Codul genetic - corespondența dintre triplete ADN si proteine ​​aminoacizi

Nevoia de structură care codifică proteina într-o secvență lineară de ARNm nucleotide și ADN-ul este dictată de faptul că în timpul traducerii:

• nu există o corespondență între numărul de monomeri în matrice și un produs ARNm - proteină sintetizată;
• nici o similaritate structurală între ARN și proteine ​​monomeri.

Aceasta elimină interacțiunea complementară dintre matrice și produsul - principiul prin care construcția de noi molecule de ADN și ARN în timpul replicării și transcriere. Prin urmare, devine clar că trebuie să existe un „dicționar“, care permite pentru a afla ce secvență de nucleotide din ARNm într-o proteină asigură includerea aminoacizilor în secvența. Acest „dicționar“ se numește, nucleotidă sau amino codul genetic al acidului, biologic. Acesta permite criptarea aminoacizilor care alcătuiesc proteinele, folosind o secvență specifică de nucleotide în ADN și ARNm. Aceasta se caracterizează prin anumite proprietăți.

Triplet. Una dintre problemele principale în stabilirea proprietăților codului a fost o chestiune de numărul de nucleotide, care ar trebui să determine includerea unei proteine ​​singur aminoacid. Sa constatat că elementul de codificare pentru a cripta secvența de aminoacizi sunt de fapt triplete de nucleotide sau tripleți, care sunt numite „codoni“.

codoni sens. Sa stabilit că 64 din codonii constitutive de aminoacizi în lanț polipeptidic a fost sintetizat cripteaza t 61, iar restul de 3 - UAA, UAG, UGA nu codifica încorporarea de aminoacizi în proteine ​​și au fost numite inițial fără sens sau non-sens codon. Mai târziu, cu toate acestea, sa demonstrat că aceste tripleti indica finalizarea traducerii, și așa au fost numite rezilierea sau codoni stop.

Codonii ARNm și triplete de nucleotide din catena de codificare ADN cu direcția de la 5 „la 3“ au aceeași secvență de baze azotate, cu excepția faptului că în loc de uracil ADN-ului (U), ARNm caracteristic este timină (T).

Specificitatea. Fiecare codon corespunde unui singur anumit aminoacid. În acest sens, codul genetic este strict unic.

Tabelul 4-3. Principalele componente ale sistemului sintetizarea proteinelor

Substraturi pentru sinteza proteinelor

ARNt îndeplini funcția adaptor. Ei interacționează cu aminoacizii finali acceptor, și anticodon - cu ARNm codon.

3. aminoacil-ARNt sintetaza

Fiecare sintetazei aa-ARNt catalizează reacția de legare a unuia dintre cei 20 de aminoacizi cu ARNt corespunzătoare specificului

Matricea cuprinde o secvență liniară de codoni care definesc structura primară a proteinelor

Ribonucleice structuri subcelulare care loc sinteza proteinelor

7. Factorii de inițiere de proteine, alungire, încetarea

Proteinele vneribosomnye specifice necesare procesului de traducere (inițiere Factori 12: spiridus; factorul de alungire 2: EEFL, eEF2 și terminare factori: ERF)

Cofactor stabilizarea ribozomi structura

Note: spiridus (factori de inițiere eucariotă) - factori de inițiere; EEF (factori de alungire eucariota) - factori de alungire; ENA (factori de eliberare eucariote) - factori de terminare.

Degenerării. ADN și ARNm sens triplet 61, fiecare dintre care codifică o proteină de incluziune a 20 aminoacizi. Din aceasta rezultă că includerea moleculelor de informații într-o proteină de același aminoacid este determinată de mai mulți codoni. Această proprietate a fost numit cod biologic degenerării.

La om, un codon criptat doar 2 aminoacizi - Met și trei, în timp ce Leigh și Sir aprilie - șase codoni și Ala, Val, Gly, Pro, Thr - (. Tabelul 4-4) patru codoni.

Redundanța secvență de codificare - cod de proprietate cel mai valoros, deoarece crește fluxul de informații de rezistență la efectele adverse ale mediului extern și intern. La determinarea naturii aminoacizilor trebuie să fie încorporată într-o proteină, a treia nucleotidă într-un codon nu este la fel de important ca și primele două. După cum se vede din tabelul. 4-4, pentru multe nucleotid substituție de aminoacizi la nivelul codonului în poziția a treia nu are niciun efect asupra sensul.

Linearitatea informațiilor de înregistrare. Codonii în timpul translația ARNm „citit“ cu un punct de plecare secvențial fix și nu se suprapun. Informațiile lipsă de înregistrare a semnalelor ce indică sfârșitul codonului și începutul următoarei. Codonului AUG este inițierea și se citește la început, și în alte părți ale ARNm-ului ca Met. Ca urmare ea tripleti sunt citite secvențial fără lacune până la codonul care se termină sinteza lanțului polipeptidic.

Versatilitate. Până de curând, se credea că codul este absolut universal, și anume, înțelesul cuvintelor de cod este aceeași pentru toate organismele studiate, cum ar fi virusuri, bacterii, plante, amfibieni, mamifere, inclusiv la oameni. Cu toate acestea, mai târziu a devenit cunoscut o singură excepție, sa constatat că mARN-ul mitocondrial conține 4 triplet având o valoare diferită de origine nucleară ARNm. Astfel, în tripletul ARNm mitocondriale codifică trei UGA, AUA - Met, și AAS și AGG sunt citite ca codoni stop suplimentar.

Coliniaritate și produsul genei. La procariote, o secvență liniară de codoni de potrivire a genei și secvența de aminoacizi a produsului proteic, sau cum se spune, există colinearității și gena produs.

Tabelul 4-4. codul genetic

Note: U - uracil; C - citozina; A - adenină; G - guanină; * - codon stop.

În eucariotelor, secvența de baze într-o secvență de aminoacizi a genei coliniar într-o proteină, sunt întrerupte de introni. De aceea, în celulele eucariote, secvența de aminoacizi a secvenței coliniar proteină exonilor din gena sau posttranskrigschionnogo ARNm matur după îndepărtarea intronilor.