Codul genetic și proprietățile sale

anterior ◈ următoarea

Codul genetic, care mai este denumit cod de aminoacizi, - un sistem de înregistrare a informațiilor pe secvența de aminoacizi a proteinei prin aranjarea unei secvențe de resturi de nucleotide din ADN care conțin una dintre cele 4 baze azotate: adenina (A), guanina (G), citozina (C) și timina (T). Cu toate acestea, din moment ce helix dublu catenar a ADN-ului nu este direct implicată în sinteza proteinelor, care este codificată de una dintre aceste filamente (adică, ARN), codul este scris în limba ARN-ului, în care uracil (U) în loc de timină incluse. Din acest motiv, noi spunem că codul - o secvență de nucleotide, mai degrabă decât perechile de baze.







Codul genetic este reprezentat de un anumit cod de cuvinte - codoni.

Prima a fost descifrat de Cuvântul de cod Nirenberg și Matthaei în 1961. Au ieșit din extract de E. coli care conține ribozomi și alți factori necesari pentru sinteza proteinelor. Rezultatul a fost un sistem de sinteză de proteine ​​de celule libere care ar putea efectua asamblarea de proteine ​​din aminoacizi, în cazul în care mediul este de a adăuga ARNm-ul necesar. Adăugarea la mediul de ARN sintetic, format din numai uracili, au descoperit că proteina este format, constând numai din fenilalanină (polyphenylalanine). Astfel, sa constatat că triplet de nucleotide UUU (codon) corespunde fenilalanină. În toate codonii codului genetic au fost identificate pentru următorii 5-6 ani.

Codul genetic - un fel de dicționar, traducerea unui text scris de cele patru nucleotide în textul de proteine, scrise de un 20 aminoacizi. Restul aminoacizii care se găsesc în proteine, sunt modificări ale unuia dintre cei 20 de aminoacizi.

Proprietățile codului genetic

Codul genetic are următoarele proprietăți.
  1. Triplet - fiecare aminoacid triplet de nucleotide corespunzătoare. Este ușor de calculat că există 4 3 = 64 codoni. Dintre acestea, 61 este o semantică și 3 - fără sens (se termină, stop-codon).
  • Continuitatea (fără delimitatori între nucleotide) - lipsa intragenic de punctuație;

    În interiorul fiecărei gene nucleotidă parte semnificativă a codonului. În 1961. Seymour Benzer și Francis Crick a demonstrat experimental codul triplet și continuitatea acestuia (compact) [pentru a arăta]

    Esența experimentului: „+“ mutație - inserarea unei singure nucleotide. „-“ mutatie - pierderea unei singure nucleotide.

    O singură mutație ( "+" sau "-") a unei gene sau o mutație dublă ( "+" sau "-") - alterează întreaga genă.

    mutație triplă ( „+“ sau „-“), în prima parte a genei numai spoils gene.

    Cameră cu patru paturi „+“ sau „-“ întreaga prăzile de mutație genetică din nou.

    Experimentul a fost realizat pe două gene de fagi adiacente și a arătat că
    1. un cod de triplet, și nici semne de punctuație în gena
    2. între gene au semne de punctuație
  • Prezența semnelor de punctuație intergenice - prezența printre tripleți codoni de inițiere (care începe cu biosinteza proteinelor), codonii - termi (vezi sfârșitul biosintezei proteinelor);

    Referitor la semne de punctuație se aplică codonului AUG - prima după secvența lider. Acesta îndeplinește funcția unei scrisori de capital. În această poziție, ea codifică formil (în procariote).

    La sfârșitul genei care codifică polipeptida este, cel puțin unul dintre cele 3 codoni de terminare sau semafoarelor: UAA, UAG, UGA. Au difuzat de terminare.

  • Coliniaritate - corespunde unei secvențe liniare a codonilor mARN și aminoacizii din proteine.

  • Specificitatea - fiecare aminoacid corespunde numai anumitor codoni care nu pot fi utilizate pentru alți aminoacizi.

  • Onepointedness - codonii sunt citite într-o singură direcție - de la prima nucleotidă a ulterioare

  • Degenerare sau redundanță, - un aminoacid poate codifica mai multe tripleți (aminoacizi - 20 posibili tripleți - 64, 61 sunt sens, adică media fiecărui aminoacid corespunde aproximativ 3 codoni ..); excepția metionină (Met) și triptofan (Trp).

