Genkode. Grundlæggende egenskaber ved den genetiske kode og deres betydning

Den genetiske kode er en speciel kryptering af arvelig information ved hjælp af molekyler. Baseret på dette styrer generne på passende måde syntesen af ​​proteiner og enzymer i kroppen og bestemmer derved stofskiftet. Til gengæld er strukturen af ​​individuelle proteiner og deres funktioner bestemt af placeringen og sammensætningen af ​​aminosyrer - de strukturelle enheder af proteinmolekylet.

I midten af ​​forrige århundrede blev gener identificeret, som er separate sektioner (forkortet som DNA). Nukleotidenhederne danner en karakteristisk dobbeltkæde, samlet i form af en helix.

Forskere har fundet en sammenhæng mellem gener og den kemiske struktur af individuelle proteiner, hvis essens er, at den strukturelle rækkefølge af aminosyrer i proteinmolekyler fuldt ud svarer til rækkefølgen af ​​nukleotider i genet. Efter at have etableret denne forbindelse besluttede forskerne at dechifrere den genetiske kode, dvs. etablere love for overensstemmelse mellem de strukturelle rækkefølger af nukleotider i DNA og aminosyrer i proteiner.

Der er kun fire typer nukleotider:

1) A-adenyl;

2) G-guanyl;

3) T-thymidyl;

4) C-cytidyl.

Proteiner indeholder tyve typer af basiske aminosyrer. Med afskrift genetisk kode vanskeligheder opstod, fordi der er meget færre nukleotider end aminosyrer. For at løse dette problem blev det foreslået, at aminosyrer kodes af forskellige kombinationer af tre nukleotider (det såkaldte kodon eller triplet).

Derudover var det nødvendigt at forklare præcis, hvordan tripletter er placeret langs genet. Således opstod tre hovedgrupper af teorier:

1) trillinger følger hinanden kontinuerligt, dvs. danne en kontinuerlig kode;

2) trillinger er arrangeret med skiftevis "meningsløse" sektioner, dvs. såkaldte "kommaer" og "afsnit" er dannet i koden;

3) trillinger kan overlappe, dvs. slutningen af ​​den første triplet kan danne begyndelsen på den næste.

I øjeblikket bruges teorien om kodekontinuitet hovedsageligt.

Genetisk kode og dens egenskaber

1) Koden er triplet - den består af vilkårlige kombinationer af tre nukleotider, der danner kodoner.

2) Den genetiske kode er overflødig - dens trillinger. En aminosyre kan kodes af flere kodoner, da der ifølge matematiske beregninger er tre gange flere kodoner end aminosyrer. Nogle kodoner udfører specifikke termineringsfunktioner: nogle kan være "stopsignaler", der programmerer slutningen af ​​produktionen af ​​en aminosyrekæde, mens andre kan indikere initiering af kodelæsning.

3) Den genetiske kode er entydig - hver kodon kan kun svare til én aminosyre.

4) Den genetiske kode er collineær, dvs. nukleotidsekvensen og aminosyresekvensen svarer klart til hinanden.

5) Koden er skrevet kontinuerligt og kompakt, der er ingen "meningsløse" nukleotider i den. Den begynder med en specifik triplet, som erstattes af den næste uden pause og slutter med en stopkodon.

6) Den genetiske kode er universel - generne fra enhver organisme koder for information om proteiner på nøjagtig samme måde. Dette afhænger ikke af kompleksitetsniveauet af organiseringen af ​​organismen eller dens systemiske position.

Moderne videnskab tyder på, at den genetiske kode opstår direkte under genereringen af ​​en ny organisme fra knoglestof. Tilfældige ændringer og evolutionære processer gør enhver kodevariant mulig, dvs. aminosyrer kan omarrangeres i en hvilken som helst rækkefølge. Hvorfor overlevede denne særlige type kode under evolutionen, hvorfor er koden universel og har en lignende struktur? Jo mere videnskaben lærer om fænomenet den genetiske kode, jo flere nye mysterier opstår.

