Генетичният код - основните понятия на молекулярни биохимичната генетика

Едно от най-интересните пъзели молекулярната биология е да се определи как четири проблем "език" на ДНК, съдържаща само 4 различни азотна база (A, G, С, Т) го dvadtsatibukvennuyu преведените протеин чрез образуването на иРНК. Какъв е кода? Кодът не може да се състои от един нуклеотид, тъй като само четири аминокиселини могат да бъдат кодирани. код може да бъде и жакет, комбинация от два нуклеотида от четири букви "азбука" не може да обхване всички АК, както такива комбинации е 16 (4 2 = 16), и част от протеин се състои от 20 АА.

За да кодира всички AK протеинова молекула необходимо триплет код, където броя на възможните комбинации - 64 (4 3 = 64). Генетичният код е изроден за АК, което означава, че по-голямата част от AK кодирана от повече от един кодон. Дегенерацията на кода не е една и съща за различни AC. Дегенерацията обикновено се отнася само до третия нуклеотид, а почти всички AC първите 2 нуклеотиди са често срещани. Той разполага с биологичен смисъл. защото Различни мутации в АК могат да се сменят, най-ценните са избрани по време на еволюцията.

Друга отличителна черта на генетичния код - липсата на "пунктуация", т.е. сигнали, показващи края на кодон и началото на друг. С други думи, кодът е линейна, еднопосочно и непрекъсваем. Това осигурява синтезата на високо подредена последователност на протеиновите молекули.

третата основна характеристика код не е, че трите триплети кодират аминокиселини, те се използват като синтез затваряне (прекратяване) на полипептидна верига.

Кодът е универсален за всички живи организми, от Инфузории на човека. Можем да заключим, че "генетичен език" е в основата на едни и същи за всички видове, но видове леки отклонения, възникнали вероятно в процеса на еволюцията и диференциация.

По този начин, има 4 различни ДНК бази кодиращи цялата оригиналната информация. триплет код води до съществуването на различни тринуклеотид последователности 64 (4 * 4 * 4). Nature триплет код - всяка аминокиселина е програмиран в три иРНК бази, наречен кодони. От прост математически се оказа, че всеки от AK, кодиран от малък брой съседни нуклеотидни остатъци във веригата на ДНК. За кодиране на аудио AK изисква повече от един нуклеотид, тъй като ДНК бази разкрити 4 вида докато 20 различни аминокиселини в протеини. Освен това, тъй като от 4 нуклеотида (A, G, С, Т) може да бъде само 16 различни комбинации от нуклеотидна 2 (2 4 = 16), код "дума" за AK трябва да се състои от повече от две букви. Използване на четири различни бази, взети в комбинациите от три може да бъде кодиран 64 (4 3) различен AK. Така код триплет е достатъчно, за да кодира всички 20 аминокиселини, които изграждат естествени протеини.

Характерни особености на генетичния код.

Генетичният код е дегенерат, което означава, че почти всеки AK (с изключение на триптофан и метионин) отговаря на повече от един кодон. Терминът деградира не се отклонява средства като един кодон да кодира повече от една АА. Дегенерацията на генетичния код, е с висока биологична стойност. Има неравностите на дегенерацията на кода. Например, за серин и левцин код шесткратно дегенерат, т.е. Има 6 кодони за серин и 6 - за левцин, че много други аминокиселини (, тирозин, хистидин глутаминова киселина) код се характеризира с два пъти дегенерация.

В много от случаите израждането засяга само третата база в кодон. Например, аланин е кодиран. 2 първата основа са еднакви за всички четири аланин кодони. Понякога, ако две аминокиселинни кодони са, в който първата основа 2 са еднакви, третият може да бъде само пурин или пиримидин.

Друга съществена особеност на генетичния код е, че тя е напълно отсъстват "сигнали", сочещи към края и началото на друг (т.е. пунктуация). Следователно, четене трябва да започне от определен момент от РНК молекули и продължи в последователност от един към друг триплет, или нуклеотидна последователност, във всички кодони ще бъдат променени, което от своя страна ще доведе до образуването на протеин с нарушена последователност на АК.

Третата основна черта на кода е, че на тризнаците 64 -3 не кодиран AK. Те се използват като затваряне синтез сигнал (прекратяване на полипептидната верига).

код гъвкавост. Триплетите, кодиращи един и строг AK са същите при хора, тютюневи растения и ресничести. Няколко експерименти в подкрепа на заключението кода на гъвкавост. Можем да заключим, че "генетичен език" е в основата на едни и същи за всички видове, но видове леки отклонения, възникнали вероятно в процеса на еволюцията и диференциация.

Дегенерацията на генетичния код дава на тялото селективно предимство. Ако кодирана AK 20, само на 20 от 64-те възможни кодони, повечето мутации в тризнаците кодиращите ще доведе до появата на безсмислени тризнаци, кодиращи AK. Ако има генетична мутация причинява кола кодон с променения смисъла на кодиране AK или друг кодон синоним. Mutant протеин в този случай е не само функционално пълна, но дори полезно. Дегенерацията на кода допринася за подобряването на генома и нейните продукти, в резултат на различните мутации случи AK замяна на което в хода на еволюцията, избран най-ценните за оцеляване.

Както вече писахме, в генетичния код, няма "запетая" между съседни кодони, но има и специални знаци, които бележат началото и в края на полипептидната верига.

Три тризнаци (UAG, ИЗП и UGA) не кодира AC. Те са идентифицирани като терминиране сигнали, т.е. затваряне синтез на полипептидната верига. Полипептидните вериги на някои протеини, съдържащи АА, за които няма съответните "думите" в генетичния код. Тези "некодирана" АК е получен от "нормален" AK, които съответстват на специфични кодони. Тези редки AK, образуван от ензимна модификация на AK, от които те са вече в тези участващи в polipepdidnuyu съединение в съответствие с кода аминокиселини.