Генетичният код и неговите свойства
Генетичният код, който се нарича също аминокиселина код, - система за записване на информация за последователността на аминокиселини на протеина чрез подреждане на секвенция на нуклеотидни остатъци в ДНК, които съдържат една от 4 азотни бази: аденин (А), гуанин (G), цитозин (С) и тимин (Т). Въпреки това, тъй като двойноверижна спирала на ДНК не участва пряко в протеиновия синтез, която е кодирана от една от тези нишки (т.е., РНК), кодът е на езика на РНК, където урацил (U) вместо тимин включени. Поради тази причина ние казваме, че кодът - последователност от нуклеотиди, отколкото базови двойки.
Генетичният код е представена от някои кодови думи - кодони.
Първият кодова дума се дешифрира от Nirenberg и Matthaei през 1961 г. Те излезе от екстракта на Е.коли Е. съдържащ рибозоми и други фактори, необходими за синтеза на протеини. Резултатът е система синтез клетъчно-свободен протеин, който може да извършва протеин монтаж от аминокиселини, ако средата е да се добави необходимо иРНК. Добавянето на околната среда на синтетичен РНК, състояща се от само урацили, те са установили, че протеинът е оформен, състояща се само от фенилаланин (polyphenylalanine). По този начин беше установено, че нуклеотиди UUU триплет (кодон) съответства на фенилаланин. През всичките кодони на генетичния код са били идентифицирани през следващите 5-6 години.
Генетичният код - един вид речник, превод на текст, написан от четирите нуклеотида в текста на протеин, написана от 20 аминокиселини. Останалите намерени в протеин аминокиселините, са модификации на една от 20 аминокиселини.
Свойствата на генетичния код
Генетичният код е със следните характеристики.- Триплет - всяка аминокиселина, съответстваща триплет от нуклеотиди. Лесно е да се изчисли, че има 4 3 = 64 кодони. От тях 61 е семантична и 3 - безсмислени (приключва, стоп-кодон).
Във всеки ген нуклеотидна значителна част от кодон. През 1961 г.. Seymour Benzer и Франсис Крик експериментално доказано триплет код и нейната непрекъснатост (компактен) [за да се покаже]
Същността на експеримента: "+" мутация - включването на единичен нуклеотид. "-" мутация - загуба на единичен нуклеотид.
Една мутация ( "+" или "-") на ген или двойна мутация ( "+" или "-") - разваля целия ген.
Тройна мутация ( "+" или "-") в началото на гена разваля само ген.
Четворна "+" или "-" плячката цялата генна мутация отново.
Експериментът се провежда върху два съседни фаговите гени и показа, че- код тризнаци, нито пунктуация в рамките на ген
- между гени имат пунктуация
Във връзка с препинателни знаци прилага кодон август - първата след поредицата лидер. Той изпълнява функцията на главна буква. В това положение, той кодира формил (в прокариоти).
В края на гена, кодиращ полипептид е най-малко един от терминиране кодони 3 или светофари: ИЗП, UAG, UGA. Те излъчват прекратяване.
Причината за разпада на кода е, че основно значение са първите два нуклеотиди в тройка, а третият не е толкова важно. Оттук и върховенството на дегенерацията на кода. ако две кодони са две идентични първия нуклеотид, и трети техните нуклеотиди принадлежат към същия клас (пуринова или пиримидинова), те кодират същата аминокиселина.
Въпреки това, този идеал правило има две изключения. Това кодон AUA, която трябва да отговаря не изолевцин и метионин, и UGA кодон, който се прекратява, докато триптофан трябва да съвпадат. Дегенерацията на кода е очевидно адаптивна стойност.
През последните години на принципа на универсалността на кода е разклатено, поради откриването на гр Berellom през 1979 г. идеална код на човека митохондриите, които обикновено изпълнява израждането на кода. Кодът съответства на митохондриална кодона UGA триптофан и AUA - метионин, както се изисква от принципите на дегенерацията на кода.
Може би в началото на еволюцията на всички протозои е същия код като този на митохондриите, а след това е претърпяла малки отклонения.
През 1976 г.. ДНК се секвенира фагови φH174. Той едноверижна кръгова ДНК, която се състои от 5375 нуклеотида. Известно е, че фаги кодира 9 протеини. За 6 от тези гени са идентифицирани, които са разположени един зад друг.
Оказа се, че има припокриване. Е ген е напълно в D. му ген иницииращ кодон се появява в резултат на изместването на четене на един нуклеотид. J Gen започва където краища ген D. J ген началния кодон припокрива със стоп кодона на гена в резултат на промяна в D два нуклеотида. Дизайнът се нарича "смяна на четящата рамка" за броя на нуклеотидите не кратно на три. Към днешна дата, припокриването е показан само за няколко фаги.
Мутации в нуклеотидни замествания, които не водят до промяна на класа кодирани аминокиселини са наречени консервативни. Мутации в нуклеотидни замествания, водещи до промяна на класа кодирани аминокиселини са наречени радикал.
Тъй като една и съща аминокиселина може да бъде кодирана от различни триплети, някои замествания триплети не водят до заместването на кодираните аминокиселини (като UUU -> UUC оставя фенилаланин). Някои заместване на аминокиселина променя друг от същия клас (неполярен, полярен, основно, киселинен), останалите се променят и подмяна клас аминокиселина.
Всяка триплет 9 може да побере единични замествания, т.е. изберете кои от позициите се променя - по три начина (1-ва или 2-ра или 3-та), с избраната буква (нуклеотидна) може да бъде променено на 4-1 = 3 други букви (нуклеотида). Общият брой на възможни нуклеотидни замествания - 9 = 61-549.
Директен изчисляване на кодовата таблица генетичен може да бъде сигурен, че сред тях: 23 нуклеотидни замени пораждат кодони - прекратяване на превода. 134 заместители не променят кодираната аминокиселина. 230 замествания не променят аминокиселините, кодирани от класа. 162 замествания водят до промяна в класа на аминокиселина, т.е. Те са радикално. От 183 се замести с трети нуклеотидна 7 резултата в появата на преводни терминатори, и 176 - запазена. От 183 се замести първия нуклеотид, 9 доведе до появата на терминатори 114 - запазена и 60 - радикал. От 183 се замести с втори нуклеотид 7 резултата в появата на терминатори 74 - консервативен, 102 - радикал.