DNAs genetiske funktioner er, at det sikrer lagring, transmission og implementering af arvelig information, som er information om proteiners primære struktur (dvs. deres aminosyresammensætning). Forbindelsen mellem DNA og proteinsyntese blev forudsagt af biokemikerne J. Beadle og E. Tatum tilbage i 1944, da de studerede mekanismen for mutationer i skimmelsvampen Neurospora. Information registreres som en specifik sekvens af nitrogenholdige baser i et DNA-molekyle ved hjælp af en genetisk kode. Dechifrering af den genetiske kode betragtes som en af ​​de store opdagelser inden for naturvidenskab i det tyvende århundrede. og sidestilles i betydning for opdagelsen af ​​kerneenergi i fysikken. Succes på dette område er forbundet med navnet på den amerikanske videnskabsmand M. Nirenberg, i hvis laboratorium det første kodon, YYY, blev dechifreret. Men hele dekrypteringsprocessen tog mere end 10 år, mange berømte videnskabsmænd fra forskellige lande, og ikke kun biologer, men også fysikere, matematikere og kybernetik. Et afgørende bidrag til udviklingen af ​​mekanismen til registrering af genetisk information blev ydet af G. Gamow, som var den første til at foreslå, at et kodon består af tre nukleotider. Gennem videnskabsmænds fælles indsats blev det givet fulde egenskaber genetisk kode.

Bogstaver i den inderste cirkel er baser i 1. position i kodonen, bogstaver i den anden cirkel er
baserne er i 2. position og bogstaverne uden for den anden cirkel er baserne i 3. position.
I den sidste cirkel er de forkortede navne på aminosyrer. NP - ikke-polær,
P - polære aminosyrerester.

De vigtigste egenskaber ved den genetiske kode er: triplicitet, degeneration Og ikke-overlappende. Triplet betyder, at en sekvens på tre baser bestemmer inklusion af en specifik aminosyre i et proteinmolekyle (for eksempel AUG - methionin). Degenerationen af ​​koden er, at den samme aminosyre kan kodes af to eller flere kodoner. Ikke-overlapning betyder, at den samme base ikke kan forekomme i to tilstødende kodoner.

Det er blevet fastslået, at koden er universel, dvs. Princippet om registrering af genetisk information er det samme i alle organismer.

Tripletter, der koder for den samme aminosyre, kaldes synonyme kodoner. De har normalt de samme baser i 1. og 2. positioner og adskiller sig kun i tredje base. For eksempel er inklusion af aminosyren alanin i et proteinmolekyle kodet af synonyme kodoner i RNA-molekylet - GCA, GCC, GCG, GCY. Den genetiske kode indeholder tre ikke-kodende tripletter (nonsens-kodoner - UAG, UGA, UAA), som spiller rollen som stopsignaler i processen med at læse information.

Det er blevet fastslået, at universaliteten af ​​den genetiske kode ikke er absolut. Mens princippet om kodning, der er fælles for alle organismer og kodens funktioner, opretholdes, observeres i en række tilfælde en ændring i den semantiske belastning af individuelle kodeord. Dette fænomen blev kaldt den genetiske kodes tvetydighed, og selve koden blev kaldt næsten universel.

Læs også andre artikler Emne 6 "Molekylær basis for arvelighed":

Fortsæt med at læse andre emner i bogen "Genetik og udvælgelse. Teori. Opgaver. Svar".

Ministeriet for undervisning og videnskab Russiske Føderation Føderale agentur ved uddannelse

Tilstand uddannelsesinstitution højere erhvervsuddannelse"Altai-staten teknisk universitet dem. I.I. Polzunov"

Institut for Naturvidenskab og Systemanalyse

Abstrakt om emnet "genetisk kode"

1. Begrebet genetisk kode

3. Genetisk information

Referencer

1. Begrebet genetisk kode

Genetisk kode - karakteristisk for levende organismer samlet 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 feedback-kanalen: 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 evolutionsprocessen af ​​en levende organisme opstår den og huskes. nye oplysninger, herunder for ham øges værdien af ​​information.

Under implementeringen af ​​arvelig information under visse miljøforhold 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 i begyndelsen bruge den enkleste information om miljø og deres egen struktur, som de bruger til selvopretholdelse, til reproduktion og, hvad der er særligt vigtigt 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 sikrer 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.

