Hvilken egenskab ved den genetiske kode er udsagnet baseret på? Det unikke ved den genetiske kode manifesteres i det faktum, at

Den genetiske kode forstås sædvanligvis som et system af tegn, der angiver det sekventielle arrangement af nukleotidforbindelser i DNA og RNA, hvilket svarer til et andet skiltesystem, der viser sekvensen af ​​aminosyreforbindelser i et proteinmolekyle.

Det er vigtigt!

Da det lykkedes forskerne at studere egenskaberne genetisk kode, blev alsidighed anerkendt som en af ​​de vigtigste. Ja, hvor mærkeligt det end lyder, så er alt forenet af én, universel, fælles genetisk kode. Det blev dannet over en lang periode, og processen sluttede for omkring 3,5 milliarder år siden. Følgelig kan spor af dens udvikling spores i kodens struktur, fra dens begyndelse til i dag.

Når vi taler om rækkefølgen af ​​arrangementet af elementer i den genetiske kode, mener vi, at det er langt fra kaotisk, men strengt taget en bestemt rækkefølge. Og dette bestemmer også i høj grad egenskaberne af den genetiske kode. Dette svarer til arrangementet af bogstaver og stavelser i ord. Når vi først bryder den sædvanlige rækkefølge, vil det meste af det, vi læser på siderne i bøger eller aviser, blive til latterligt sludder.

Grundlæggende egenskaber ved den genetiske kode

Normalt indeholder koden nogle oplysninger krypteret på en særlig måde. For at dechifrere koden skal du vide det Karakteristiske træk.

Så de vigtigste egenskaber ved den genetiske kode er:

• triplicitet;
• degeneration eller redundans;
• entydighed;
• kontinuitet;
• den alsidighed, der allerede er nævnt ovenfor.

Lad os se nærmere på hver enkelt ejendom.

1. Trippel

Dette er, når tre nukleotidforbindelser danner en sekventiel kæde i et molekyle (dvs. DNA eller RNA). Som et resultat dannes en tripletforbindelse eller koder for en af ​​aminosyrerne, dens placering i peptidkæden.

Kodoner (de er også kodeord!) er kendetegnet ved deres sekvens af forbindelser og ved typen af ​​de nitrogenholdige forbindelser (nukleotider), der er en del af dem.

I genetik er det sædvanligt at skelne mellem 64 kodontyper. De kan danne kombinationer af fire typer 3 nukleotider hver. Dette svarer til at hæve tallet 4 til tredje potens. Således er dannelsen af ​​64 nukleotidkombinationer mulig.

2. Redundans af den genetiske kode

Denne egenskab observeres, når der kræves flere kodoner for at kryptere én aminosyre, sædvanligvis i området 2-6. Og kun tryptofan kan kodes ved hjælp af en triplet.

3. Entydighed

Det er inkluderet i egenskaberne af den genetiske kode som en indikator for sund genetisk arv. For eksempel kan GAA-tripletten, som ligger på sjettepladsen i kæden, fortælle lægerne om blodets gode tilstand, om normalt hæmoglobin. Det er ham, der bærer information om hæmoglobin, og det er også kodet af det. Og hvis en person har anæmi, erstattes et af nukleotiderne med et andet bogstav i koden - U, som er et signal om sygdommen.

4. Kontinuitet

Når du registrerer denne egenskab af den genetiske kode, skal det huskes, at kodoner, ligesom led i en kæde, ikke er placeret på afstand, men i umiddelbar nærhed, den ene efter den anden i nukleinsyrekæden, og denne kæde er ikke afbrudt - den har ingen begyndelse eller slutning.

5. Alsidighed

Vi må aldrig glemme, at alt på Jorden er forenet af en fælles genetisk kode. Og derfor, hos primater og mennesker, hos insekter og fugle, i et hundrede år gammelt baobabtræ og i et græsstrå, der knap kommer frem fra jorden, koder lignende trillinger for lignende aminosyrer.

Det er i gener, at den grundlæggende information om en bestemt organismes egenskaber er indeholdt, en slags program, som organismen arver fra dem, der levede tidligere, og som eksisterer som en genetisk kode.

