Degeneraatioasteesta geneettisen koodin: perusasiat

Geneettinen koodi on ilmaistu kodoneja, järjestelmä, joka koodaa tietoa rakenteesta proteiinien, olennaisesti kaikki elävät organismit maapallolla. Salauksen purku kestää vuosikymmeniä, mutta se, että hän on olemassa, tiede ymmärretään lähes vuosisadan. Monipuolisuus, spesifisyys, yksisuuntainen, ja erityisesti degeneraatioasteesta geneettisen koodin on biologista merkitystä.

Historia löytöjä

Ongelma koodaava geneettinen tieto on aina ollut keskeinen biologiassa. Matriisin rakennetta geneettisen koodin, tiede eteni melko hitaasti. Koska löytö J. Watson ja Crick vuonna 1953. kaksoiskierre rakenne DNA tullut vaiheeseen ratkaista koodin rakenne itsessään, mikä sai usko majesty luonnon. Lineaarinen rakenne proteiinien ja DNA: n sama rakenne hiljaista läsnä geneettisen koodin välisen vastaavuuden kahden tekstin, mutta jotka on tallennettu eri aakkoset. Ja jos aakkoset proteiinien tiedetään, DNA merkit käytiin tutkimuksen biologian, fysiikan ja matematiikan.

Ei ole tarpeen kuvata kaikkia vaiheita ratkaisu tähän arvoitus. Suora kokeessa osoittautui ja vahvisti, että DNA: n välinen kodonien ja aminohappoja proteiinin on selvästi ja johdonmukaisesti pidetään vastaavasti 1964 Charles Janowski ja S. Brenner. Lisäksi - dekoodauksen aikana geneettisen koodin in vitro (in vitro) käyttäen tekniikoita, proteiinisynteesin soluvapaissa rakenteita.

Täysin puretun koodi E.coli oli julkaistava vuonna 1966, biologit symposiumissa Cold Spring Harbor (USA). Sitten avasin redundanssin (degeneraation) geneettisen koodin. Mitä tämä tarkoittaa, se yksinkertaisesti selittää.

dekoodaus jatkuu

Getting selvittämisessä perinnöllinen koodi data on tullut yksi merkittävimmistä tapahtumista viime vuosisadan. Tänään, tiede tutkii edelleen perusteellisesti mekanismeja molekyyli koodaus järjestelmään ja sen ominaisuuksia ja ylitarjonta merkkejä, mikä on ilmaistu omaisuutta degeneraation geneettisen koodin. Erillinen tutkimus teollisuus - synty ja evoluutio perinnöllisen materiaalin koodausjärjestelmän. Osoituksia polynukleotidit (DNA) ja polypeptidit (proteiinit) antoi sysäyksen kehittämiseen molekyylibiologian. Ja että puolestaan biotekniikka, biotekniikka, löydöt jalostukseen ja kasvi kasvaa.

Dogmit ja säännöt

Koti oppi molekyylibiologian - tiedot siirretään DNA lähetti-RNA, ja sitten hänen on proteiini. Vastakkaiseen suuntaan siirto on mahdollista RNA: ta DNA: n ja RNA: n muita RNA: ta.

Mutta matriisin tai perusteella DNA pysyy aina. Ja kaikki muut perusominaisuudet tiedonsiirrosta - kuvastaa että siirto matriisin. Nimittäin, suorittamalla lähetys synteesiin muiden matriisin molekyylien, joka on kopio rakennetta geneettisen informaation.

geneettinen koodi

Linjakoodauksen rakenne proteiinimolekyylien avulla täydentäviä kodonia (tripletti), nukleotidit, jotka vain 4 (adein, guaniini, sytosiini, tymiini (urasiili)), joka spontaanisti johtaa muodostumista muiden ketjujen nukleotidia. Sama määrä nukleotideja ja kemiallisten komplementaarisuutta - tämä on tärkein edellytys tällaisen synteesin. Mutta muodostumista proteiinimolekyylin laatu vastaa määrää ja laatua monomeerien ei ole (DNA-nukleotidien - proteiini aminohappoa). Tämä on luonnollinen perinnöllinen koodi - tallennus järjestelmän nukleotidisekvenssin (kodonit) aminohapposekvenssi proteiinin.

