Degeneraciju genetskog koda: osnove

Genetski kod se izražava kao kodona, sistem kodiranja informacije o strukturi proteina, svojstvene svim živim organizmima na planeti. Dešifriranje trajati decenijama, ali činjenica da on postoji, znanost je shvaćena skoro jednog stoljeća. Svestranost, specifičnost, jednosmjerni, a posebno degeneraciji genetskog koda imaju biološki značaj.

Povijest otkrića

Problem kodiranja genetskih informacija je uvijek bila ključna u biologiji. Do matrica strukture genetskog koda, nauka napreduje prilično sporo. Od otkrića J. Watson i Crick 1953. dvostruke spirale strukture DNK ušla u fazu rješavanja sama kod strukturu, zbog čega je vjerovanje u veličanstvenost prirode. Linearna struktura proteina i DNK iste strukture podrazumeva prisustvo genetskog koda, prepisku između dva teksta, ali snimljene s različitim pisma. A ako je poznat abecedu proteina, oznake DNK bili predmet studija biologije, fizike i matematike.

Nema potrebe da se opisuju sve korake u rješavanju ove enigme. Direktan eksperiment, dokazao i potvrdio da između DNK kodona i aminokiselina proteina postoji jasna i dosljedna, odnosno održana je 1964. godine Charles Janowski i S. Brenner. A dalje - u toku dekodiranje genetskog koda in vitro (in vitro) koristeći tehnike sinteze proteina u strukturama ćeliji bez.

Potpuno dekriptirati kod E. Coli je proglašen 1966. godine, biolozi na simpozijumu u Cold Spring Harbor (SAD). Onda sam otvorio redundancije (degeneracije) genetskog koda. Šta to znači, objasnio jednostavno.

dekodiranje nastavlja

Dobijanje dešifrovanje podataka nasljedne kod je postao jedan od najznačajnijih događaja prošlog stoljeća. Danas, nauke nastavlja istraživati u dubinu mehanizme molekularne sistema kodiranja i njegove karakteristike i preteranog znakova, što je izraženo u vlasništvu degeneracije genetskog koda. Posebna studija industrije - porijeklo i evoluciju nasljednih sistema materijala kodiranja. Dokaze koji povezuju polynucleotides (DNK) i polipeptida (proteina) dao poticaj za razvoj molekularne biologije. I to je, zauzvrat, biotehnologija, bioinženjeringu, otkrića u uzgoj i uzgoj biljaka.

Dogmi i pravila

Početna dogma molekularne biologije - informacije se prenose iz DNK u RNK, a onda s njom na proteina. U suprotnom smjeru prijenosa je moguć iz RNK u DNK i RNK na drugim RNK.

Ali matrice ili osnovu DNK uvijek ostaje. I sve ostale osnovne karakteristike prijenosa informacija - odraz prirode transfer matrice. Naime, vršeći prijenos sintezu drugih matrica molekula, koji će biti reprodukcija strukture genetske informacije.

genetski kod

Linija kodiranje struktura molekula proteina putem komplementarnih kodona (trojke) nukleotida, što je samo 4 (adein, guanin, citozin, timin (uracil)), koji spontano dovodi do stvaranja drugih lanaca nukleotida. Isti broj nukleotida i kemijskih komplementarnost - to je glavni uvjet za takve sinteze. Ali formiranje kvalitetne proteinske molekule odgovaraju količinu i kvalitetu monomera nije (DNA nukleotida - protein amino kiseline). Ovo je prirodna nasljedne kod - sistem za snimanje u slijedu nukleotida (kodona) kiseline sekvenca amino proteina.

Genetski kod ima nekoliko svojstva:

• Triplet.
• Jedinstvenost.
• Orijentacije.
• Disjointness.
• Redundantnost (degeneracije) genetskog koda.
• Svestranost.

Ovdje je kratak opis, fokusirajući se na biološki značaj.

Triplet, kontinuitet i dostupnost semafora

Svaka od 61 aminokiselina koji odgovara semantičkom t (triplet) nukleotida. Tri trojke ne nose informaciju o amino kiseline i su stop kodona. Svaki nukleotida u lancu je član trojke, i ne postoji samo po sebi. Na kraju i na početku lanca nukleotida koji odgovaraju jedan protein, su stop kodona. Oni počinju ili zaustavljanje emitiranja (sinteza proteina).

Specifičnost, a jednu tačku disjointness

Svaki kodon (trojka) kodira samo jedan amino kiseline. Svaka trojka je nezavisna od i ne preklapaju susjednih. Jedan nukleotida može pripadati samo jednoj trojka u lancu. sintezu proteina je uvijek samo u jednom pravcu, koji je pod kontrolom stop kodona.

Redundantnost genetskog koda

Svaka trojka nukleotida kodira jedan amino kiseline. Ukupno 64 nukleotida, 61 od njih - blokada aminokiselina (smislu kodon), i tri - besmisleno, odnosno aminokiselina ne kodira (stop kodona). Redundantnost (degeneracije) genetskog koda je da se zamene može biti u svakoj trojka - radikalni (što je dovelo do amino zamjenu kiselina) i konzervativne (aminokiselina ne mijenjaju klase). Lako je izračunati da ako trojka može nositi 9 supstitucije (1, 2 i 3 pozicije), svaki nukleotida mogu biti zamijenjeni na 4 - 1 = 3 drugi utjelovljenje, ukupan broj mogućih nukleotida zamene će biti 61-9 = 549.

Degeneraciju genetskog koda prikazan je u činjenici da 549 mogućnosti - to je mnogo više nego što je potrebno za zakodirovki informacije oko 21 aminokiselina. U tom slučaju opcija zamjene 549 23 dovode do formiranja stop kodon, 134 + 230 Zamjena - su konzervativne supstitucije, i 162 - radikalan.

Pravilo degeneraciju i izuzetaka

Ako dva kodona imaju dva identična prvi nukleotida, preostala nukleotida prezentovani su klase (purina ili pirimidina), informacije koje nose istu aminokiselinu. Ovo je obično degeneraciju ili tehnološkog viška genetskog koda. Dva izuzetka - AUA i UGA - prvi kodira metionin, iako će morati da izoleucin, a drugi - stop kodon, ali će morati da kodira triptofan.

Značenje degeneraciju i svestranosti

Ova dva svojstva genetskog koda imaju najviše biološke vrijednosti. Sva svojstva navedene su karakteristične genetske informacije svih oblika živih organizama na našoj planeti.

Degeneraciju genetskog koda ima adaptivni vrijednost, kao ponovio dupliciranje jedan kod amino kiseline. Osim toga, to znači značajno smanjenje (degeneracije) trećeg nukleotida u kodon. Takav utjelovljenje smanjuje mutacije lezije u DNK, što podrazumijeva ozbiljne povrede u strukturi proteina. To je zaštitni mehanizam živih organizama na planeti.