Den genetiske kode er en måde at kode for sekvensen af ​​aminosyrer i et proteinmolekyle ved hjælp af sekvensen af ​​nukleotider i et nukleinsyremolekyle. Egenskaberne ved den genetiske kode stammer fra egenskaberne ved denne kodning.

Hver proteinaminosyre matches til tre på hinanden følgende nukleinsyrenukleotider - trilling, eller kodon. Hvert nukleotid kan indeholde en af ​​fire nitrogenholdige baser. I RNA er disse adenin (A), uracil (U), guanin (G), cytosin (C). Ved at kombinere nitrogenholdige baser (i dette tilfælde nukleotiderne, der indeholder dem) på forskellige måder, kan du få mange forskellige tripletter: AAA, GAU, UCC, GCA, AUC osv. Samlet mængde mulige kombinationer - 64, dvs. 43.

Proteinerne fra levende organismer indeholder omkring 20 aminosyrer. Hvis naturen "planlagde" at kode for hver aminosyre ikke med tre, men med to nukleotider, ville variationen af ​​sådanne par ikke være nok, da der kun ville være 16 af dem, dvs. 42.

Således, hovedegenskaben ved den genetiske kode er dens triplicitet. Hver aminosyre er kodet af en tripel af nukleotider.

Da der er betydeligt flere mulige forskellige tripletter end de aminosyrer, der bruges i biologiske molekyler, er følgende egenskab blevet realiseret i den levende natur: redundans genetisk kode. Mange aminosyrer begyndte ikke at blive kodet af et kodon, men af ​​flere. For eksempel er aminosyren glycin kodet af fire forskellige kodoner: GGU, GGC, GGA, GGG. Redundans kaldes også degeneration.

Overensstemmelsen mellem aminosyrer og kodoner er vist i tabeller. For eksempel disse:

I forhold til nukleotider har den genetiske kode følgende egenskab: entydighed(eller specificitet): hver kodon svarer kun til én aminosyre. For eksempel kan GGU-kodonet kun kode for glycin og ingen anden aminosyre.

Igen. Redundans betyder, at flere tripletter kan kode for den samme aminosyre. Specificitet - hver specifik kodon kan kun kode for én aminosyre.

Der er ingen specielle tegnsætningstegn i den genetiske kode (bortset fra stopkodoner, som angiver slutningen af ​​polypeptidsyntesen). Funktionen af ​​tegnsætningstegn udføres af trillingerne selv - slutningen af ​​en betyder, at en anden begynder næste gang. Dette indebærer følgende to egenskaber ved den genetiske kode: kontinuitet Og ikke-overlappende. Kontinuitet refererer til læsning af trillinger umiddelbart efter hinanden. Ikke-overlappende betyder, at hvert nukleotid kun kan være en del af én triplet. Så det første nukleotid i den næste triplet kommer altid efter det tredje nukleotid i den forrige triplet. Et kodon kan ikke begynde med det andet eller tredje nukleotid i det foregående kodon. Med andre ord overlapper koden ikke.

Den genetiske kode har egenskaben alsidighed. Det er det samme for alle organismer på Jorden, hvilket indikerer enheden af ​​livets oprindelse. Der er meget sjældne undtagelser herfra. For eksempel koder nogle tripletter i mitokondrier og kloroplaster for andre aminosyrer end deres sædvanlige. Dette kan tyde på, at der ved livets begyndelse var lidt forskellige variationer af den genetiske kode.

Endelig har den genetiske kode støjimmunitet, som er en følge af dens ejendom som redundans. Punktmutationer, som nogle gange forekommer i DNA, resulterer normalt i udskiftning af en nitrogenholdig base med en anden. Dette ændrer tripletten. Det var for eksempel AAA, men efter mutationen blev det til AAG. Sådanne ændringer fører imidlertid ikke altid til en ændring i aminosyren i det syntetiserede polypeptid, da begge tripletter på grund af den genetiske kodes redundansegenskaber kan svare til én aminosyre. I betragtning af at mutationer ofte er skadelige, er egenskaben ved støjimmunitet nyttig.

