Ģenētiskais kods, kas izteikts kodonos, irinformācijas par proteīnu struktūru kodēšanas sistēma, kas raksturīga visiem planētas dzīvajiem organismiem. Viņa dekodēšana ilga desmit gadus, bet fakts, ka viņš eksistē, zinātne ir sapratu gandrīz gadsimtu. Universāls raksturs, specifiskums, vienvirziena un it īpaši ģenētiskā koda izzudums ir ļoti bioloģiski nozīmīgi.
Ģenētiskās informācijas kodēšanas problēmavienmēr ir bijusi atslēga bioloģijai. Zinātne gluži lēni attīstījās uz ģenētiskā koda matricu struktūru. Kopš DNS dubultās spirāles struktūras atklāšanas J. Watson un F. Crick 1953. gadā sākās koda pašas struktūras atrisināšanas posms, kas veicināja ticību dabas diženēm. Lineārā olbaltumvielu struktūra un tā pati DNS struktūra noteica ģenētiskā koda klātbūtni kā divu tekstu atbilstību, bet tos reģistrēja, izmantojot dažādus alfabēta formātus. Un, ja olbaltumvielu alfabēts bija zināms, tad DNS pazīmes kļuva par bioloģijas, fizikas un matemātikas pētījuma objektu.
Нет смысла описывать все шаги в решении этой mīklas Tiešais eksperiments, kas pierādīja un apstiprināja, ka ir skaidra un konsekventa atbilstība starp DNS kodiem un olbaltumvielu aminoskābēm, 1964. gadā veica C. Janowski un S. Brenner. Un pēc tam - ģenētiskā koda dekodēšanas periods in vitro (in vitro), izmantojot olbaltumvielu sintēzes paņēmienus bez šūnām.
Pilnībā dekodēts kods E.Coli tika izsludināts 1966. gadā Cold Spring Harbor (ASV) bioloģu simpozijā. Tad atklāja ģenētiskā koda atlaišanu (degenerāciju). Tas nozīmē, ka tas ir izskaidrojams pavisam vienkārši.
Iegūstiet datus par iedzimta atšifrēšanuKods ir kļuvis par vienu no nozīmīgākajiem pagājušā gadsimta notikumiem. Mūsdienās zinātne turpina padziļināti pētīt molekulārās kodēšanas mehānismus un to sistēmas īpašības, kā arī pazīmju pārpilnību, kurā izpaužas ģenētiskā koda degenerācijas īpašība. Atsevišķa pētījumu joma ir uztvērēja materiāla kodēšanas sistēmas izveidošanās un evolūcija. Pierādījumi par saikni starp polinukleotīdiem (DNS) un polipeptīdiem (proteīniem) deva impulsu molekulārās bioloģijas attīstībai. Un tas, savukārt, ir biotehnoloģija, bioinženierija, atklājumi augu selekcijā un augu selekcijā.
Galvenā molekulārās bioloģijas dogma ir tā, ka informācija tiek pārnesta no DNS uz messenger RNS, un pēc tam no tā uz proteīnu. Pretējā virzienā, pārsūtīšana no RNS var no DNS un no RNS uz citu RNS.
Bet DNS joprojām ir matrica vai pamats.Un visas pārējās informācijas nodošanas pamatfunkcijas atspoguļo šo nodošanas matricas būtību. Proti, pārnese, īstenojot sintēzi uz citu molekulu matricu, kas kļūs par iedzimtas informācijas reproducēšanas struktūru.
Линейное кодирование структуры белковых молекул ko veic, izmantojot nukleotīdu papildu kodonus (tripletus), no kuriem tikai 4 (adeīns, guanīns, citozīns, timīns (urcils)), kas spontāni noved pie citas nukleotīda ķēdes veidošanās. Viens un tas pats nukleotīdu skaits un ķīmiskā komplementaritāte ir šādas sintēzes galvenais nosacījums. Bet, kad veidojas olbaltumvielu molekula, monomēru daudzuma un kvalitātes atbilstības kvalitāte nav (DNS nukleotīdi ir proteīnu aminoskābes). Tas ir dabiskais iedzimtais kods - sistēma aminoskābju secības nukleotīdu sekvences (kodonu) reģistrēšanai proteīnā.
