Kodonlarda ifade edilen genetik kodgezegendeki tüm canlı organizmalar için ortak olan protein yapı bilgisi için bir kodlama sistemi. Deşifre etmek on yıl sürdü, ancak var olduğu gerçeği, bilim neredeyse bir yüzyıldır anlamıştı. Evrensellik, özgüllük, tek yönlülük ve özellikle de genetik kodun yozlaşması biyolojik olarak önemli bir öneme sahip.
Genetik bilgi kodlama sorunuHer zaman biyolojide anahtar olmuştur. Bilim genetik kodun matris yapısına oldukça yavaş ilerlemiştir. DNA'nın çifte sarmal yapısının 1953'te J. Watson ve F. Crick tarafından keşfedilmesinden bu yana, kodun yapısının çözülme aşaması başladı ve bu da doğanın büyüklüğüne olan inancı doğurdu. Proteinlerin doğrusal yapısı ve aynı DNA yapısı, iki metin arasındaki bir yazışma olarak genetik bir kodun varlığını ima eder, ancak farklı alfabe kullanarak yazılır. Ve eğer proteinlerin alfabesi biliniyorsa, DNA belirtileri biyologlar, fizikçiler ve matematikçiler tarafından incelenmeye konu olmuştur.
Bunu çözmedeki tüm adımları tanımlamanın bir anlamı yok.bulmaca. Protein DNA'nın kodonları ile amino asitlerin kodonları arasında açık ve tutarlı bir yazışma olduğunu kanıtlayan ve doğrulayan doğrudan bir deney 1964 yılında C. Janowski ve S. Brenner tarafından yapılmıştır. Ve sonra - hücre içermeyen yapılarda protein sentezi teknikleri kullanılarak in vitro (in vitro) genetik kod çözme dönemi.
Tamamen şifresi çözülmüş E.Coli, 1966 yılında Cold Spring Harbor'da (ABD) biyolog sempozyumunda tanıtıldı. Daha sonra genetik kodun fazlalığı (yozlaşma) keşfedildi. Bunun ne anlama geldiği basitçe açıklanmaktadır.
Kalıtsal şifre çözme verilerinin elde edilmesiKod, geçen yüzyılın en önemli olaylarından biri haline geldi. Günümüzde bilim, moleküler kodlama mekanizmalarını ve bunun sistemik özelliklerini ve genetik kodun yozlaşmasını ifade eden çok sayıda işaretin derinliğini incelemeye devam ediyor. Ayrı bir çalışma dalı kalıtsal materyal kodlama sisteminin ortaya çıkması ve evrimidir. Polinükleotitler (DNA) ve polipeptitler (proteinler) arasındaki ilişkinin kanıtı, moleküler biyolojinin gelişmesine ivme kazandırdı. Bu da biyoteknoloji, biyo-mühendislik, ıslah ve mahsul üretiminde keşifler.
Moleküler biyolojinin ana dogması, bilgilerin DNA'dan haberci RNA'ya ve daha sonra ondan proteine aktarılmasıdır. Ters yönde, RNA'dan DNA'ya ve RNA'dan başka bir RNA'ya transfer mümkündür.
Fakat DNA her zaman matris veya temeldir.Ve bilgi transferinin diğer tüm temel özellikleri, aktarımın bu matris doğasının bir yansımasıdır. Yani, kalıtsal bilgilerin çoğaltılması yapısı olacak diğer moleküllerin matrisi üzerindeki sentez yoluyla transfer.
Protein moleküllerinin yapısının doğrusal kodlanmasıkendiliğinden başka bir nükleotit zincirinin oluşumuna yol açan sadece 4'ünün (adein, guanin, sitozin, timin (uracil)) olduğu nükleotidlerin tamamlayıcı kodonları (üçüzleri) kullanılarak gerçekleştirilir. Aynı sayı ve nükleotidlerin kimyasal tamamlayıcısı bu sentez için ana koşuldur. Ancak bir protein molekülü oluştuğunda, monomerlerin miktarı ve kalitesi arasında kalite uyuşmazlığı yoktur (DNA nükleotitleri, protein amino asitleridir). Bu doğal bir kalıtsal koddur - bir proteindeki amino asitlerin dizisinin nükleotitleri (kodonları) dizisinde bir kayıt sistemidir.
Genetik kod birkaç özelliğe sahiptir:
Biyolojik değere odaklanarak kısa bir açıklama yaparız.
61 amino asidin her biri birnükleotidlerin semantik üçlüsü (üçlü). Üç üçüz amino asit bilgisi taşımaz ve durdurma kodonlarıdır. Zincirdeki her nükleotit bir üçlünün parçasıdır, ancak kendi başına mevcut değildir. Bir proteinden sorumlu nükleotit zincirinin sonunda ve başında durdurma kodonları vardır. Çeviriyi başlatır veya durdururlar (bir protein molekülünün sentezi).
Her kodon (üçlü) yalnızca bir kodlama yaparamino asit. Her üçüz komşu olana bağlı değildir ve örtüşmez. Bir nükleotit, bir zincirde sadece bir üçlüye girebilir. Protein sentezi her zaman durdurma kodonları tarafından düzenlenen sadece bir yöne gider.
Her nükleotid üçlüsü biramino asit. Toplam 64 nükleotid, bunlardan 61'i amino asitleri kodlar (sens kodonları) ve üçü anlamsızdır, yani bir amino asidi kodlamazlar (durdurma kodonları). Genetik kodun fazlalığı (dejenerasyon), her üç üçlüde (amino asitlerin değiştirilmesine yol açar) ve konservatif (amino asitlerin sınıfını değiştirmeyin) ikamelerin yapılabileceği gerçeğinde yatmaktadır. Üçlüde (1, 2 ve 3 konum) 9 ikame yapılabiliyorsa, her bir nükleotidin 4 - 1 = 3 diğer seçenek ile değiştirilebileceğini hesaplamak kolaydır, o zaman toplam olası nükleotit ikame seçeneği sayısı 61 x 9 = 549 olacaktır.
Genetik kodun dejenerasyonu,54 amino asidin bilgileri kodlamak için 549 seçeneğinin gerekenden çok daha fazla olması. Ayrıca, 549 seçenekten 23'ünde ikame durdurma kodonlarının oluşmasına yol açacak, 134 + 230 ikamesi muhafazakar ve 162 ikamesi radikal olacaktır.
İki kodonun ilk önce iki özdeşi varsanükleotit ve geri kalanı aynı sınıftaki nükleotitler (purin veya pirimidin) ile temsil edilir, daha sonra aynı amino asit hakkında bilgi taşırlar. Bu genetik kodun dejenerasyon veya fazlalık kuralıdır. İki istisna - ACA ve CAA - ilk olarak metionini kodlar, ancak İzolösin olmalı ve ikincisi durdurma kodonudur, ancak Triptofan kodlanmış olmalıdır.
Genetik kodun bu iki özelliğidir.en büyük biyolojik değer. Yukarıda listelenen tüm özellikler, gezegenimizdeki tüm canlı organizmaların kalıtsal bilgilerinin karakteristiğidir.
Genetik kodun yozlaşmasıbir amino asit kodunun tekrar tekrar kopyalanması gibi uyarlanabilir değer. Ek olarak, bu, kodondaki üçüncü nükleotidin anlamında (dejenerasyon) bir azalma anlamına gelir. Bu seçenek, proteinin yapısında büyük ihlaller doğuracak olan DNA'ya mutasyonel hasarı en aza indirir. Bu, gezegendeki canlı organizmaların koruyucu mekanizmasıdır.