Den genetiske, eller biologiske, kode er en af ​​de universelle egenskaber ved den levende natur, der beviser dens oprindelses enhed. Genetisk kode er en fremgangsmåde til kodning af sekvensen af ​​aminosyrer i et polypeptid ved anvendelse af en sekvens af nukleinsyrenukleotider (budbringer-RNA eller en komplementær DNA-sektion, hvorpå mRNA syntetiseres).

Der er andre definitioner.

Genetisk kode- dette er overensstemmelsen mellem hver aminosyre (en del af levende proteiner) til en specifik sekvens af tre nukleotider. Genetisk kode er forholdet mellem nukleinsyrebaser og proteinaminosyrer.

I videnskabelig litteratur Den genetiske kode betyder ikke sekvensen af ​​nukleotider i en organismes DNA, der bestemmer dens individualitet.

Det er forkert at antage, at en organisme eller art har én kode, og en anden har en anden. Den genetiske kode er, hvordan aminosyrer kodes af nukleotider (dvs. princip, mekanisme); den er universel for alle levende ting, den samme for alle organismer.

Derfor er det forkert at sige for eksempel "Den genetiske kode for en person" eller "Den genetiske kode for en organisme", som ofte bruges i pseudo-videnskabelig litteratur og film.

I disse tilfælde mener vi normalt genomet af en person, en organisme osv.

Mangfoldigheden af ​​levende organismer og egenskaberne ved deres livsaktivitet skyldes primært mangfoldigheden af ​​proteiner.

Den specifikke struktur af et protein bestemmes af rækkefølgen og mængden af ​​de forskellige aminosyrer, der udgør dets sammensætning. Aminosyresekvensen af ​​peptidet er kodet i DNA ved hjælp af en biologisk kode. Fra synspunktet om mangfoldigheden af ​​sættet af monomerer er DNA et mere primitivt molekyle end et peptid. DNA er forskellige muligheder alternerende kun fire nukleotider. Denne i lang tid forhindret forskere i at betragte DNA som et arvemateriale.

Hvordan kodes aminosyrer af nukleotider?

1) Nukleinsyrer(DNA og RNA) er polymerer opbygget af nukleotider.

Hvert nukleotid kan indeholde en af ​​fire nitrogenholdige baser: adenin (A, en: A), guanin (G, G), cytosin (C, en: C), thymin (T, en: T). I tilfælde af RNA erstattes thymin med uracil (U, U).

Når man overvejer den genetiske kode, tages kun nitrogenholdige baser i betragtning.

Så kan DNA-kæden repræsenteres som deres lineære sekvens. For eksempel:

Gratis denne kode mRNA-sektionen vil være sådan:

2) Proteiner (polypeptider) er polymerer bestående af aminosyrer.

I levende organismer bruges 20 aminosyrer til at bygge polypeptider (nogle flere er meget sjældne). For at udpege dem kan du også bruge et bogstav (selvom de oftere bruger tre - en forkortelse for navnet på aminosyren).

Aminosyrerne i et polypeptid er også forbundet lineært af en peptidbinding. Antag for eksempel, at der er en sektion af et protein med følgende sekvens af aminosyrer (hver aminosyre er angivet med ét bogstav):

3) Hvis opgaven er at kode hver aminosyre ved hjælp af nukleotider, så handler det om, hvordan man indkoder 20 bogstaver med 4 bogstaver.

Dette kan gøres ved at matche bogstaver i et 20-bogstavs alfabet med ord, der består af flere bogstaver i et 4-bogstavs alfabet.

Hvis én aminosyre kodes af ét nukleotid, kan kun fire aminosyrer kodes.

Hvis hver aminosyre er forbundet med to på hinanden følgende nukleotider i RNA-kæden, kan der kodes for seksten aminosyrer.

Faktisk, hvis der er fire bogstaver (A, U, G, C), så vil antallet af deres forskellige parkombinationer være 16: (AU, UA), (AG, GA), (AC, CA), (UG, GU), (UC, CU), (GC, CG), (AA, UU, GG, CC).

[Brackets bruges for at lette perceptionen.] Dette betyder, at kun 16 forskellige aminosyrer kan kodes med en sådan kode (et ord på to bogstaver): hver vil have sit eget ord (to på hinanden følgende nukleotider).