I enhver celle og organisme er alle anatomiske, morfologiske og funktionelle egenskaber bestemt af strukturen af ​​de proteiner, der omfatter dem. Arvelig ejendom Kroppen er i stand til at syntetisere visse proteiner. Aminosyrer er placeret i en polypeptidkæde, som biologiske egenskaber afhænger af.
Hver celle har sin egen sekvens af nukleotider i polynukleotidkæden af ​​DNA. Dette er den genetiske kode for DNA. Gennem det registreres information om syntesen af ​​visse proteiner. Om hvad den genetiske kode er, om dens egenskaber og genetisk information diskuteres i denne artikel.

Lidt historie

Ideen om, at der kunne være en genetisk kode, blev formuleret af J. Gamow og A. Down i midten af ​​det tyvende århundrede. De beskrev, at nukleotidsekvensen, der er ansvarlig for syntesen af ​​en bestemt aminosyre, indeholder mindst tre enheder. Senere beviste de det nøjagtige antal af tre nukleotider (dette er en enhed af genetisk kode), som blev kaldt en triplet eller kodon. Der er fireogtres nukleotider i alt, fordi syremolekylet, hvor RNA forekommer, består af fire forskellige nukleotidrester.

Hvad er genetisk kode

Metoden til at kode sekvensen af ​​aminosyreproteiner på grund af sekvensen af ​​nukleotider er karakteristisk for alle levende celler og organismer. Dette er, hvad den genetiske kode er.
Der er fire nukleotider i DNA:

• adenin - A;
• guanin - G;
• cytosin - C;
• thymin - T.

De er angivet med store latinske bogstaver eller (i russisksproget litteratur) russiske bogstaver.
RNA indeholder også fire nukleotider, men et af dem er forskelligt fra DNA:

• adenin - A;
• guanin - G;
• cytosin - C;
• uracil - U.

Alle nukleotider er arrangeret i kæder, hvor DNA har en dobbelt helix og RNA har en enkelt helix.
Proteiner er bygget på tyve aminosyrer, hvor de, placeret i en bestemt rækkefølge, bestemmer dets biologiske egenskaber.

Egenskaber af den genetiske kode

Trefoldighed. En enhed af genetisk kode består af tre bogstaver, det er triplet. Det betyder, at de tyve aminosyrer, der findes, kodes af tre specifikke nukleotider kaldet codons eller trilpetter. Der er fireogtres kombinationer, der kan skabes ud fra fire nukleotider. Denne mængde er mere end nok til at kode for tyve aminosyrer.
Degeneration. Hver aminosyre svarer til mere end én kodon, med undtagelse af methionin og tryptofan.
Entydighed. Ét kodon koder for én aminosyre. For eksempel i genet sund person med information om beta-målet for hæmoglobin, tripletten af ​​GAG og GAA koder for A hos alle med seglcellesygdom, ændres ét nukleotid.
Kolinearitet. Rækkefølgen af ​​aminosyrer svarer altid til sekvensen af ​​nukleotider, som genet indeholder.
Den genetiske kode er kontinuerlig og kompakt, hvilket betyder, at den ikke har nogen tegnsætningstegn. Det vil sige, at der starter ved en bestemt kodon, at der sker kontinuerlig aflæsning. For eksempel vil AUGGGUGTSUUAAUGUG blive læst som: AUG, GUG, TSUU, AAU, GUG. Men ikke AUG, UGG og så videre eller noget andet.
Alsidighed. Det er det samme for absolut alle landlevende organismer, fra mennesker til fisk, svampe og bakterier.

Bord

Ikke alle tilgængelige aminosyrer er inkluderet i den præsenterede tabel. Hydroxyprolin, hydroxylysin, phosphoserin, jodderivater af tyrosin, cystin og nogle andre er fraværende, da de er derivater af andre aminosyrer kodet af m-RNA og dannet efter modifikation af proteiner som følge af translation.
Fra egenskaberne af den genetiske kode er det kendt, at en kodon er i stand til at kode for en aminosyre. Undtagelsen er udøveren ekstra funktioner og koder for valin og methionin, den genetiske kode. mRNA'et, der er i begyndelsen af ​​kodonet, vedhæfter t-RNA, som bærer formylmethion. Efter afslutning af syntesen spaltes den fra og tager formylresten med sig og omdannes til en methioninrest. De ovennævnte kodoner er således initiatorerne for syntesen af ​​polypeptidkæden. Hvis de ikke er i begyndelsen, så er de ikke anderledes end de andre.

