Genetik şifrenin yozlaşması: temelleri

Genetik kod, kodonlar olarak dünyadaki tüm canlı organizmalarda doğal proteinlerin yapısında, ilgili bilgileri kodlayan bir sistem ifade edilir. Şifre çözme on yıllar alacak ama onun var olması, bilim neredeyse bir yüzyıl anlaşılmaktadır. Çok yönlülük, özgüllük, tek yönlü ve genetik kodun özellikle dejenerelik biyolojik öneme sahiptir.

keşifler Tarihçesi

Genetik kodlama bilgileri sorunu hep biyolojide önemli olmuştur. Genetik kodun matris yapısı ile, bilim oldukça yavaş ilerledi. 1953 yılında J. Watson ve Crick'in keşfinden beri DNA'nın çift sarmal yapısı doğada heybet inancını istenir bir kod yapısının kendisi, çözmenin bir faz girdi. proteinler ve aynı yapının doğrusal DNA yapısı, genetik kodun varlığı, iki metin arasındaki ilişkiyi ima ama farklı alfabe ile kaydedildi. Proteinlerin alfabe bilinmektedir eğer, DNA izleri biyoloji, fizik ve matematik çalışmasının konusu olmuştur.

Bu muamma çözümünde tüm adımları açıklamak için gerek yoktur. Doğrudan deney, kanıtladı ve DNA kodonlarının ve protein amino asitlerin arasında, sırasıyla 1964 Charles Janowski ve S. Brenner tutulan açık ve tutarlı bir olduğunu doğruladı. Bir başka - hücresiz yapıların protein sentezi teknikleri kullanılarak in vitro genetik kodun (in vitro) kodunun çözülmesi sırasında.

Tam şifresi çözülmüş kod E.Coli 1966 yayımlanmıştır, Cold Spring Harbor (ABD) sempozyumunda biyologlar. Daha sonra, genetik kodun indirgenmesi (bozunması) açıldı. Bunun anlamı nedir, bu oldukça basit açıkladı.

şifre çözme devam ediyor

kalıtsal kod verilerini deşifre Alma son yüzyılın en önemli etkinliklerinden biri haline gelmiştir. Günümüzde bilim derinlemesine genetik kodun dejenere olması özelliğinde ifade edilenin moleküler kodlama sistemi ve özellikleri ve işaretlerin bir overabundance, mekanizmalarını keşfetmek için devam ediyor. sanayinin Bir başka çalışma - kalıtsal malzeme kodlama sisteminin kökeni ve evrimi. Kanıt bağlama polinükleotidler (DNA) ve polipeptitler (proteinler), moleküler biyoloji gelişmesine hızlandırdı. Ve bu, sırayla, biyoteknoloji, biyomühendislik, yetiştirme ve bitkide keşifler büyüyor.

Dogmaları ve kurallar

Moleküler biyolojinin Ev dogma - Bilgi protein onunla daha sonra haberci DNA'dan RNA'ya aktarılır ve. iletim ters yönde RNA diğer RNA üzerinde, DNA ve RNA mümkündür.

Fakat matriks veya DNA baz her zaman kalır. Ve bilgi transferinin tüm diğer temel özellikleri - matriks transferi doğanın bir yansıması. Yani, genetik bilgilerin yapısı üreme olacak diğer matris moleküllerinin sentezi için iletim gerçekleştirerek.

genetik kod

kendiliğinden nükleotitlerin diğer zincirinin oluşumuna yol açar tamamlayıcı kodon (üçlü), nükleotidler, sadece 4 (adein, guanin, sitosin, timin (urasil)) vasıtasıyla protein moleküllerinin yapısını kodlayan hattı. nükleotid ve kimyasal tamamlayıcılık aynı sayıda - bu, sentezinin temel koşuldur. (- protein, amino asitler DNA nükleotit) Ancak monomerlerin miktarı ve kalitesi eşleşen bir protein kalitesi oluşumu değildir. nükleotidler (kodonlar) sırayla kayıt sistemi proteininin amino asit sekansı - Bu doğal kalıtsal kodudur.