Geneettinen koodi on useita ominaisuuksia:

• Triplet.
• Ainutlaatuisuus.
• Suunta.
• Disjointness.
• Redundancy (degeneraatio) geneettisen koodin.
• Monipuolisuus.

Tässä on lyhyt kuvaus, keskittyen biologista merkitystä.

Tripletti, jatkuvuuden ja saatavuuden stoplights

Kukin 61 aminohappoa, joka vastaa semanttista t (tripletti) nukleotidit. Kolme kolmoset eivät kanna tietoa aminohappoja ovat lopetuskodonia. Kukin nukleotidi ketjussa on jäsen tripletti, ja ei ole olemassa itse. Lopussa ja alussa ketjun nukleotidiä, jotka vastaavat yhden proteiinin, ovat lopetuskodoneja. Ne alkavat tai lopettaa lähetykset (synteesi proteiinimolekyylin).

Spesifisyys ja yhden pointedness disjointness

Kutakin kodonia (tripletti) koodaa vain yksi aminohappo. Kukin tripletti on riippumaton ja ei mene päällekkäin vieressä. Yhden nukleotidin voi kuulua vain yhteen kolmikko ketjussa. Proteiini synteesi on aina vain yhteen suuntaan, joka on ohjattu lopetuskodonia.

Redundanssin geneettisen koodin

Kukin nukleotiditriplettiä koodaa yhtä aminohappoa. Yhteensä 64 nukleotidin, 61 niistä - kooditettu aminohappo (sense kodoni), ja kolme - merkityksetön, eli aminohappo ei koodaa (lopetuskodonit). Redundanssin (degeneraation), että geneettinen koodi on, että substituutioita voidaan tehdä kunkin tripletin - radikaali (joka johtaa aminohappoon korvaaminen) ja konservatiivisia (aminohapot eivät muutu luokka). Se on helppo laskea, että jos tripletti voidaan suorittaa on 9 substituutiota (1, 2 ja 3-asemassa), kukin nukleotidi voidaan korvata 4-1 = 3 toista suoritusmuotoa, kokonaismäärä mahdollisia nukleotidisubstituutioita on 61-9 = 549.

Degeneraatioasteesta geneettisen koodin näkyy siinä, että 549 vaihtoehtoja - se on paljon enemmän kuin tarpeen zakodirovki tietoja 21 aminohappoa. Tässä tapauksessa korvauksesta 549 23 johtaa muodostumista lopetuskodonin, 134 + 230 vaihdosta - ovat konservatiivisia substituutioita, ja 162 - radikaali.

Sääntö degeneraatio ja poikkeukset

Jos kaksi kodonia on kaksi identtistä ensimmäisen nukleotidisekvenssin, jäljellä olevat nukleotidit esitellään luokan kanssa (puriini- tai pyrimidiiniemäs), tiedot, niillä on sama aminohappo. Tämä on yleensä degeneraation tai irtisanominen geneettisen koodin. Kaksi poikkeusta - AUA ja UGA - ensimmäinen koodaa metioniinia, vaikka olisi isoleusiini, ja toinen - lopetuskodonin, mutta olisi koodata tryptofaania.

Merkitys degeneraatio ja monipuolisuutta

Nämä kaksi ominaisuutta geneettisen koodin on korkein biologinen arvo. Kaikki edellä luetellut ominaisuudet ovat tunnusomaisia geneettisen informaation kaikenlaisen elävien organismien planeetallamme.

Degeneraation geneettisen koodin on mukautuva arvo, koska toistuva päällekkäisyyttä yhden aminohapon koodi. Lisäksi tämä tarkoittaa sitä, vähennetään merkittävästi (degeneraatio) kolmannen nukleotidin kodonin. Tällainen suoritusmuoto minimoi mutaation vaurioita DNA: ta, joka aiheuttaa vakavia proteiinin rakenteeseen. Tämä on suojamekanismi elävien organismien maapallolla.