    Motivul pentru degenerării codului este că sensul primar sunt primele două nucleotide într-un triplet, iar al treilea nu este atât de important. Prin urmare, regula degenerării codului. dacă doi codoni sunt primele două nucleotidă identice și nucleotidele lor terțe aparțin aceleiași clase (purinică sau pirimidinică), ele codifică același aminoacid.

    Cu toate acestea, această regulă ideal are două excepții. Acest codon AUA, care ar trebui să corespundă nu izoleucina, și metionină și UGA codon, care se termină, în timp ce triptofan trebuie să se potrivească. Degenerării codului este, evident, o valoare de adaptare.

  • Versatilitate - toate codul genetic proprietățile enumerate mai sus sunt comune tuturor organismelor vii.

    În ultimii ani, principiul universalității codului a fost zdruncinată datorită deschiderii c Berellom în 1979 un cod ideal de mitocondrii umane, care se execută în mod normal, degenerescența codului. Codul corespunde mitocondrial triptofan codon UGA și AUA - metionină, în conformitate cu regula degenerării codului.

    Poate că la începutul evoluției tuturor protozoare a fost același cod ca și cea a mitocondriile, iar apoi a suferit abateri minore.

  • Disjuncția - fiecare dintre tripleții textului genetic independent unul față de celălalt, o nucleotidă este membru numai un triplet; Fig. Acesta arată diferența între codul de suprapunere și care nu se suprapun.

    În 1976. ADN-ul a fost secvențiat φH174 fage. El ADN monocatenar circular, care constă din 5375 de nucleotide. Era cunoscut faptul că fagul codifică 9 proteine. Pentru 6 dintre aceste gene au fost identificate, care sunt situate unul în spatele celuilalt.

    Sa dovedit că există o suprapunere. gena E este complet în interiorul D. sale codon de inițiere a genei apare în rezultatul trecerii în citirea unei nucleotide. J Gen începe unde gena capete D. J inițiere genei codonul se suprapune cu codonul stop al genei ca rezultat al schimbare D în două nucleotide. Design-ul este numit „schimbarea cadrului de citire“ cu privire la numărul de nucleotide nu multiplu de trei. Până în prezent, suprapunerea este prezentată doar câteva fagi.

  • Imunitatea - raportul dintre substituții conservative sunt substituții între radicalul.

    Mutatii substituții de nucleotide care nu duc la o schimbare de clasă codificate aminoacizi sunt numite conservatoare. Mutatii substituții nucleotidice care conduc la o schimbare a clasei de aminoacizi codificați se numesc radical.

    Deoarece unul și același aminoacid poate fi codificat prin diferite triplete, unele substituții tripleții nu duc la înlocuirea aminoacizilor codificați (cum ar fi UUU -> CUS frunze fenilalanină). Unii înlocuirea aminoacidului schimbarea la altul din aceeași clasă (non-polar, polar, bazic, acid), ceilalți se schimbă și înlocuirea clasei de aminoacizi.

    Fiecare triplet 9 poate conține substituții singulare, adică selectați care dintre pozițiile se schimbă - în trei moduri (locul 1 sau 2 sau 3-a), cu litera selectată (nucleotidă) poate fi schimbat la 4-1 = 3 alte litere (nucleotide). Numărul total de posibile substituții nucleotidice - 9 = 61-549.

    Calculul direct al tabelului codului genetic poate fi sigur că printre ei: 23 de substituții de nucleotide dau naștere la codoni - terminarea traducerii. 134 înlocuiri nu modifică codificat aminoacizi. 230 substituții nu modifică aminoacizii codificați de clasă. 162 substituții au ca rezultat o schimbare a clasei de aminoacizi, adică, Ele sunt radicale. Din 183 substituind 3-nucleotidă 7 rezultat în apariția terminatori de traducere și 176 - conservate. De la 183 substituind primul nucleotid, 9 duce la apariția terminatori 114 - conservate și 60 - radical. Din 183 substituind 2-nucleotidă 7 rezultat în apariția terminatori 74 - conservatoare, 102 - radical.













    • anterior ◈ următoarea