Genetik kod birkaç özelliğe sahiptir:

• Üçlü.
• benzersizliği.
• Oryantasyon.
• Aykırılık.
• genetik kodun indirgenmesi (bozunması).
• Çok yönlülük.

İşte kısa bir açıklama biyolojik önemi üzerinde duruluyor vardır.

Üçüz, süreklilik ve uygunluk stoplights

semantik t (üçlü) nükleotitlerine karşılık gelen 61 amino asitlik her biri. Üç üçlü amino asidin ilgili bilgi taşır ve bitiş kodonu olan yoktur. zincirindeki her nükleotid triplet bir üyesidir ve tek başına mevcut değildir. son ve tek bir proteine karşılık gelen bir nükleotid zinciri başlangıcında, durdurma kodonu vardır. Bu başlangıç ya da durma yayın (bir protein molekülünün sentezi).

Özgünlük ve tek iğneli olma Aykırılık

Her kodon (üçlü), yalnızca bir amino asit kodlayan. Her üçlü bağımsızdır ve bitişik üst üste binmez. Bir nükleotid zincirinde sadece bir üçlü ait olabilir. Protein sentezi, sadece bir yönde, bu kontrol edilen durdurma kodonları her zaman.

genetik kodun fazlalığı

nükleotidlerin her bir üçlü bir amino asidi kodlar. 64 nükleotid, bunların 61 toplam - kodlanan amino asit (sens kodonu) ve üç - anlamsız, örneğin amino asit (durdurma kodonları) kodlamaz. kökü (amino asitler sınıfı değişmez) ve tutucu (asit yerine amino gelen) -, genetik kodun indirgenmesi (bozunması) ikameler her bir üçlü olarak yapılabilir olmasıdır. Bir üçlü 9 ikameleri (1, 2 ve 3 konumu) gerçekleştirilebilir, eğer, her bir nükleotid 4 ile ikame edilmiş olabilir hesaplamak kolaydır - 1 = 3, diğer bir düzenlemesini, muhtemel nükleotid ikamelerinin sayısı = 549 ile 61 9 olacaktır.

o zakodirovki bilgilerin yaklaşık 21 amino asit için çok daha fazla gereklidir - Genetik şifrenin yozlaşması 549 seçeneklerinde gerçeği gösterilmektedir. 549 23 kurşun bir durdurma kodonu oluşumuna değişimi seçenekleriyle, 134 + 230 ikamesi Bu durumda - radikal - koruyucu yer değiştirmeler ve 162 bulunmaktadır.

dejenerelik ve istisnalar Kural

iki kodon, iki özdeş birinci nükleotidini sahip, geri kalan nükleotit bir sınıf (purin veya pirimidin), aynı amino asidi taşıyan bilgi ile sunulmaktadır. Bu genellikle, genetik kodun yozlaşmasının, veya fazlalık olan. bir bitiş kodonu ama triptofan kodlamak zorunda kalacak - İki istisnalar - AUA ve UGA - izoleukin'e var ve ikinci olsa da ilk metiyonin kodlar.

dejenerelik ve çok yönlülük Anlamı

Genetik kodun Bu iki özellik, en yüksek biyolojik değere sahiptirler. Yukarıda listelenen tüm özellikler gezegenimizdeki canlı organizmaların her türlü genetik bilginin karakteristik özelliğidir.

Genetik kodun bozulması bu, tek bir amino asit kodunda tekrar tekrar çoğaltılması olarak adaptif bir değere sahiptir. Buna ek olarak, bu, bir kodonda üçüncü nükleotid (dejenerasyon) önemli bir azalma anlamına gelmektedir. Bu tür bir düzenleme, protein yapısı içinde ciddi ihlalleri gerektirecektir DNA'da mutasyon lezyonlar, en aza düşürmektedir. Bu gezegenin canlı organizmaların koruyucu bir mekanizmadır.