Ud fra matematik ser formlen til at bestemme antallet af kombinationer således ud: ab = n.

Her er n antallet af forskellige kombinationer, a er antallet af bogstaver i alfabetet (eller bunden af ​​talsystemet), b er antallet af bogstaver i ordet (eller cifre i tallet). Hvis vi erstatter det 4-bogstavs alfabet og ord bestående af to bogstaver i denne formel, får vi 42 = 16.

Hvis tre på hinanden følgende nukleotider bruges som kodeord for hver aminosyre, så kan 43 = 64 forskellige aminosyrer kodes, da 64 forskellige kombinationer kan være sammensat af fire bogstaver taget i grupper af tre (for eksempel AUG, GAA, CAU, GGU osv.)

d.). Dette er allerede mere end nok til at kode for 20 aminosyrer.

Nøjagtig trebogstavskode brugt i genetisk kode. Tre på hinanden følgende nukleotider, der koder for en aminosyre, kaldes trilling(eller kodon).

Hver aminosyre er forbundet med en specifik triplet af nukleotider.

Da kombinationerne af tripletter desuden overlapper antallet af aminosyrer i overskud, kodes mange aminosyrer af flere tripletter.

Tre tripletter koder ikke for nogen af ​​aminosyrerne (UAA, UAG, UGA).

De markerer slutningen af ​​udsendelsen og bliver kaldt stop kodoner(eller nonsens-kodoner).

AUG-tripletten koder ikke kun for aminosyren methionin, men initierer også translation (spiller rollen som et startkodon).

Nedenfor er tabeller over aminosyrekorrespondance til nukleoitidtripletter.

Ved hjælp af den første tabel er det praktisk at bestemme den tilsvarende aminosyre fra en given triplet. For den anden - for en given aminosyre, de tripletter, der svarer til den.

Lad os overveje et eksempel på implementeringen af ​​en genetisk kode. Lad der være et mRNA med følgende indhold:

Lad os opdele nukleotidsekvensen i tripletter:

Lad os forbinde hver triplet med aminosyren i polypeptidet, den koder for:

Methionin - Asparaginsyre - Serin - Threonin - Tryptofan - Leucin - Leucin - Lysin - Asparagin - Glutamin

Den sidste triplet er en stopkodon.

Egenskaber af den genetiske kode

Egenskaberne ved den genetiske kode er i høj grad en konsekvens af den måde, aminosyrer kodes på.

Den første og åbenlyse egenskab er triplicitet.

Det henviser til det faktum, at kodeenheden er en sekvens af tre nukleotider.

En vigtig egenskab ved den genetiske kode er dens ikke-overlappende. Et nukleotid inkluderet i en triplet kan ikke inkluderes i en anden.

Det vil sige, at sekvensen AGUGAA kun kan læses som AGU-GAA, men ikke for eksempel sådan her: AGU-GUG-GAA. Det vil sige, at hvis et GU-par er inkluderet i én triplet, kan det ikke allerede være det integreret del en anden.

Under entydighed Den genetiske kode forstår, at hver triplet kun svarer til én aminosyre.

For eksempel koder AGU-tripletten for aminosyren serin og intet andet.

Genetisk kode

Denne triplet svarer entydigt til kun én aminosyre.

På den anden side kan flere tripletter svare til én aminosyre. For eksempel svarer det samme serin, udover AGU, til AGC-kodonet. Denne ejendom ringede degeneration genetisk kode.

Degeneration tillader mange mutationer at forblive harmløse, da udskiftning af et nukleotid i DNA ofte ikke fører til en ændring i værdien af ​​tripletten. Hvis man ser nøje på tabellen over aminosyrekorrespondance til tripletter, kan man se, at hvis en aminosyre er kodet af flere tripletter, adskiller de sig ofte i det sidste nukleotid, dvs. det kan være hvad som helst.

Nogle andre egenskaber ved den genetiske kode er også noteret (kontinuitet, støjimmunitet, universalitet osv.).

Resiliens som tilpasning af planter til levevilkår. Grundlæggende reaktioner af planter på virkningen af ​​ugunstige faktorer.