Genetisk information

Dette koncept betyder et program af egenskaber, der er videregivet fra forfædre. Det er indlejret i arv som en genetisk kode.
Den genetiske kode realiseres under proteinsyntese:

• messenger-RNA;
• ribosomalt rRNA.

Information transmitteres gennem direkte kommunikation (DNA-RNA-protein) og omvendt kommunikation (medium-protein-DNA).
Organismer kan modtage, gemme, sende det og bruge det mest effektivt.
Videregivet ved arv bestemmer information udviklingen af ​​en bestemt organisme. Men på grund af interaktion med miljøet er reaktionen af ​​sidstnævnte forvrænget, på grund af hvilken evolution og udvikling sker. På denne måde indføres det i kroppen nye oplysninger.

Beregningsmønstre molekylær Biologi og opdagelsen af ​​den genetiske kode illustrerede behovet for at kombinere genetik med Darwins teori, på grundlag af hvilken en syntetisk evolutionsteori opstod - ikke-klassisk biologi.
Darwins arvelighed, variation og naturlige selektion suppleres af genetisk bestemt selektion. Evolution realiseres på det genetiske niveau gennem tilfældige mutationer og nedarvning af de mest værdifulde egenskaber, der er mest tilpasset til miljø.

Afkodning af den menneskelige kode

I halvfemserne blev Human Genome Project lanceret, hvilket resulterede i, at genomfragmenter indeholdende 99,99% af menneskelige gener blev opdaget i to tusindedele. Fragmenter, der ikke er involveret i proteinsyntese og ikke er kodet, forbliver ukendte. Deres rolle er endnu ukendt.

Sidst opdaget i 2006 er kromosom 1 det længste i genomet. Mere end tre hundrede og halvtreds sygdomme, herunder kræft, opstår som følge af lidelser og mutationer i det.

Rollen af ​​sådanne undersøgelser kan ikke overvurderes. Da de opdagede, hvad den genetiske kode er, blev det kendt efter, hvilke mønstre udviklingen sker, hvordan den morfologiske struktur, psyke, disposition for visse sygdomme, stofskifte og defekter hos individer dannes.

GENETISK KODE, optagesystem arvelige oplysninger i form af en sekvens af nukleotidbaser i DNA-molekyler (i nogle vira - RNA), som bestemmer den primære struktur (placering af aminosyrerester) i proteinmolekyler (polypeptider). Problemet med den genetiske kode blev formuleret efter beviset genetisk rolle DNA (amerikanske mikrobiologer O. Avery, K. McLeod, M. McCarthy, 1944) og dechiffrering af dets struktur (J. Watson, F. Crick, 1953), efter at have fastslået, at gener bestemmer enzymernes struktur og funktioner ("princippet" ét gen - ét enzym” af J. Beadle og E. Tatema, 1941), og at der er en afhængighed af et proteins rumlige struktur og aktivitet af dets primære struktur (F. Sanger, 1955). Spørgsmålet er, hvordan kombinationer af 4 baser nukleinsyrer bestemme alterneringen af ​​20 almindelige aminosyrerester i polypeptider, først anført af G. Gamow i 1954.

Baseret på et eksperiment, hvor de undersøgte vekselvirkningerne mellem insertioner og deletioner af et par nukleotider, i et af generne fra T4-bakteriofagen, bestemte F. Crick og andre videnskabsmænd i 1961 generelle egenskaber genetisk kode: triplet, dvs. hver aminosyrerest i polypeptidkæden svarer til et sæt af tre baser (triplet eller codon) i genets DNA; læsning af kodoner i et gen sker fra et fast punkt, i én retning og "uden kommaer", det vil sige, at kodonerne ikke er adskilt af nogen tegn fra hinanden; degeneration eller redundans - den samme aminosyrerest kan kodes af flere kodoner (synonyme kodoner). Forfatterne antog, at kodonerne ikke overlapper hinanden (hver base tilhører kun ét kodon). Direkte undersøgelse af trillingers kodningsevne blev fortsat under anvendelse af et cellefrit proteinsyntesesystem under kontrol af syntetiske messenger RNA(mRNA). I 1965 blev den genetiske kode fuldstændigt dechifreret i værker af S. Ochoa, M. Nirenberg og H. G. Korana. At optrævle hemmeligheden bag den genetiske kode var en af ​​de fremragende præstationer biologi i det 20. århundrede.

