Univerzální genetický kód

Genetický kód je speciální šifra dědičných informací pomocí molekul nukleových kyselin. Na základě toho kódované informace, geny vhodně řídí syntézu proteinů a enzymů v těle, čímž se určuje metabolismus. Na druhé straně struktura jednotlivých proteinů a jejich funkce určuje umístění a složení aminokyselin - strukturní jednotky molekuly proteinu.

V polovině minulého století byly identifikovány geny, které jsou oddělenými místy deoxyribonukleové kyseliny (zkráceně jako DNA). Nucleotidové vazby se tvoří v Molekuly DNA charakteristický dvojitý řetězec sestavený ve formě spirály.

Vědci nalezli spojení mezi geny a chemickou strukturou jednotlivých proteinů, jejichž podstata spočívá v tom, že struktura aminokyselin v proteinových molekulách zcela odpovídá pořadí nukleotidů v genu. Po vytvoření tohoto spojení se vědci rozhodli rozluštit genetický kód, tj. stanovit zákony o shodě strukturálních řádů nukleotidů s DNA a aminokyselinami v proteinech.

Existují pouze čtyři typy nukleotidů:

1) A-adenyl;

2) 1-guanyl;

3) T-thymidyl;

4) C-cytidyl.

Složení bílkovin obsahuje dvacet druhů bazických aminokyselin. S dešifrováním genetického kódu vznikly potíže, protože nukleotidy jsou mnohem menší než aminokyselina. Při řešení tohoto problému bylo navrženo, že aminokyseliny jsou kódovány různými kombinacemi tří nukleotidů (tzv. Kodon nebo triplet).

Pokud spočítáme všechny možné kombinace, pak tyto triplety budou 64, tj. Třikrát více než aminokyseliny - získá se přebytek tripletů.

Kromě toho bylo nutné vysvětlit přesně, jak jsou umístěny triplety podél genu. Takže existovaly tři hlavní skupiny teorií:

1) triplety postupují jeden za druhým nepřetržitě, tj. tvoří solidní kód;

2) triplety jsou uspořádány se střídáním "bezvýznamných" oblastí, tj. takzvané "čárky" a "odstavce" v kódu jsou tvořeny;

3) trojčata se mohou překrývat, tj. E. konec prvního tripletu může být začátkem dalšího.

V současné době se používá teorie kontinuity kódu.

Genetický kód a jeho vlastnosti

1) Triplet kód - skládá se z libovolných kombinací tří nukleotidů, které tvoří kodony.

2) Genetický kód je nadbytečný - to je důsledek jeho triplet. Jedna aminokyselina může být kódována několika kodony, protože kodony podle matematických výpočtů jsou třikrát větší než aminokyseliny. Některé kodony mají určité ukončovací funkce: některé mohou být "stop signály", které naprogramují konec produkce aminokyselinového řetězce, zatímco jiné mohou označit zahájení čtení kódu.

3) Genetický kód je jedinečný - pouze jedna aminokyselina může odpovídat každému z kodonů.

4) Genetický kód má kolinearitu, tj. sekvence nukleotidů a sekvence aminokyselin jasně odpovídají navzájem.

5) Kód je psán nepřetržitě a kompaktně, v něm nejsou žádné "bezvýznamné" nukleotidy. Začíná to určitým tripletem, který nahradí další bez přerušení a končí stop kodonem.

6) Genetický kód je univerzální - geny každého organismu kódují informace o proteinech přesně stejným způsobem. To nezávisí na úrovni složitosti organizace organismu nebo jeho systémové poloze.

Moderní věda naznačuje, že genetický kód vzniká přímo, když se nový organismus narodí z kostní hmoty. Náhodné změny a evoluční procesy umožňují všechny možnosti kódu, tj. aminokyseliny mohou být uspořádány v libovolné sekvenci. Proč tento druh kódu přežil během evoluce, proč je kód univerzální a má podobnou strukturu? Čím víc věd se dozví o fenoménu genetického kódu, tím více nových tajemství nastává.