Генетикалық кодтың вырождение: негіздері

генетикалық коды кодоны, планетаның барлық тірі организмдердің тән белоктардың құрылымы туралы ақпаратты кодтау жүйесі ретінде көрінеді. Шифрді ғылым Бір ғасырға жуық түсінікті, ондаған жылдар қажет, бірақ ол факт бар. Әмбебаптығы, ерекшелігі, бір бағыттағы және генетикалық кодтың әсіресе вырождение биологиялық маңызы бар.

жаңалықтар тарихы

генетикалық ақпаратты кодтау мәселесі әрқашан биология негізгі болды. генетикалық кодтың матрица құрылымы, ғылым баяу орнына алға. Бастап ДНК 1953 қос спираль құрылымында Уотсон және алақайлап ашылуы табиғаттың ұлылығын иман сұралады код құрылымын өзі шешу кезеңін, енді. ақуыздар мен сол құрылымын ДНҚ сызықтық құрылымы, екі мәтіндерінің арасындағы хат-хабарларды генетикалық кодтың болуын ұйғарынды, бірақ түрлі алфавит жазылған. Белоктардың әліпбиіне белгілі болды, егер мен, ДНК белгілері биология, физика және математика зерттеу нысанасы болды.

Осы жұмбақтарды шешуде барлық қадамдарды сипаттау қажеті жоқ. Тікелей эксперимент, дәлелденген және ақуыз ДНК кодоны және амин қышқылдары арасындағы тиісінше 1964 Чарльз Janowski және С. Бреннера өтті анық және дәйекті бар екенін растады. Одан әрі - ұялы тегін құрылымдарда ақуыз синтезінің әдістерін пайдалана отырып, (пробиркалар) пробиркалар генетикалық коды декодтау кезінде.

Толығымен қабылдамау коды E. Coli Cold Spring Harbor (АҚШ), 1966 жылы симпозиумда биологтарды жариялаған болатын. Содан кейін мен генетикалық кодының резервтеу (вырождение) ашылды. Бұл нені білдіреді, ол өте жай түсіндірді.

декодтау жалғасуда

тұқым қуалайтын коды деректерді таратып алу өткен ғасырдың ең маңызды оқиғалардың бірі болды. Бүгін, ғылым тереңдігі молекулалық кодтау жүйесі мен оның ерекшеліктері мен генетикалық код вырождения меншікке білдірді қандай белгілері, переизбытка тетіктерін зерттеуге жалғастыруда. өнеркәсіп жеке зерттеу - тұқым қуалайтын материал кодтау жүйесін шығу тегі және эволюциясы. полинуклеотиды (ДНК) және полипептидтер (протеиндер) байланыстыратын Дәлелдемелер молекулалық биология дамуына серпін берді. Ал бұл, өз кезегінде, биотехнология, биоинженерия, өсіп келе жатқан шаруашылығы және өсімдік жылы ашылған.

Догмалар мен ережелер

молекулалық биология Басты догмалар - ақпараттық белок ДНК-дан РНК ауыстырылды, содан кейін онымен отыр. беру қарсы бағытта басқа РНҚ бойынша ДНК және РНК РНК болады.

Бірақ матрицалық немесе ДНК негізі әрқашан қалады. ақпаратты беру және барлық басқа да негізгі ерекшеліктері - матрицаның беру табиғат көрінісі. Атап айтқанда, генетикалық ақпараттың құрылымын молайту болмақ басқа матрица молекулалар синтездеу үшін беруді орындау арқылы.

генетикалық коды

стихиялық нуклеотидтердің басқа тізбектерінің қалыптастыру әкеледі толықтыратын кодоны арқылы ақуыз молекулаларының құрылымын (үшемдер) нуклеотид, тек 4 (adein, гуанин, цитозин, тимин (урацил)), кодтау Line. нуклеотидтер және химиялық толықтыру бірдей саны - бұл мұндай синтез негізгі шарты болып табылады. Бірақ мономерлер саны мен сапасын сәйкес ақуыз молекуласы сапасын қалыптастыру (- ақуыз амин қышқылдары ДНҚ нуклеотидтер) болып табылады. нуклеотидтердің (кодоны) ретпен жазып жүйесі ақуыздың амин қышқылы тізбегі - Бұл табиғи тұқым қуалайтын коды болып табылады.

