الشفرة الوراثية هي تشفير خاصمعلومات وراثية بمساعدة جزيئات الحمض النووي. واستناداً إلى هذه المعلومات المشفرة ، تتحكم الجينات بشكل مناسب في تخليق البروتينات والإنزيمات في الجسم ، وبالتالي تحدد عملية التمثيل الغذائي. في المقابل ، يتم تحديد بنية البروتينات الفردية ووظائفها من خلال موقع وتكوين الأحماض الأمينية - الوحدات الهيكلية لجزيء البروتين.
في منتصف القرن الماضي ، تم تحديد الجينات ،وهي عبارة عن مواقع منفصلة من حمض ديوكسي ريبونوكلييك (اختصارا باسم الحمض النووي). وتشكل روابط النوكليوتيدات سلسلة مزدوجة مميزة في جزيئات الدنا المجمعة في شكل حلزوني.
وجد العلماء علاقة بين الجينات والمادة الكيميائيةبنية البروتينات الفردية ، جوهرها هو أن الترتيب الهيكلي لترتيب الأحماض الأمينية في جزيئات البروتين يتطابق تمامًا مع ترتيب النوكليوتيدات في الجين. بعد أن حددت هذه العلاقة ، قرر العلماء فك شفرة الشفرة الوراثية ، أي إنشاء قوانين المراسلات من المخططات الهيكلية من النيوكليوتيدات إلى الحمض النووي والأحماض الأمينية في البروتينات.
لا يوجد سوى أربعة أنواع من النيوكليوتيدات:
1) أ - أدينيل ؛
2) Г - guanyl ؛
3) تي - ثيميديل ؛
4) C - cytidyl.
تكوين البروتينات يشمل عشرين نوعا من الأساسياتأحماض أمينية. مع فك رموز الشفرة الوراثية ، نشأت صعوبات ، لأن النيوكليوتيدات أصغر بكثير من الأحماض الأمينية. عند حل هذه المشكلة ، اقترح أن الأحماض الأمينية يتم ترميزها بمجموعات مختلفة من ثلاثة نيوكليوتيدات (ما يسمى الكودون أو الثلاثي).
إذا وضعنا في الحسبان كل مزيج ممكن من ثلاثة توائم سيكون 64، أي ثلاث مرات أكثر من الأحماض الأمينية - اتضح أن ثلاثة توائم الزائدة.
بالإضافة إلى ذلك ، كان من الضروري أن نفسر بالضبط كيف توجد ثلاثة توائم على طول الجين. لذلك كانت هناك ثلاث مجموعات رئيسية من النظريات:
1) ثلاثة توائم تتوالى باستمرار، أي شكل رمز صلب
2) يتم ترتيب ثلاثة توائم بتناوب المناطق "التي لا معنى لها" ، أي ما يسمى ب "الفواصل" و "الفقرات" في التعليمات البرمجية يتم تشكيل؛
3) يمكن أن تتداخل ثلاثة توائم ، أنا E. يمكن أن تشكل نهاية الثلاثي الأول بداية المرحلة التالية.
في الوقت الحاضر ، يتم استخدام نظرية استمرارية التعليمات البرمجية بشكل أساسي.
الشفرة الوراثية وخصائصها
1) الشفرة الثلاثية - تتكون من توليفات تعسفية من ثلاثة نيوكليوتيدات تشكل الكودونات.
2) الشفرة الوراثية زائدة عن الحاجة هي نتيجة لهاالثلاثي. قد يتم تشفيرها واحد من الأحماض الأمينية التي كودون أكثر من واحد كما كودون على حسابات رياضية، ثلاث مرات أكثر من الأحماض الأمينية. عدة الكودونات إنهاء أداء وظائف معينة: قد تكون بعض "اشارات التوقف" التي يتم برمجتها إنتاج إنهاء سلسلة من الأحماض الأمينية، في حين أن البعض الآخر قد تمثل بدء رمز القراءة.
3) الشفرة الوراثية فريدة من نوعها - يمكن أن يتطابق حمض أميني واحد فقط مع كل كودون.
4) الشفرة الجينية لها علاقة خطية متداخلة ، أي يتطابق تسلسل النيوكليوتيدات وتسلسل الأحماض الأمينية بوضوح مع بعضها البعض.
5) الشفرة مكتوبة باستمرار وصغيرة ،لا توجد nucleotides "هراء" في ذلك. ويبدأ بثلاثة توائم ، يتم استبدالها بالجزء التالي دون استراحة وينتهي بكود الترميز.
6) الشفرة الوراثية لديها براعة -تقوم جينات أي كائن حي بتشفير معلومات حول البروتينات بالطريقة نفسها تمامًا. هذا لا يعتمد على مستوى تعقيد تنظيم الكائن أو موقعه النظامي.
العلم الحديث يوحي بأن الجينيةرمز ينشأ مباشرة عندما يتم تشكيل الكائن الحي الجديد من المادة العظمية. تتيح التغييرات العشوائية وعمليات التطوير لأي خيارات رموز ، على سبيل المثال ، يمكن إعادة ترتيب الأحماض الأمينية في أي تسلسل. لماذا نجا هذا النوع من التعليمات البرمجية أثناء التطور ، فلماذا يكون الرمز عالميًا وله بنية مشابهة؟ كلما تعلّم المزيد عن ظاهرة الشفرة الوراثية ، ازدادت الأسرار الجديدة.
