Degenerácia genetického kódu: základy

Genetický kód je vyjadrená ako kodónov, systém kódovania informácie o štruktúre proteínov, vlastné vo všetkých živých organizmoch planéty. Dešifrovanie trvať desiatky rokov, ale skutočnosť, že existuje veda znamená takmer storočie. Univerzálnosť, špecifickosť, jednosmerný, a to najmä degenerácie genetického kódu majú biologický význam.

História objavov

Problém kódovania genetickej informácie vždy kľúč v biológii. Štruktúrou matrice genetického kódu, veda pokročila pomalšie. Od objavenia J. Watson a Crick v roku 1953. Dvojitá skrutkovice štruktúra DNA vstúpila do fázy vyriešenia štruktúry kódu sám, ktorý podnietil vieru v majestátu prírody. Lineárne štruktúra proteínov a DNA s rovnakou štruktúrou znamenal prítomnosť genetického kódu, vzťah medzi týmito dvoma textami, ale zachytávajú rôzne abecedy. A v prípade, že je známe, abeceda proteínov, značky DNA boli predmetom štúdia biológie, fyziky a matematiky.

Nie je potrebné popisovať všetky kroky v riešení tejto hádanky. Priamy experiment ukázal a potvrdil, že medzi DNA kodóny a aminokyselín proteínu existuje jasné a konzistentné, respektíve sa konala v roku 1964 Charles Janowskim a S. Brenner. Ďalším - pri dekódovaní genetického kódu in vitro (in vitro) s použitím techník syntézy proteínov v bezbuněčných štruktúr.

Plne dešifrovať kód E. coli bola vyhlásená v roku 1966, biológovia na sympóziu v Cold Spring Harbor (USA). Potom som otvoril redundancie (degenerácia) genetického kódu. To znamená, že jednoducho vysvetliť.

dekódovanie pokračuje

Získanie lúštenie dedičné kódované dáta sa stala jednou z najvýznamnejších udalostí minulého storočia. V súčasnej dobe, veda naďalej skúma do hĺbky mechanizmy systému molekulárnej kódovania a jeho funkcií a nadbytku znamenie, čo je vyjadrené v majetku degenerácie genetického kódu. Samostatná štúdia priemyslu - vznik a vývoj dedičného materiálu kódovacieho systému. Dôkazy, ktoré spájajú polynukleotidy (DNA) a polypeptidy (proteíny) dala impulz k rozvoju molekulárnej biológie. A to, podľa poradia, biotechnológie, bioinžinierstva, objavy v chove a pestovaní rastlín.

Dogmy a pravidlá

Hlavné dogma molekulárnej biológie - informácie sa prenáša z DNA, RNA, a potom sa s ňou na proteínu. V opačnom smere prenosu je možné od RNA do DNA a RNA na inom RNA.

Ale matrice alebo základom DNA zostáva stále. A všetky ostatné základné funkcie prenosu informácií - odrazom charakteru prevodu matrice. Najmä vykonaním prenosu k syntéze iných molekúl matrice, ktorý bude reprodukcia štruktúry genetickej informácie.

genetický kód

Linka kódovanie štruktúru proteínových molekúl pomocou komplementárnych kodóny (trojčatá) nukleotidy, ktoré sa iba 4 (adein, guanín, cytozín, tymín (uracil)), ktoré sa samovoľne vedie k tvorbe ďalších reťazcov nukleotidov. Rovnaký počet nukleotidov a chemické komplementarity - to je hlavnou podmienkou pre takúto syntézu. Avšak tvorba kvalitných bielkovín molekuly zodpovedajúce množstvo a kvalitu monomérov nie je (DNA nukleotidy - bielkoviny aminokyseliny). Jedná sa o prírodný dedičný kód - záznamové zariadenie v sekvencii nukleotidov (kodóny) aminokyselinovú sekvenciu proteínu.

Genetický kód má niekoľko vlastností:

• Triplet.
• Jedinečnosť.
• Orientácie.
• Disjointness.
• Redundancie (degenerácia) genetického kódu.
• Univerzálnosť.

Tu je stručný opis, so zameraním na biologický význam.

Triplet, kontinuita a dostupnosť semaforov

Každý z 61 aminokyselín, ktoré zodpovedajú sémantického t (triplet) nukleotidov. Tri trojica nenesú informáciu o aminokyseliny a sú stôp kodóny. Každý nukleotid v reťazci je člen trojice, a neexistuje sama o sebe. Na konci a na začiatku reťazca nukleotidov zodpovedajúcich jeden proteín, sú stop kodóny. Začnú alebo zastavenie vysielania (syntéza proteínové molekuly).

Špecifickosť a jednobodovosti disjointness

Každý Kodona (triplet) kóduje iba jednu aminokyselinu. Každý triplet je nezávislý a neprekrýva sa vedľa seba. Jeden nukleotid môže patriť iba jeden triplet v reťazci. Syntéza proteínov je vždy len v jednom smere, ktorý je ovládaný stop kodóny.

Redundancie genetického kódu

Každý triplet nukleotidov kóduje jednu aminokyselinu. Celkom 64 nukleotidov, 61 z nich - kódované aminokyseliny (zmysel kodónu), a tri - bezvýznamný, teda aminokyselina nekóduje (stop kodóny). Redundancie (degenerácia) genetického kódu, je to, že substitúcia môžu byť vykonané v každej trojice - radikál (čo vedie k aminokyselinové nahradenie kyseliny) a konzervatívny (aminokyseliny nemení trieda). To sa dá ľahko spočítať, že v prípade, že triplet môže byť vykonaná 9 substitúcia (1, 2 a 3 pozície), každý nukleotid môže byť nahradený 4 - 1 = 3, ostatné prevedenie je celkový počet možných substitúciou nukleotidov bude 61 až 9 = 549.

Degenerácia genetického kódu je uvedený v tom, že 549 možností - to je oveľa viac, než je nutné pre zakodirovki informácie o 21 aminokyselín. V tomto prípade riešenia náhradné 549 23 vedú k tvorbe stôp kodóne, 134 + 230 substitúciu - sú konzervatívne substitúcie, a 162 - radikálov.

Pravidlo degeneráciu a výnimky

Ak dvaja kodóny majú dve identické prvý nukleotid, zvyšné nukleotidy sú prezentované s triedou (purínové alebo pyrimidínová), informácie, ktoré nesú rovnakú aminokyselinu. To je zvyčajne degenerácia alebo redundancie genetického kódu. Dve výnimky - AUA a UGA - prvý kóduje metionín, aj keď by sa izoleucínu, a druhá - stop kodóne, ale bude musieť kódovať tryptofán.

Význam degeneráciu a všestrannosť

Tieto dve vlastnosti genetického kódu majú najvyššiu biologickú hodnotu. Všetky vyššie uvedené vlastnosti sú charakteristické genetickej informácie všetkých foriem živých organizmov na našej planéte je.

Degenerácia genetického kódu je adaptívne hodnotu, ako opakované zdvojenie kódu jednej aminokyseliny. Navyše, to znamená významné zníženie (degenerácia) tretieho nukleotidu kodónu. Takéto prevedenie minimalizuje mutačné lézie v DNA, ktoré zahŕňajú závažné porušenie v štruktúre proteínu. Jedná sa o ochranný mechanizmus živých organizmov na planéte.