Генетикалық код бірнеше қасиеттері бар:

• Үштігі.
• бірегейлігі.
• Бағдар.
• Дизъюнктности.
• генетикалық кодының резервтеу (вырождение).
• Әмбебаптығы.

Мұнда биологиялық маңызы назар аудара отырып, қысқаша сипаттамасы болып табылады.

Триплет, сабақтастық және қолжетімділігі бағдаршамдары

семантикалық т (триплетті) нуклеотид сәйкес келетін 61 амин қышқылдарының Әрбір. Үш үшемдер амин қышқылы туралы ақпаратты және тоқтау кодоны табылады емес. тізбегіндегі әрбір нуклеотидті триплет мүшесі болып табылады, және өздігінен өмір сүрмейді. соңында және бір ақуыз сәйкес нуклеотидтер тізбегі басында, тоқтау кодоны болып табылады. Олар бастау немесе (ақуыз молекуласының синтезін) хабар таратуды тоқтатты.

Ерекшелігі, және бір-pointedness дизъюнктностью

Әрбір кодон (триплетті) тек бір ғана амин кодталады. Әрбір үштігі тәуелсіз және іргелес емес шарасыз. Бір нуклеотидті тізбегі ғана бір триплет тиесілі болады. Ақуыз синтезі тоқтату кодоны бақыланады тек бір бағытта, әрқашан.

генетикалық кодтың резервтеу

нуклеотидтердің әрбір үштікке бір амин кодталады. кодталған амин қышқылы (сезім кодон), және үш - - 64 нуклеотидтердің, олардың 61 жалпы мағынасыз, яғни амин қышқылы (кодоны тоқтату) кодтау емес. генетикалық кодының резервтеу (вырождение) ауыстыру әрбір үштікке жасалуы мүмкін, бұл - (қышқыл ауыстыру амин жетекші) түбегейлі және консервативтік (амин қышқылдары класс өзгерту емес,). = 3 1 басқа өмірге, ықтимал нуклеотидті алмастыру жалпы саны 61 549 = 9 болады - Ол триплетті 9 подстановки (1, 2 және 3-позиция) асырылуы мүмкін болса, әрбір нуклеотидті 4 ауыстырылуы мүмкін, бұл есептеу оңай.

ол zakodirovki ақпарат туралы 21 амин қышқылдары үшін қажетті қарағанда әлдеқайда көп - генетикалық кодтың вырождение 549 нұсқалары фактісі көрсетілген. ауыстыру опциялардың Бұл жағдайда тоқтату кодон қалыптастыру 549 23 қорғасын, 134 + 230 алмастыру - консервативті подстановки, және 162 - радикалды.

Ереже тоқырау және ерекшеліктер

екі кодоны екі бірдей бірінші нуклеотид бар болса, қалған нуклеотид сыныпта (пурин немесе пиримидин), олар сол амин қышқылы асыруға ақпарат беріледі. Бұл әдетте генетикалық кодтың вырождение немесе резервтеу табылады. Тоқтату кодон, бірақ триптофан кодтау керек еді - екі ерекшеліктер - AUA және UGA - изолейцина керек, ал екінші еді, дегенмен бірінші, метионин кодтайды.

вырождение және жан-жақтылығын Мағынасы

генетикалық кодын Бұл екі қасиеттері жоғары биологиялық құндылығы бар. жоғарыда аталған Барлық қозғалмайтын мүлік Біздің планетада тірі организмдердің барлық түрлерін генетикалық ақпараттың тән.

генетикалық кодын вырождение бір амин қышқылы код қайталап қайталануын ретінде, Бейімді мәні бар. Сонымен қатар, бұл кодон үшінші нуклеотидті (дегенерация) айтарлықтай қысқарту білдіреді. Мұндай көрініс ақуыз құрылымы елеулі бұзушылықтарды әкеп соғады ДНК мутациялық зақымдану, азайтады. Бұл планетаның тірі организмдердің қорғаныс механизмі болып табылады.