Den degeneration af den genetiske kode: det grundlæggende

Den genetiske kode er udtrykt som kodoner, et system til at kode information om strukturen af proteiner, iboende i alle levende organismer af planeten. Dekryptering tage årtier, men det faktum, at han eksisterer, er videnskaben forstået næsten et århundrede. Alsidighed, specificitet, ensrettede, og især den degeneration af den genetiske kode har biologisk betydning.

Historien om opdagelser

Problemet med koder genetisk information har altid været nøglen i biologi. Ved matrixkonstruktionen af den genetiske kode, videnskab skred temmelig langsomt. Siden opdagelsen af J. Watson og Crick i 1953. Den dobbelte helix struktur af DNA ind i en fase af løse en kode struktur selv, hvilket foranledigede tro på majestæt af naturen. Den lineære struktur af proteiner og DNA fra den samme struktur indebar tilstedeværelsen af den genetiske kode, korrespondancen mellem de to tekster, men registreres med forskellige alfabeter. Og hvis alfabetet af proteiner har været kendt, DNA varemærker var genstand for studiet af biologi, fysik og matematik.

Der er ingen grund til at beskrive alle trin i løsningen af denne gåde. Direkte eksperiment, viste og bekræftede, at mellem DNA kodoner og aminosyrer af proteinet er der en klar og konsekvent afholdt henholdsvis i 1964 Charles Janowski og S. Brenner. En yderligere - under dekodningen af den genetiske kode in vitro (in vitro) ved teknikker med proteinsyntese i cellefri strukturer.

Fuldt dekrypteret kode E. coli blev bekendtgjort i 1966, biologer på symposium på Cold Spring Harbor (USA). Så åbnede jeg den redundans (degeneration) af den genetiske kode. Hvad dette betyder, er det forklaret ganske enkelt.

afkodning fortsætter

Kom decifrere de arvelige kode data er blevet en af de mest betydningsfulde begivenheder i det sidste århundrede. I dag er videnskaben stadig udforske i dybden mekanismerne i molekylær kodning system og dets funktioner og en overflod af tegn, det, som udtrykkes i den egenskab degeneration af den genetiske kode. En separat undersøgelse af industrien - oprindelsen og udviklingen af arvelige materiale kodesystem. Beviser, der forbinder polynukleotider (DNA) og polypeptider (proteiner) gav impulser til udviklingen af molekylær biologi. Og, som til gengæld, bioteknologi, bioteknologi, opdagelser i avl og planteavl.

Dogmer og regler

Hjem dogme molekylærbiologi - informationen overføres fra DNA til messenger-RNA, og derefter med hende på proteinet. I den modsatte retning af transmissionen er muligt fra RNA til DNA og RNA på andre RNA.

Men matricen eller grundlaget for DNA forbliver altid. Og alle de andre grundlæggende funktioner i informationsoverførsel - en afspejling af karakteren af overførslen af matricen. Nemlig ved at udføre transmission til syntese af andre matrixmolekyler, som vil være reproduktion af strukturen af genetisk information.

genetiske kode

Linje kodning struktur af proteinmolekyler ved hjælp af komplementære kodoner (trillinger) nukleotider, som kun 4 (adein, guanin, cytosin, thymin (uracil)), som spontant fører til dannelsen af andre kæder af nukleotider. Det samme antal nucleotider og kemisk komplementaritet - dette er den vigtigste forudsætning for en sådan syntese. Men dannelsen af et proteinmolekyle kvalitet matcher mængden og kvaliteten af monomererne er ikke (DNA nukleotider - protein aminosyrer). Dette er den naturlige arvelig kode - registreringssystem i sekvensen af nukleotider (codoner) aminosyresekvensen af proteinet.

Genetisk kode har flere ejendomme:

• Triplet.
• Det unikke.
• Orientering.
• Disjointness.
• Redundans (degeneration) af den genetiske kode.
• Alsidighed.

Her er en kort beskrivelse, der fokuserer på den biologiske betydning.

Triplet, kontinuitet og ledighed stoplys

Hver af 61 aminosyrer svarende til en semantisk t (triplet) nukleotider. Tre tripletter ikke bærer information om aminosyre og er stopcodoner. Hvert nukleotid i kæden er et medlem af triplet, og eksisterer ikke af sig selv. I slutningen og begyndelsen af en kæde af nukleotider, der svarer til et enkelt protein, er stopcodoner. De starter eller stopper udsendelse (syntese af et proteinmolekyle).

Specificitet og målrettethed disjointness

Hver kodon (triplet) koder kun en aminosyre. Hver triplet er uafhængig af og ikke overlapper tilstødende. Et nukleotid kan kun tilhøre én triplet i kæden. Proteinsyntese er altid i én retning, er der styrede stopkodoner.

Redundansen af den genetiske kode

Hver triplet af nukleotider koder en aminosyre. I alt 64 nukleotider, 61 af dem - kodede aminosyre (sense kodon), og tre - meningsløs, betyder dvs. aminosyre ikke koder (stopkodoner). Redundansen (degeneration) af den genetiske kode er, at substitutioner kan foretages i hver triplet - gruppe (der fører til aminosyre erstatning) og konservative (aminosyrer ændrer ikke klasse). Det er let at beregne, at hvis en triplet kan udføres 9 substitutioner (1, 2 og 3 position), kan hvert nukleotid erstattes med 4 - 1 = 3 den anden udførelsesform vil det samlede antal mulige nukleotidsubstitutioner til 61 til 9 = 549.

Den degeneration af den genetiske kode vises i det faktum, at 549 muligheder - det er meget mere end nødvendigt for zakodirovki oplysninger omkring 21 aminosyrer. I dette tilfælde af erstatning indstillinger 549 23 fører til dannelsen af en stopkodon, 134 + 230 substitution - er konservative substitutioner, og 162 - radikal.

Regel degeneration og undtagelser

Hvis to kodoner har to identiske første nukleotid, er de resterende nukleotider præsenteret med en klasse (purin eller pyrimidin), de oplysninger, de bærer den samme aminosyre. Dette er normalt den degeneration eller redundans af den genetiske kode. To undtagelser - AUA og UGA - første koder methionin, selvom ville have til isoleucin, og den anden - en stopkodon, men skulle kode for tryptophan.

Betydning degeneration og alsidighed

Disse to egenskaber ved den genetiske kode har den højeste biologiske værdi. Alle ejendomme, der er anført ovenfor, er karakteristisk for den genetiske information af alle former for levende organismer på vores planet.

Degenereringen af den genetiske kode har en adaptiv værdi, som den gentagne duplikering af en enkelt aminosyre kode. Desuden betyder det en væsentlig reduktion i (degeneration) af det tredje nukleotid i et kodon. En sådan udførelsesform minimerer mutationsbegivenheder læsioner i DNA, som medfører alvorlige overtrædelser i proteinstruktur. Dette er en beskyttende mekanisme af levende organismer på planeten.