Planteresistens er evnen til at modstå virkningerne af ekstreme miljøfaktorer (jord- og lufttørke).

Det unikke ved den genetiske kode manifesteres i det faktum, at

Denne egenskab blev udviklet under evolutionsprocessen og var genetisk fikseret. I områder med ugunstige forhold der blev dannet stabile dekorative former og lokale sorter af kulturplanter – tørkebestandige. Et bestemt niveau af modstand, der er iboende i planter, afsløres kun under påvirkning af ekstreme miljøfaktorer.

Som et resultat af begyndelsen af ​​en sådan faktor begynder irritationsfasen - en skarp afvigelse fra normen for en række fysiologiske parametre og deres hurtige tilbagevenden til det normale. Så er der en ændring i stofskiftet og beskadigelse af intracellulære strukturer. Samtidig undertrykkes alle syntetiske, alle hydrolytiske aktiveres, og kroppens samlede energiforsyning falder. Hvis effekten af ​​faktoren ikke overstiger tærskelværdien, begynder tilpasningsfasen.

En tilpasset plante reagerer mindre på gentagen eller stigende eksponering for en ekstrem faktor. På organismeniveau er interaktion mellem organer tilføjet til tilpasningsmekanismerne. Svækkelse af bevægelsen af ​​vandstrømme, mineralske og organiske forbindelser forværrer konkurrencen mellem organer, deres vækst stopper.

Biostabilitet i planter defineret. den maksimale værdi af den ekstreme faktor, ved hvilken planter stadig danner levedygtige frø. Agronomisk stabilitet bestemmes af graden af ​​udbyttereduktion. Planter er kendetegnet ved deres modstand mod en bestemt type ekstrem faktor - overvintring, gasbestandig, saltbestandig, tørkebestandig.

Type rundorme I modsætning til flade, har de et primært kropshulrum - en schizocoel, dannet på grund af ødelæggelsen af ​​parenkymet, der udfylder hullerne mellem kropsvæggen og indre organer– dens funktion er transport.

Det opretholder homeostase. Kropsformen er rund i diameter. Integumentet er kutikuleret. Musklerne er repræsenteret af et lag af langsgående muskler. Tarmen er igennem og består af 3 sektioner: anterior, midterste og posterior. Mundåbningen er placeret på den ventrale overflade af den forreste ende af kroppen. Svælget har en karakteristisk trekantet lumen. Udskillelsessystem repræsenteret af protonefridi eller speciel hud - hypodermale kirtler. De fleste arter er toeboer og formerer sig kun seksuelt.

Udviklingen er direkte, sjældnere med metamorfose. De har en konstant cellulær sammensætning af kroppen og mangler evnen til at regenerere. Den forreste tarm består af mundhulen, svælget og spiserøret.

De har ikke et midter- eller bagstykke. Udskillelsessystemet består af 1-2 gigantiske celler i hypodermis. Langsgående udskillelseskanaler ligger i de laterale kamme af hypodermis.

Egenskaber af den genetiske kode. Bevis for triplet kode. Afkodning af kodoner. Stop kodoner. Begrebet genetisk undertrykkelse.

Ideen om, at et gen koder for information i den primære struktur af et protein, blev konkretiseret af F.

Crick i sin sekvenshypotese, ifølge hvilken sekvensen af ​​genelementer bestemmer sekvensen af ​​aminosyrerester i polypeptidkæden. Gyldigheden af ​​sekvenshypotesen er bevist af kolineariteten af ​​strukturerne af genet og det polypeptid, det koder for. Den væsentligste udvikling i 1953 var hensynet til, at. At koden højst sandsynligt er triplet.

; DNA-basepar: A-T, T-A, G-C, C-G - kan kun kode for 4 aminosyrer, hvis hvert par svarer til én aminosyre. Som du ved, indeholder proteiner 20 basiske aminosyrer. Hvis vi antager, at hver aminosyre har 2 basepar, så kan 16 aminosyrer (4*4) kodes - det er igen ikke nok.

