Тимин (T): 1120
- Гуанин (G): 880
- Цитозин (C): 880
б) Длина ДНК
Средняя длина одного нуклеотида в ДНК составляет приблизительно 0.34 нанометра (нм). Следовательно, длина ДНК может быть рассчитана как:
[ \text{длина ДНК} = N \times 0.34 \, \text{нм} ]
[ \text{длина ДНК} = 4000 \times 0.34 \, \text{нм} ]
[ \text{длина ДНК} = 1360 \, \text{нм} ]
Итак, длина молекулы ДНК составляет 1360 нанометров.
в) Масса ДНК
Средняя масса одного нуклеотида в ДНК составляет примерно 650 дальтон (Да), где 1 дальтон равен 1.66054 × 10^-24 граммам. Таким образом, масса всей молекулы ДНК может быть рассчитана следующим образом:
[ \text{масса одного нуклеотида} = 650 \, \text{Да} ]
[ \text{масса одного нуклеотида в граммах} = 650 \times 1.66054 \times 10^{-24} \, \text{г} ]
[ \text{масса одного нуклеотида в граммах} \approx 1.079 \times 10^{-21} \, \text{г} ]
Тогда масса всей молекулы ДНК будет:
[ \text{масса ДНК} = N \times \text{масса одного нуклеотида} ]
[ \text{масса ДНК} = 4000 \times 1.079 \times 10^{-21} \, \text{г} ]
[ \text{масса ДНК} \approx 4.316 \times 10^{-18} \, \text{г} ]
Таким образом, масса молекулы ДНК составляет приблизительно 4.316 × 10^-18 граммов.