Implementeringen af ​​den genetiske kode i en celle sker under to matrixprocesser - transkription og translation. Mediatoren mellem genet og proteinet er mRNA, som dannes under transkription på en af ​​DNA-strengene. I dette tilfælde er sekvensen af ​​DNA-baser, medbringer information om proteinets primære struktur er "omskrevet" som en sekvens af mRNA-baser. Derefter, under translation på ribosomer, aflæses nukleotidsekvensen af ​​mRNA'et af transfer-RNA'er (tRNA'er). Sidstnævnte har en acceptorende, hvortil en aminosyrerest er knyttet, og en adapterende eller anticodontriplet, som genkender det tilsvarende mRNA-kodon. Interaktionen mellem en codon og en anti-codon sker på basis af komplementær baseparring: Adenin (A) - Uracil (U), Guanin (G) - Cytosin (C); i dette tilfælde oversættes basesekvensen af ​​mRNA'et til aminosyresekvensen af ​​det syntetiserede protein. Forskellige organismer De bruger forskellige synonyme kodoner med forskellige frekvenser for den samme aminosyre. Aflæsning af mRNA'et, der koder for polypeptidkæden, begynder (initieres) med AUG-kodonet svarende til aminosyren methionin. Mindre almindeligt i prokaryoter er initieringskodonerne GUG (valin), UUG (leucin), AUU (isoleucin) og i eukaryoter - UUG (leucin), AUA (isoleucin), ACG (threonin), CUG (leucin). Dette sætter den såkaldte ramme eller fase af aflæsningen under translation, det vil sige, at hele nukleotidsekvensen af ​​mRNA'et aflæses triplet for triplet af tRNA, indtil nogen af ​​de tre terminatorkodoner, ofte kaldet stopkodoner, stødes på mRNA'et: UAA, UAG, UGA (tabel). Aflæsning af disse tripletter fører til færdiggørelsen af ​​syntesen af ​​polypeptidkæden.

AUG- og stopkodoner vises i henholdsvis begyndelsen og slutningen af ​​regionerne af mRNA-kodende polypeptider.

Den genetiske kode er næsten universel. Det betyder, at der er små variationer i betydningen af ​​nogle kodoner mellem objekter, og det gælder primært terminatorkodoner, som kan være signifikante; for eksempel i mitokondrierne i nogle eukaryoter og mycoplasmaer koder UGA for tryptofan. Derudover koder UGA i nogle mRNA'er fra bakterier og eukaryoter for en usædvanlig aminosyre - selenocystein, og UAG i en af ​​arkæbakterierne - pyrrolysin.

Der er et synspunkt, ifølge hvilket den genetiske kode opstod ved et tilfælde (den "frosne chance"-hypotese). Det er mere sandsynligt, at det har udviklet sig. Denne antagelse understøttes af eksistensen af ​​en enklere og tilsyneladende mere gammel version af koden, som læses i mitokondrier ifølge "to ud af tre"-reglen, når aminosyren kun bestemmes af to af de tre baser i trillingen.

Lit.: Crick F. N. a. O. Generel karakter af den genetiske kode for proteiner // Natur. 1961. Bd. 192; Den genetiske kode. N.Y., 1966; Ichas M. Biologisk kode. M., 1971; Inge-Vechtomov S.G. Sådan læses den genetiske kode: regler og undtagelser // Moderne naturvidenskab. M., 2000. T. 8; Ratner V. A. Genetisk kode som et system // Soros pædagogisk tidsskrift. 2000. T. 6. Nr. 3.

S. G. Inge-Vechtomov.

Den genetiske kode, udtrykt i kodoner, er et system til kodning af information om strukturen af ​​proteiner, der er iboende i alle levende organismer på planeten. Det tog et årti at tyde det, men videnskaben forstod, at det eksisterede i næsten et århundrede. Universalitet, specificitet, ensrettethed og især degenerationen af ​​den genetiske kode er vigtige biologisk betydning.