Ģenētiskajam kodam ir vairākas īpašības:
Sniegsim īsu aprakstu, koncentrējoties uz bioloģisko nozīmi.
Katra no 61 aminoskābēm atbilst vienaisemantiskais nukleotīdu triplets (triplets). Trīs trīskāršie nesniedz informāciju par aminoskābi un ir stop kodoni. Katrs nukleotīds ķēdē ir tripleta daļa un pats par sevi nepastāv. Par vienu olbaltumvielu atbildīgo nukleotīdu ķēdes beigās un sākumā ir apstāšanās kodoni. Viņi sāk vai pārtrauc tulkošanu (olbaltumvielu molekulas sintēze).
Katrs kodons (triplets) kodē tikai vienuaminoskābe. Katrs trijnieks nav atkarīgs no kaimiņa un nepārklājas. Vienu nukleotīdu var iekļaut tikai vienā ķēdes tripletā. Olbaltumvielu sintēze vienmēr notiek tikai vienā virzienā, ko regulē stop kodoni.
Katrs nukleotīdu triplets kodē vienuaminoskābe. Kopumā ir 64 nukleotīdi, 61 no tiem kodē aminoskābes (sensu kodonus), un trīs ir bezjēdzīgi, tas ir, tie nekodē aminoskābes (stop kodonus). Ģenētiskā koda atlaišana (deģenerācija) slēpjas faktā, ka katrā tripletā var veikt aizvietojumus - radikāļus (novest pie aminoskābju aizstāšanas) un konservatīvus (nemaina aminoskābju klasi). Ir viegli aprēķināt, ka, ja tripletā var veikt 9 aizvietojumus (1, 2 un 3 pozīcijas), katru nukleotīdu var aizstāt ar 4 - 1 = 3 citiem variantiem, tad kopējais iespējamo nukleotīdu aizvietojumu variantu skaits būs 61 ar 9 = 549.
Ģenētiskā koda deģenerācija izpaužasfakts, ka 549 varianti ir daudz vairāk, nekā nepieciešams, lai kodētu informāciju par 21 aminoskābi. Šajā gadījumā no 549 variantiem 23 aizvietojumi novedīs pie stopkodonu veidošanās, 134 + 230 aizvietojumi ir konservatīvi un 162 aizvietojumi ir radikāli.
Ja diviem kodoniem vispirms ir divi vienādinukleotīdi, bet pārējos pārstāv vienas klases nukleotīdi (purīns vai pirimidīns), tad tie satur informāciju par to pašu aminoskābi. Tas ir ģenētiskā koda deģenerācijas vai atlaišanas noteikums. Divi izņēmumi - AUA un UGA - pirmais kodē metionīnu, kaut arī tam vajadzēja būt izoleicīnam, bet otrais - stop kodons, kaut arī tam bija jābūt kodētam triptofānam.
Tieši šīm divām ģenētiskā koda īpašībām irvislielākā bioloģiskā nozīme. Visas iepriekš uzskaitītās īpašības ir raksturīgas visu mūsu planētas dzīvo organismu formu iedzimtai informācijai.
Ģenētiskā koda deģenerācija iradaptīva nozīme, kā vienas aminoskābes koda vairākkārtēja dublēšanās. Turklāt tas nozīmē kodona trešā nukleotīda nozīmīguma (deģenerācijas) samazināšanos. Šī iespēja samazina mutācijas bojājumus DNS, kas radīs rupjus pārkāpumus olbaltumvielu struktūrā. Tas ir planētas dzīvo organismu aizsardzības mehānisms.
