รหัสพันธุกรรมที่แสดงในโคดอนคือระบบการเข้ารหัสข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างของโปรตีนซึ่งมีอยู่ในสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลก การถอดรหัสใช้เวลาเป็นทศวรรษ แต่ความจริงที่ว่ามีอยู่นั้นได้รับการเข้าใจโดยวิทยาศาสตร์มาเกือบศตวรรษแล้ว ความเป็นสากลความจำเพาะทิศทางเดียวและโดยเฉพาะอย่างยิ่งความเสื่อมของรหัสพันธุกรรมมีความสำคัญทางชีววิทยาอย่างมาก
ปัญหาในการเข้ารหัสข้อมูลทางพันธุกรรมเป็นกุญแจสำคัญในชีววิทยามาโดยตลอด วิทยาศาสตร์ก้าวไปสู่โครงสร้างเมทริกซ์ของรหัสพันธุกรรมค่อนข้างช้า นับตั้งแต่มีการค้นพบโครงสร้างเกลียวคู่ของ DNA โดย J. Watson และ F. โครงสร้างเชิงเส้นของโปรตีนและโครงสร้างเดียวกันของ DNA บ่งบอกถึงการมีรหัสพันธุกรรมเป็นความสัมพันธ์ของข้อความสองข้อความ แต่เขียนโดยใช้ตัวอักษรที่แตกต่างกัน และหากรู้จักตัวอักษรของโปรตีนสัญญาณของดีเอ็นเอก็กลายเป็นเรื่องที่นักชีววิทยานักฟิสิกส์และนักคณิตศาสตร์ศึกษา
ไม่มีเหตุผลที่จะอธิบายขั้นตอนทั้งหมดในการแก้ปัญหานี้ปริศนา การทดลองโดยตรงซึ่งพิสูจน์และยืนยันว่ามีความสอดคล้องที่ชัดเจนและสอดคล้องกันระหว่างรหัสดีเอ็นเอและกรดอะมิโนโปรตีนดำเนินการในปี 2507 โดย C.Janowski และ S. จากนั้น - ช่วงเวลาของการถอดรหัสรหัสพันธุกรรมในหลอดทดลอง (ในหลอดทดลอง) โดยใช้เทคนิคการสังเคราะห์โปรตีนในโครงสร้างที่ปราศจากเซลล์
E. ถอดรหัสเต็มที่Coli เปิดตัวในปี 1966 ในงานประชุมวิชาการทางชีววิทยาที่ Cold Spring Harbor (สหรัฐอเมริกา) จากนั้นก็มีการค้นพบความซ้ำซ้อน (ความเสื่อม) ของรหัสพันธุกรรม ความหมายนี้อธิบายได้ค่อนข้างง่าย
การรับข้อมูลเกี่ยวกับการถอดรหัสพันธุกรรมcoda กลายเป็นหนึ่งในเหตุการณ์สำคัญที่สุดในศตวรรษที่ผ่านมา ปัจจุบันวิทยาศาสตร์ยังคงศึกษาในเชิงลึกเกี่ยวกับกลไกของการเข้ารหัสโมเลกุลและคุณลักษณะที่เป็นระบบและสัญญาณที่มากเกินไปซึ่งแสดงออกถึงคุณสมบัติของการเสื่อมสภาพของรหัสพันธุกรรม สาขาการศึกษาที่แยกจากกันคือการเกิดและวิวัฒนาการของระบบการเข้ารหัสวัสดุทางพันธุกรรม หลักฐานของความสัมพันธ์ระหว่างพอลินิวคลีโอไทด์ (DNA) และพอลิเพปไทด์ (โปรตีน) ทำให้เกิดแรงผลักดันในการพัฒนาอณูชีววิทยา และในทางกลับกันเทคโนโลยีชีวภาพวิศวกรรมชีวภาพการค้นพบในการปรับปรุงพันธุ์และการผลิตพืช
ความเชื่อหลักของอณูชีววิทยาคือข้อมูลจะถูกถ่ายโอนจาก DNA ไปยัง Messenger RNA จากนั้นจากไปยังโปรตีน ในทางตรงกันข้ามการถ่ายโอนจาก RNA ไปยัง DNA และจาก RNA ไปยัง RNA อื่นได้
แต่ดีเอ็นเอยังคงเป็นเมทริกซ์หรือเบสเสมอและคุณสมบัติพื้นฐานอื่น ๆ ทั้งหมดของการถ่ายโอนข้อมูลเป็นภาพสะท้อนของลักษณะการถ่ายโอนเมทริกซ์นี้ กล่าวคือการถ่ายทอดโดยวิธีการสังเคราะห์บนเมทริกซ์ของโมเลกุลอื่นซึ่งจะกลายเป็นโครงสร้างของการสืบพันธุ์ของข้อมูลทางพันธุกรรม
การเข้ารหัสเชิงเส้นของโครงสร้างของโมเลกุลโปรตีนดำเนินการโดยใช้โคดอนเสริม (แฝดสาม) ของนิวคลีโอไทด์ซึ่งมีเพียง 4 ตัว (อะดีน, กัวนีน, ไซโตซีน, ไทมีน (อูราซิล)) ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของสายโซ่นิวคลีโอไทด์อื่นตามธรรมชาติ จำนวนเดียวกันและความสมบูรณ์ทางเคมีของนิวคลีโอไทด์เป็นเงื่อนไขหลักสำหรับการสังเคราะห์ดังกล่าว แต่เมื่อมีการสร้างโมเลกุลของโปรตีนจะไม่มีความสอดคล้องกันระหว่างปริมาณและคุณภาพของโมโนเมอร์ (DNA nucleotides คือกรดอะมิโนโปรตีน) นี่คือรหัสทางพันธุกรรมตามธรรมชาติ - ระบบสำหรับบันทึกลำดับของนิวคลีโอไทด์ (โคดอน) ลำดับของกรดอะมิโนในโปรตีน
