Kod genetyczny to specjalne szyfrowanie.informacje dziedziczne przy użyciu cząsteczek kwasu nukleinowego. W oparciu o tę zakodowaną informację, geny odpowiednio kontrolują syntezę białek i enzymów w organizmie, tym samym określając metabolizm. Z kolei struktura poszczególnych białek i ich funkcja zależy od lokalizacji i składu aminokwasów - jednostek strukturalnych cząsteczki białka.
W połowie ubiegłego wieku zidentyfikowano genyktóre są oddzielnymi obszarami kwasu dezoksyrybonukleinowego (w skrócie DNA). Związki nukleotydów tworzą charakterystyczny podwójny łańcuch w cząsteczkach DNA zmontowanych w formie helisy.
Naukowcy odkryli związek między genami a substancjami chemicznymistruktura poszczególnych białek, których istotą jest to, że porządek strukturalny aminokwasów w cząsteczkach białka w pełni odpowiada porządkowi nukleotydów w genie. Po ustaleniu tego związku naukowcy postanowili odszyfrować kod genetyczny, tj. ustalenie prawidłowości zgodności porządków strukturalnych nukleotydów w DNA i aminokwasów w białkach.
Istnieją tylko cztery typy nukleotydów:
1) A - adenyl;
2) G - guanyliczny;
3) T-tymidyl;
4) C - grupa cytrydylowa.
Skład białek obejmuje dwadzieścia rodzajów niezbędnychaminokwasy. Trudności pojawiły się przy dekodowaniu kodu genetycznego, ponieważ jest o wiele mniej nukleotydów niż aminokwasów. W rozwiązaniu tego problemu zasugerowano, że aminokwasy są kodowane przez różne kombinacje trzech nukleotydów (tak zwany kodon lub triplet).
Jeśli policzymy wszystkie możliwe kombinacje, to będzie 64 takich trojaczków, czyli trzy razy więcej niż aminokwasów - uzyskuje się nadmiar trojaczków.
Ponadto konieczne było dokładne wyjaśnienie, w jaki sposób trojaczki są zlokalizowane wzdłuż genu. Tak powstały trzy główne grupy teorii:
1) trojaczki podążają za sobą w sposób ciągły, tj. tworzą solidny kod;
2) trojaczki ułożone są naprzemiennie z „bezsensownymi” sekcjami, tj. w kodzie tworzone są tak zwane „przecinki” i „akapity”;
3) trojaczki mogą się pokrywać, tj. koniec pierwszej trójki może stanowić początek następnej.
Obecnie stosuje się głównie teorię ciągłości kodu.
Kod genetyczny i jego właściwości
1) Kod jest tripletowy - składa się z dowolnych kombinacji trzech nukleotydów, które tworzą kodony.
2) Kod genetyczny jest zbędny - jest to konsekwencja jegotryplet. Jeden aminokwas może być kodowany przez kilka kodonów, ponieważ zgodnie z obliczeniami matematycznymi kodonów jest trzy razy więcej niż aminokwasów. Niektóre kodony pełnią określone funkcje terminacji: niektóre mogą być „sygnałami stop”, które programują koniec produkcji łańcucha aminokwasów, podczas gdy inne mogą wskazywać na rozpoczęcie odczytywania kodu.
3) Kod genetyczny jest jednoznaczny - każdemu z kodonów może odpowiadać tylko jeden aminokwas.
4) Kod genetyczny jest współliniowy, tj. sekwencja nukleotydów i sekwencja aminokwasów ściśle do siebie pasują.
5) Kod jest zapisywany w sposób ciągły i zwarty,Nie ma w nim „bezsensownych” nukleotydów. Zaczyna się od pewnej trójki, która jest zastępowana bez przerwy przez następną, a kończy kodonem końcowym.
6) Kod genetyczny ma wszechstronność -geny dowolnego organizmu kodują informacje o białkach dokładnie w ten sam sposób. Nie zależy to od stopnia złożoności organizacji organizmu ani jego pozycji ustrojowej.
Współczesna nauka sugeruje, że jest to genetykakod powstaje bezpośrednio przy narodzinach nowego organizmu z masy kostnej. Losowe zmiany i procesy ewolucyjne umożliwiają dowolne warianty kodu, tj. aminokwasy można przestawić w dowolnej kolejności. Dlaczego tego rodzaju kod przetrwał w toku ewolucji, dlaczego jest on uniwersalny i ma podobną strukturę? Im więcej nauka dowiaduje się o fenomenie kodu genetycznego, tym więcej pojawia się nowych tajemnic.