Opdagelsernes historie

Problemet med kodning har altid været nøglen i biologien. Videnskaben har bevæget sig ret langsomt hen imod matrixstrukturen af ​​den genetiske kode. Siden opdagelsen af ​​den dobbelte spiralformede struktur af DNA af J. Watson og F. Crick i 1953, begyndte stadiet med at optrevle selve kodens struktur, hvilket foranledigede troen på naturens storhed. Den lineære struktur af proteiner og den samme struktur af DNA antydede tilstedeværelsen af ​​en genetisk kode som en overensstemmelse mellem to tekster, men skrevet vha. forskellige alfabeter. Og hvis alfabetet af proteiner var kendt, så blev tegnene på DNA genstand for undersøgelse af biologer, fysikere og matematikere.

Det nytter ikke at beskrive alle trinene i at løse denne gåde. Et direkte eksperiment, der beviste og bekræftede, at der er en klar og konsekvent overensstemmelse mellem DNA-kodoner og proteinaminosyrer, blev udført i 1964 af C. Janowski og S. Brenner. Og så - perioden med at dechifrere den genetiske kode in vitro (i et reagensglas) ved hjælp af proteinsynteseteknikker i cellefrie strukturer.

Den fuldt dechiffrerede kode for E. Coli blev offentliggjort i 1966 på et symposium af biologer i Cold Spring Harbor (USA). Så blev redundansen (degenerationen) af den genetiske kode opdaget. Hvad dette betyder er forklaret ganske enkelt.

Afkodningen fortsætter

Indhentning af data om dechifrering af den arvelige kode var en af ​​de mest betydningsfulde begivenheder i det sidste århundrede. I dag fortsætter videnskaben med at i dybden studere mekanismerne for molekylære kodninger og dens systemiske træk og overskydende tegn, som udtrykker den genetiske kodes degenerationsegenskab. En separat studiegren er fremkomsten og udviklingen af ​​systemet til kodning af arveligt materiale. Bevis på forbindelsen mellem polynukleotider (DNA) og polypeptider (proteiner) gav skub til udviklingen af ​​molekylærbiologi. Og det til gengæld til bioteknologi, bioteknik, opdagelser inden for avl og planteavl.

Dogmer og regler

Molekylærbiologiens hoveddogme er, at information overføres fra DNA til messenger-RNA og derefter fra det til protein. I den modsatte retning er overførsel mulig fra RNA til DNA og fra RNA til et andet RNA.

Men matrixen eller grundlaget forbliver altid DNA. Og alle andre grundlæggende træk ved informationstransmission er en afspejling af denne matrixnatur af transmission. Nemlig transmission gennem syntesen af ​​andre molekyler på matrixen, som bliver strukturen for reproduktion af arvelig information.

Genetisk kode

Lineær kodning af strukturen af ​​proteinmolekyler udføres ved hjælp af komplementære kodoner (tripletter) af nukleotider, hvoraf der kun er 4 (adein, guanin, cytosin, thymin (uracil)), hvilket spontant fører til dannelsen af ​​en anden kæde af nukleotider . Det samme antal og kemiske komplementaritet af nukleotider er hovedbetingelsen for en sådan syntese. Men når et proteinmolekyle dannes, er der ikke noget kvalitetsmatch mellem mængden og kvaliteten af ​​monomerer (DNA-nukleotider er proteinaminosyrer). Dette er den naturlige arvelige kode - et system til registrering af sekvensen af ​​aminosyrer i et protein i en sekvens af nukleotider (kodoner).

Den genetiske kode har flere egenskaber:

• Trefoldighed.
• Entydighed.
• Retningsbestemthed.
• Ikke-overlappende.
• Redundans (degeneration) af den genetiske kode.
• Alsidighed.

Lad os give Kort beskrivelse, med fokus på biologisk betydning.

Tredobbelt, kontinuitet og tilstedeværelsen af ​​stopsignaler

Hver af de 61 aminosyrer svarer til én sensetriplet (triplet) af nukleotider. Tre tripletter bærer ikke aminosyreinformation og er stopkodoner. Hvert nukleotid i kæden er en del af en triplet og eksisterer ikke alene. I slutningen og i begyndelsen af ​​kæden af ​​nukleotider, der er ansvarlige for et protein, er der stopkodoner. De starter eller stopper translation (syntesen af ​​et proteinmolekyle).

Specificitet, ikke-overlapning og ensrettethed

Hvert kodon (triplet) koder kun for én aminosyre. Hver triplet er uafhængig af sin nabo og overlapper ikke. Et nukleotid kan kun inkluderes i en triplet i kæden. Proteinsyntese sker altid kun i én retning, som reguleres af stopkodoner.