รหัสพันธุกรรมมีคุณสมบัติหลายประการ:
นี่คือคำอธิบายสั้น ๆ โดยเน้นที่ความสำคัญทางชีววิทยา
กรดอะมิโน 61 ตัวแต่ละตัวสอดคล้องกับหนึ่งตัวความหมาย triplet (สามเท่า) ของนิวคลีโอไทด์ แฝดสามไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับกรดอะมิโนและเป็นโคดอนหยุด นิวคลีโอไทด์แต่ละตัวในห่วงโซ่เป็นส่วนหนึ่งของทริปเปิลและไม่มีอยู่ในตัวเอง ในตอนท้ายและที่จุดเริ่มต้นของสายโซ่ของนิวคลีโอไทด์ที่รับผิดชอบต่อโปรตีนหนึ่งตัวจะมีโคดอนหยุดอยู่ พวกเขาเริ่มหรือหยุดการแปล (การสังเคราะห์โมเลกุลของโปรตีน)
แต่ละ codon (triplet) เข้ารหัสเพียงตัวเดียวกรดอะมิโน. แฝดแต่ละคนไม่ขึ้นอยู่กับคู่ใกล้เคียงและไม่ทับซ้อนกัน นิวคลีโอไทด์หนึ่งตัวสามารถรวมอยู่ในทริปเปิลเดียวในห่วงโซ่ การสังเคราะห์โปรตีนจะดำเนินไปในทิศทางเดียวเสมอซึ่งควบคุมโดยโคดอนหยุด
นิวคลีโอไทด์แต่ละสามตัวเข้ารหัสหนึ่งตัวกรดอะมิโน. นิวคลีโอไทด์ทั้งหมด 64 ตัวซึ่งรหัสสำหรับกรดอะมิโน 61 รหัส (รหัสความรู้สึก) และอีกสามตัวไม่มีความหมายนั่นคือไม่มีรหัสสำหรับกรดอะมิโน (โคดอนหยุด) ความซ้ำซ้อน (ความเสื่อม) ของรหัสพันธุกรรมอยู่ในความจริงที่ว่าการทดแทนสามารถทำได้ในแต่ละทริปเปิ้ล - หัวรุนแรง (นำไปสู่การเปลี่ยนกรดอะมิโน) และอนุรักษ์นิยม (อย่าเปลี่ยนระดับของกรดอะมิโน) เป็นเรื่องง่ายที่จะคำนวณว่าหากสามารถทำการแทนที่ได้ 9 ตำแหน่ง (1, 2 และ 3 ตำแหน่ง) ในทริปเปิ้ลต์แต่ละนิวคลีโอไทด์จะถูกแทนที่ด้วยตัวแปรอื่น ๆ 4 - 1 = 3 จากนั้นจำนวนตัวแปรที่เป็นไปได้ทั้งหมดของการแทนที่นิวคลีโอไทด์จะ 61 คูณ 9 = 549
ความเสื่อมของรหัสพันธุกรรมเป็นที่ประจักษ์ในความจริงที่ว่า 549 สายพันธุ์เป็นมากกว่าความจำเป็นในการเข้ารหัสข้อมูลเกี่ยวกับกรดอะมิโน 21 ชนิด ในขณะเดียวกันจาก 549 สายพันธุ์การแทนที่ 23 ครั้งจะนำไปสู่การสร้างโคดอนหยุดการแทนที่ 134 + 230 เป็นแบบอนุรักษ์นิยมและการแทนที่ 162 ครั้งนั้นรุนแรง
หากโคดอนสองตัวมีสองตัวที่เหมือนกันก่อนนิวคลีโอไทด์และส่วนที่เหลือแสดงด้วยนิวคลีโอไทด์ในคลาสเดียวกัน (พิวรีนหรือไพริมิดีน) จากนั้นจะมีข้อมูลเกี่ยวกับกรดอะมิโนชนิดเดียวกัน นี่คือกฎของความเสื่อมหรือความซ้ำซ้อนของรหัสพันธุกรรม ข้อยกเว้นสองประการ - AUA และ UGA - ตัวแรกเข้ารหัสเมไทโอนีนแม้ว่าควรจะเป็นไอโซลูซีนและอันที่สอง - โคดอนหยุดแม้ว่าควรเข้ารหัสทริปโตเฟนก็ตาม
มันเป็นคุณสมบัติสองประการของรหัสพันธุกรรมที่มีความสำคัญทางชีวภาพที่ยิ่งใหญ่ที่สุด คุณสมบัติทั้งหมดที่ระบุไว้ข้างต้นเป็นลักษณะของข้อมูลทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตทุกรูปแบบบนโลกของเรา
ความเสื่อมของรหัสพันธุกรรมมีความหมายแบบปรับตัวได้เนื่องจากการทำซ้ำหลายครั้งของรหัสของกรดอะมิโนหนึ่งตัว นอกจากนี้ยังหมายถึงการลดลงของความสำคัญ (ความเสื่อม) ของนิวคลีโอไทด์ที่สามในโคดอน ตัวเลือกนี้ช่วยลดความเสียหายจากการกลายพันธุ์ใน DNA ซึ่งจะนำไปสู่การละเมิดขั้นต้นในโครงสร้างของโปรตีน นี่คือกลไกการป้องกันของสิ่งมีชีวิตในโลก
