генетичний код

Біолог

2022

Ми пояснюємо, що таке генетичний код, його функції, склад, походження та інші характеристики. Також, як було його відкриття.

РНК відповідає за використання коду ДНК для синтезу білків.

Що таке генетичний код?

Генетичний код — це специфічне впорядкування нуклеотидів у послідовності, що складає ДНК. Це також набір правил, з яких згадана послідовність перекладається РНК в амінокислотній послідовності, щоб скласти а білок. Іншими словами, від цього коду залежить синтез білка.

Всі живі істоти У них є генетичний код, який організовує їх ДНК і РНК. Незважаючи на очевидні відмінності між різними королівства життя генетичний зміст виявляється значною мірою схожим, що свідчить про те, що ціл життя воно повинно було мати спільне походження. Крихітні варіації в генетичному коді можуть призвести до появи різних видів.

Послідовність генетичного коду містить комбінації трьох нуклеотидів, кожен з яких називається кодоном і відповідає за синтез певної амінокислоти (поліпептиду).

Ці нуклеотиди походять із чотирьох різних типів азотистих основ: аденіну (A), тиміну (T), гуаніну (G) і цитозину (C) в ДНК, а також аденіну (A), урацилу (U), гуаніну (G), і цитозин (С) в РНК.

Таким чином будується ланцюжок до 64 кодонів, 61 з яких складають сам код (тобто синтезують амінокислоти) і 3 відзначають початкові та зупинкові позиції в послідовності.

Дотримуючись порядку, який визначає ця генетична структура, клітини Організм може збирати амінокислоти та синтезувати специфічні білки, які будуть виконувати певні функції в організмі.

Характеристика генетичного коду

Генетичний код має ряд основних характеристик, а саме:

  • Універсальність Як ми вже говорили раніше, усі живі організми поділяють генетичний код від вірус Ю бактерії доки осіб, рослини Ю тварини. Це означає, що певний кодон пов’язаний з однією і тією ж амінокислотою, незалежно від того, який це організм. Відомо 22 різних генетичних коду, які є варіантами стандартного генетичного коду лише в одному або двох кодонах.
  • Специфіка Код має високу специфічність, тобто кодон не кодує більше однієї амінокислоти без перекриття, хоча в деяких випадках можуть бути різні стартові кодони, які дозволяють синтезувати різні білки з одного коду.
  • Безперервність. Код є безперервним і не має будь-яких переривань, будучи довгим ланцюгом кодонів, який завжди транскрибується в тому ж сенсі і напрямку, від стартового до стоп-кодону.
  • Дегенерація. Генетичний код має надмірності, але ніколи неоднозначності, тобто два кодони можуть відповідати одній і тій самій амінокислоті, але ніколи той самий кодон двом різним амінокислотам. Таким чином, існує більше різних кодонів, ніж мінімально необхідно для зберігання Генетична інформація.

Відкриття генетичного коду

Ніренберг і Маттеї виявили, що кожен кодон кодує амінокислоту.

Генетичний код був відкритий у 1960-х роках після того, як англосаксонські вчені Розалінд Франклін (1920-1958), Френсіс Крік (1916-2004), Джеймс Вотсон і Моріс Уілкінс (1916-2004) виявили Структура ДНК, розпочавши генетичне дослідження синтезу клітинного білка.

У 1955 році вченим Северо Очоа і Маріанні Грюнберг-Манаго вдалося виділити фермент полінуклеотидфосфораза. Вони виявили, що в присутності будь-якого типу нуклеотидів цей білок будує мРНК або месенджер, що складається з тієї ж азотистої основи, тобто одного нуклеотидного поліпептиду. Це пролило світло на можливе походження як ДНК, так і РНК.

Російсько-американець Джордж Гамов (1904-1968) запропонував модель генетичного коду, утвореного комбінаціями відомих сьогодні азотистих основ. Однак Крік, Бреннер та їхні співробітники показали, що кодони складаються лише з трьох азотистих основ.

Перші докази відповідності між тим самим кодоном і амінокислотою були отримані в 1961 році завдяки Маршаллу Уоррену Ніренбергу і Генріху Маттеї.

Застосовуючи їх методи, Ніренберг і Філіп Ледер змогли перевести 54 кодони, що залишилися. Згодом Хар Гобінд Хорана завершив транскрипцію коду. Багато хто з тих, хто брав участь у цій гонці зі зламу генетичного коду, були удостоєні Нобелівської премії з медицини.

Функція генетичного коду

У рибосомах послідовність кодона транслюється в амінокислотну послідовність.

Функція генетичного коду є життєво важливою в синтезі білків, тобто у виробництві основних елементних сполук для існування життя як ми це розуміємо. Отже, це фундаментальний шаблон для фізіологічної побудови організми, як його тканин, так і його ферментів, речовин і рідин.

Для цього генетичний код діє як матриця в ДНК, з якої синтезується РНК, яка є свого роду дзеркальним відображенням. Потім в РНК вона переміщається до клітинних органел, відповідальних за побудову білків (рибосом).

У рибосомах синтез починається за закономірністю, яка перейшла від ДНК до РНК. Таким чином, кожен ген пов’язаний з амінокислотою, будуючи ланцюг поліпептидів. Ось як працює генетичний код.

Походження генетичного коду

Походження генетичного коду, мабуть, найбільша загадка в житті. Інтуїтивно здогадується, оскільки це є загальним для всіх відомих живих істот, що його поява на планеті була до появи першої живої істоти, тобто первісної клітини, яка дала початок усім царства життя.

Спочатку, ймовірно, він був набагато менш обширним і містив лише інформацію для кодування кількох амінокислот, але в міру виникнення та розвитку життя він ускладнювався.

!-- GDPR -->