Redundans af den genetiske kode

Hver triplet af nukleotider koder for én aminosyre. Der er 64 nukleotider i alt, hvoraf 61 koder for aminosyrer (sense-kodoner), og tre er nonsens, det vil sige, at de ikke koder for en aminosyre (stopkodoner). Redundansen (degenerationen) af den genetiske kode ligger i, at der i hver triplet kan foretages substitutioner - radikale (fører til udskiftning af en aminosyre) og konservative (ændrer ikke aminosyrens klasse). Det er let at beregne, at hvis der kan foretages 9 substitutioner i en triplet (position 1, 2 og 3), kan hvert nukleotid erstattes af 4 - 1 = 3 andre muligheder, så Total mulige muligheder Der vil være 619 nukleotidsubstitutioner = 549.

Degenerationen af ​​den genetiske kode kommer til udtryk ved, at 549 varianter er meget mere, end der er nødvendigt for at kode information om 21 aminosyrer. Ud af 549 varianter vil 23 substitutioner desuden føre til dannelsen af ​​stopkodoner, 134 + 230 substitutioner er konservative, og 162 substitutioner er radikale.

Regel om degeneration og udelukkelse

Hvis to kodoner har to identiske første nukleotider, og de resterende er repræsenteret af nukleotider af samme klasse (purin eller pyrimidin), så bærer de information om den samme aminosyre. Dette er reglen om degeneration eller redundans af den genetiske kode. To undtagelser er AUA og UGA - den første koder for methionin, selvom den skal være isoleucin, og den anden er en stopkodon, selvom den skal kode for tryptofan.

Betydningen af ​​degeneration og universalitet

Det er disse to egenskaber ved den genetiske kode, der har den største biologiske betydning. Alle de ovennævnte egenskaber er karakteristiske for den arvelige information om alle former for levende organismer på vores planet.

Degenerationen af ​​den genetiske kode har adaptiv betydning, ligesom multiple duplikering af koden for en aminosyre. Derudover betyder dette et fald i signifikans (degeneration) af det tredje nukleotid i kodonet. Denne mulighed minimerer mutationsskader i DNA, hvilket vil føre til grove overtrædelser i proteinstrukturen. Det her forsvarsmekanisme levende organismer på planeten.

Undervisnings- og Videnskabsministeriet Den Russiske Føderation Føderale agentur af Uddannelse

Stat uddannelsesinstitution højere erhvervsuddannelse"Altai-staten Tekniske Universitet dem. I.I. Polzunov"

Institut for Naturvidenskab og Systemanalyse

Abstrakt om emnet "genetisk kode"

1. Begrebet genetisk kode

3. Genetisk information

Bibliografi

1. Begrebet genetisk kode

Genetisk kode - karakteristisk for levende organismer ét system registrering af arvelig information i nukleinsyremolekyler i form af en sekvens af nukleotider. Hvert nukleotid er betegnet med et stort bogstav, som begynder navnet på den nitrogenholdige base, der er inkluderet i dets sammensætning: - A (A) adenin; - G (G) guanin; - C (C) cytosin; - T (T) thymin (i DNA) eller U (U) uracil (i mRNA).

Implementeringen af ​​den genetiske kode i en celle sker i to faser: transkription og translation.

Den første af dem forekommer i kernen; den består i syntesen af ​​mRNA-molekyler ved de tilsvarende sektioner af DNA. I dette tilfælde bliver DNA-nukleotidsekvensen "omskrevet" til RNA-nukleotidsekvensen. Det andet trin finder sted i cytoplasmaet, på ribosomer; i dette tilfælde er sekvensen af ​​nukleotider af mRNA'et oversat til sekvensen af ​​aminosyrer i proteinet: dette stadie sker med deltagelse af transfer RNA (tRNA) og de tilsvarende enzymer.

2. Egenskaber ved den genetiske kode

1. Trippel

Hver aminosyre kodes af en sekvens på 3 nukleotider.

En triplet eller kodon er en sekvens af tre nukleotider, der koder for én aminosyre.

Koden kan ikke være monoplet, da 4 (antallet af forskellige nukleotider i DNA) er mindre end 20. Koden kan ikke dublet, pga. 16 (antallet af kombinationer og permutationer af 4 nukleotider gange 2) er mindre end 20. Koden kan være triplet, pga. 64 (antallet af kombinationer og permutationer fra 4 til 3) er mere end 20.

