Den genetiske kode udtrykt i kodoner eret system til kodning af information om strukturen af proteiner, der er forbundet med alle levende organismer på planeten. Hans afkodning tog et årti, men det faktum at han eksisterer, videnskaben har forstået næsten et århundrede. Universitet, specificitet, enspids og især degenerering af den genetiske kode er af stor biologisk betydning.
Problemet med kodning af genetisk informationhar altid været nøglen i biologi. Til matrixstrukturen i den genetiske kode bevægede videnskaben sig langsomt. Siden opdagelsen af J. Watson og F. Crick i 1953 begyndte den dobbelte spiralformede struktur af DNA scenen at ophæve selve strukturen af kode, der gav anledning til tro på naturens storhed. Den lineære struktur af proteiner og den samme DNA-struktur indebar, at der eksisterede en genetisk kode som en korrespondance mellem to tekster, men blev registreret ved hjælp af forskellige alfabeter. Og hvis alfabetet af proteiner var kendt, blev DNA-mærkerne genstand for undersøgelse af biologer, fysikere og matematikere.
Der er ingen mening at beskrive alle trin i dettepuslespil. Et direkte eksperiment, som viste sig og bekræftede, at der er en klar og konsistent korrespondance mellem kodonerne af DNA og aminosyrerne af proteinet, blev udført i 1964 af J. Janowski og S. Brenner. Og så - perioden for afkodning af den genetiske kode in vitro (in vitro) ved anvendelse af teknikkerne for proteinsyntese i cellefrie strukturer.
Den fuldt dechifrede kode E.Coli blev afsløret i 1966 på et symposium af biologer i Cold Spring Harbor (USA). Så blev redundansen (degeneration) af den genetiske kode opdaget. Hvad dette betyder, blev det forklaret ganske enkelt.
Indhentning af data om deklæring af arveligekode blev en af de vigtigste begivenheder i det sidste århundrede. I dag fortsætter videnskaben i dybden med at undersøge molekylære kodes mekanismer og dets systemiske egenskaber og overbevisningen af tegn, hvori degenerationen af den genetiske kode udtrykkes. En separat afdeling af undersøgelsen er fremkomsten og udviklingen af kodningssystemet for arveligt materiale. Bevis for forbindelsen af polynukleotider (DNA) og polypeptider (proteiner) gav impuls til udviklingen af molekylærbiologi. Og det er i sin tur bioteknologi, bioteknologi, opdagelser i avl og planteavl.
Den primære dogma for molekylærbiologi er den information, der overføres fra DNA til information RNA, og derefter fra det til proteinet. I modsat retning er transmission mulig med RNA på DNA og med RNA på et andet RNA.
Men matrixen eller basen er altid DNA.Og alle andre grundlæggende træk ved informationsoverførsel er en afspejling af denne matrix-karakter af transmissionen. Navnlig overførslen ved at udføre syntese på matrixen af andre molekyler, som vil blive strukturen af reproduktion af arvelig information.
Lineær kodning af strukturen af proteinmolekylerved 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 og kemiske komplementaritet af nukleotider er hovedbetingelsen 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.
Den genetiske kode har flere egenskaber:
Her er en kort beskrivelse med fokus på den biologiske betydning.
Hver af de 61 aminosyrer svarer til ensemantisk triplet (triplet) af nukleotider. Tre tripletter bærer ikke oplysninger om aminosyren og er stopkodoner. Hvert nukleotid i kæden er en del af tripleten og findes ikke i sig selv. Ved enden og i begyndelsen af nukleotidkæden, der er ansvarlig for et enkelt protein, er der stopkodoner. De starter eller stopper oversættelsen (syntese af proteinmolekylet).
Hver codon (triplet) koder kun énaminosyre. Hver triplet afhænger ikke af naboen og overlapper ikke hinanden. Et enkelt nukleotid kan kun indtaste en triplet i kæden. Syntese af proteinet er altid kun i en retning, som regulerer stopkodonerne.
Hver triplet af nucleotider koder for enaminosyre. 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.
Degenerationen af den genetiske kode er manifesteret iAt 549 varianter er meget mere end nødvendigt til kodning af information omkring 21 aminosyrer. Af de 549 varianter vil 23 udskiftninger føre til dannelsen af stopkodoner, 134 + 230 udskiftninger er konservative, og 162 substitutioner er radikale.
Hvis to kodoner har to identiske førstnukleotid, bliver de resterende nukleotider præsenteret med en klasse (purin eller pyrimidin), de oplysninger, de bærer den samme aminosyre. Dette er reglen om 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.
Det er disse to egenskaber af den genetiske kode, der harden største biologiske betydning. Alle ovenstående egenskaber er karakteristiske for arvelig information af alle former for levende organismer på vores planet.
Degenerationen af den genetiske kode haren adaptiv værdi, såsom multiple duplikation af en aminosyre kode. Derudover betyder dette et fald i signifikansen (degeneration) af det tredje nukleotid i kodonen. Denne mulighed minimerer mutationsskader i DNA, hvilket vil føre til grove krænkelser i proteinets struktur. Dette er beskyttelsesmekanismen for levende organismer på planeten.