2. Degeneration.

Alle aminosyrer, med undtagelse af methionin og tryptofan, er kodet af mere end én triplet: 2 aminosyrer af 1 triplet = 2 9 aminosyrer af 2 tripletter = 18 1 aminosyre 3 tripletter = 3 5 aminosyrer af 4 tripletter = 20 3 aminosyrer af 6 tripletter = 18 I alt 61 tripletter koder for 20 aminosyrer.

3. Tilstedeværelse af intergene tegnsætningstegn.

Et gen er en sektion af DNA, der koder for en polypeptidkæde eller et molekyle af tRNA, rRNA eller sRNA.

tRNA-, rRNA- og sRNA-generne koder ikke for proteiner.

I slutningen af ​​hvert gen, der koder for et polypeptid, er der mindst én af 3 stopkodoner eller stopsignaler: UAA, UAG, UGA. De afslutter udsendelsen.

Konventionelt hører AUG-kodonet, det første efter ledersekvensen, også til tegnsætningstegn. Det fungerer som et stort bogstav. I denne position koder den for formylmethionin (i prokaryoter).

4. Entydighed.

Hver triplet koder kun for én aminosyre eller er en translationsterminator.

Undtagelsen er AUG-kodonet. I prokaryoter koder den i den første position (stort bogstav) for formylmethionin, og i enhver anden position koder den for methionin.

5. Kompakthed eller fravær af intragene tegnsætningstegn.

Inden for et gen er hvert nukleotid en del af et signifikant kodon.

I 1961 Seymour Benzer og Francis Crick beviste eksperimentelt kodens tripletkarakter og dens kompakthed.

Essensen af ​​eksperimentet: "+" mutation - indsættelse af et nukleotid. "-" mutation - tab af et nukleotid. En enkelt "+" eller "-" mutation i begyndelsen af ​​et gen ødelægger hele genet. En dobbelt "+" eller "-" mutation ødelægger også hele genet. En tredobbelt "+" eller "-" mutation i begyndelsen af ​​et gen ødelægger kun en del af det. En firdobbelt "+" eller "-" mutation ødelægger igen hele genet.

Eksperimentet beviser, at koden er triplet, og der er ingen tegnsætningstegn inde i genet. Forsøget blev udført på to tilstødende faggener og viste desuden tilstedeværelsen af ​​tegnsætningstegn mellem generne.

3. Genetisk information

Genetisk information er et program over en organismes egenskaber, modtaget fra forfædre og indlejret i arvelige strukturer i form af en genetisk kode.

Det antages, at dannelsen af ​​genetisk information fulgte følgende skema: geokemiske processer - mineraldannelse - evolutionær katalyse (autokatalyse).

Det er muligt, at de første primitive gener var mikrokrystallinske lerkrystaller, og hvert nyt lag af ler er bygget i overensstemmelse med de strukturelle træk ved det forrige, som om de modtager information om strukturen fra det.

Implementeringen af ​​genetisk information sker i processen med syntese af proteinmolekyler ved hjælp af tre RNA'er: messenger-RNA (mRNA), transport-RNA (tRNA) og ribosomalt RNA (rRNA). Processen med informationsoverførsel sker: - gennem en direkte kommunikationskanal: DNA - RNA - protein; og - gennem kanalen feedback: miljø - protein - DNA.

Levende organismer er i stand til at modtage, lagre og transmittere information. Desuden har levende organismer et iboende ønske om at bruge den information, der modtages om sig selv og verden omkring dem, så effektivt som muligt. Arvelig information indlejret i gener og nødvendig for at en levende organisme kan eksistere, udvikle sig og formere sig, overføres fra hvert individ til dets efterkommere. Denne information bestemmer organismens udviklingsretning, og i processen med dens interaktion med miljøet kan reaktionen på dens individ forvrænges og derved sikre udviklingen af ​​udviklingen af ​​efterkommere. I processen med evolution af en levende organisme opstår ny information og huskes, inklusive værdien af ​​information for den øges.

Under gennemførelsen af ​​arvelige oplysninger under visse betingelser ydre miljø dannes fænotypen af ​​organismer af en given biologisk art.

Genetisk information bestemmer den morfologiske struktur, vækst, udvikling, metabolisme, mentale sammensætning, disposition for sygdomme og genetiske defekter i kroppen.

Mange videnskabsmænd, der med rette understregede informationens rolle i dannelsen og udviklingen af ​​levende ting, bemærkede denne omstændighed som et af livets vigtigste kriterier. Så V.I. Karagodin mener: "At leve er sådan en form for eksistens af information og de strukturer, der er kodet af den, som sikrer reproduktionen af ​​denne information under passende miljøforhold." Sammenhængen mellem information og liv bemærkes også af A.A. Lyapunov: "Livet er en meget velordnet materietilstand, der bruger information kodet af individuelle molekylers tilstande til at udvikle vedvarende reaktioner." Vores berømte astrofysiker N.S. Kardashev understreger også den informationsmæssige komponent af livet: "Livet opstår takket være muligheden for at syntetisere en særlig slags molekyler, der er i stand til at huske og bruge det mest simpel information om miljøet og deres egen struktur, som de bruger til selvopretholdelse, til reproduktion og, vigtigst af alt for os, til at opnå mere mere information." Økologen F. Tipler henleder opmærksomheden på denne evne hos levende organismer til at bevare og overføre information i sin bog "Physics of Immortality": "Jeg definerer liv som en slags kodet information, der bevares ved naturlig udvælgelse." mener, at hvis dette er tilfældet, så er livsinformationssystemet evigt, uendeligt og udødelig.

Opdagelsen af ​​den genetiske kode og etableringen af ​​molekylærbiologiens love viste behovet for at kombinere moderne genetik og darwinistisk evolutionsteori. Således blev et nyt biologisk paradigme født - den syntetiske evolutionsteori (STE), som allerede kan betragtes som ikke-klassisk biologi.

De grundlæggende ideer om Darwins evolution med dens triade - arvelighed, variabilitet, naturlig selektion - i den moderne forståelse af den levende verdens evolution suppleres af ideerne om ikke blot naturlig selektion, men en selektion, der er genetisk bestemt. Begyndelsen på udviklingen af ​​syntetisk eller generel evolution kan betragtes som S.S. Chetverikov om populationsgenetik, hvor det blev vist, at det ikke er individuelle egenskaber og individer, der er genstand for udvælgelse, men hele befolkningens genotyp, men det udføres gennem individuelle individers fænotypiske karakteristika. Dette får gavnlige ændringer til at sprede sig i hele befolkningen. Evolutionsmekanismen realiseres således både gennem tilfældige mutationer på det genetiske niveau og gennem nedarvningen af ​​de mest værdifulde egenskaber (værdien af ​​information!), som bestemmer tilpasningen af ​​mutationstræk til miljøet, hvilket giver det mest levedygtige afkom.

Sæsonbestemte klimaændringer, forskellige naturlige el menneskeskabte katastrofer på den ene side fører de til en ændring i hyppigheden af ​​gengentagelse i populationer og som følge heraf til et fald i arvelig variabilitet. Denne proces kaldes undertiden genetisk drift. Og på den anden side til ændringer i koncentrationen af ​​forskellige mutationer og et fald i mangfoldigheden af ​​genotyper indeholdt i befolkningen, hvilket kan føre til ændringer i retningen og intensiteten af ​​selektion.

4. Afkodning af den menneskelige genetiske kode

I maj 2006 offentliggjorde forskere, der arbejdede på at dechifrere det menneskelige genom, et komplet genetisk kort over kromosom 1, som var det sidste menneskelige kromosom, der ikke var fuldt sekventeret.

Et foreløbigt menneskeligt genetisk kort blev offentliggjort i 2003, som markerede den formelle afslutning af Human Genome Project. Inden for dets rammer blev genomfragmenter indeholdende 99% af humane gener sekventeret. Nøjagtigheden af ​​genidentifikation var 99,99%. Men da projektet var afsluttet, var kun fire af de 24 kromosomer blevet fuldstændig sekventeret. Faktum er, at ud over gener indeholder kromosomer fragmenter, der ikke koder for nogen egenskaber og ikke er involveret i proteinsyntese. Den rolle, som disse fragmenter spiller i kroppens liv, er fortsat ukendt, men flere og flere forskere er tilbøjelige til at tro, at deres undersøgelse kræver den tætteste opmærksomhed.