Hvis koden er triplet, så kan 4 basepar udgøre 64 codons (4*4*4), hvilket er mere end nok til at kode for 20 aminosyrer. Crick og hans kolleger antog, at koden var triplet, der var ingen "kommaer" mellem kodonerne, dvs. Koden i et gen læses fra et fast punkt i én retning. I sommeren 1961 rapporterede Kirenberg og Mattei om afkodningen af ​​det første kodon og foreslog en metode til at etablere sammensætningen af ​​kodoner i et cellefrit proteinsyntesesystem.

Kodonet for phenylalanin blev således transskriberet som UUU i mRNA. Yderligere, som et resultat af anvendelsen af ​​metoder udviklet af Korana, Nirenberg og Leder i 1965.

en kodeordbog blev udarbejdet i hans moderne form. Således var forekomsten af ​​mutationer i T4-fager forårsaget af tab eller tilføjelse af baser bevis på kodens tripletkarakter (1 egenskab). Disse sletninger og tilføjelser, der førte til rammeskift ved "læsning" af koden, blev kun elimineret ved at gendanne kodens korrekthed, hvilket forhindrede fremkomsten af ​​mutanter. Disse eksperimenter viste også, at tripletter ikke overlapper hinanden, det vil sige, at hver base kun kan tilhøre én triplet (egenskab 2).

De fleste aminosyrer har flere kodoner. Kode, hvori antallet af aminosyrer mindre antal Kodoner kaldes degenererede (egenskab 3), dvs.

e. en given aminosyre kan kodes af mere end én triplet. Derudover koder tre kodoner slet ikke for nogen aminosyre ("nonsens-kodoner") og fungerer som et "stopsignal." Et stopkodon er slutpunktet for en funktionel DNA-enhed, cistronen. Stopkodoner er de samme i alle arter og er repræsenteret som UAA, UAG, UGA. Et bemærkelsesværdigt træk ved koden er, at den er universel (egenskab 4).

I alle levende organismer koder de samme tripletter for de samme aminosyrer.

Eksistensen af ​​tre typer mutante kodonterminatorer og deres undertrykkelse er blevet påvist i E. coli og gær. Påvisning af suppressorgener, der "fortolker" nonsens-alleler forskellige gener, angiver, at oversættelsen af ​​den genetiske kode kan ændre sig.

Mutationer, der påvirker anticodonet af tRNA'er, ændrer deres kodonspecificitet og skaber muligheden for undertrykkelse af mutationer på translationsniveau. Undertrykkelse på translationsniveau kan forekomme på grund af mutationer i generne, der koder for visse ribosomale proteiner. Som et resultat af disse mutationer "begår ribosomet fejl", for eksempel ved at læse nonsens-kodoner og "fortolke" dem ved hjælp af nogle ikke-mutante tRNA'er. Sammen med genotypisk undertrykkelse, der virker på translationsniveau, er fænotypisk undertrykkelse af nonsens-alleler også mulig: når temperaturen falder, når celler udsættes for aminoglykosid-antibiotika, der binder til ribosomer, for eksempel streptomycin.

22. Reproduktion højere planter: vegetativ og aseksuel. Sporulation, sporestruktur, lige og heterosporøs Reproduktion som en egenskab ved levende stof, dvs. et individs evne til at give anledning til sin egen art, eksisterede i de tidlige stadier af evolutionen.

Former for formering kan opdeles i 2 typer: aseksuel og seksuel. Selve aseksuel reproduktion udføres uden deltagelse af kønsceller ved hjælp af specialiserede celler - sporer. De er dannet i organerne af aseksuel reproduktion - sporangier som følge af mitotisk opdeling.

Under sin spiring formerer sporen et nyt individ, der ligner moderen, med undtagelse af sporer fra frøplanter, hvor sporen har mistet funktionen af ​​reproduktion og spredning. Sporer kan også dannes ved reduktionsdeling, hvor encellede sporer løber ud.

Reproduktion af planter ved hjælp af vegetativ (en del af et skud, blad, rod) eller deling af encellede alger i to kaldes vegetativ (løg, stiklinger).

Seksuel reproduktion udføres af specielle kønsceller - kønsceller.

Gameter dannes som et resultat af meiose, der er kvinder og mænd. Som et resultat af deres fusion fremkommer en zygote, hvorfra en ny organisme efterfølgende udvikler sig.

Planter adskiller sig i typerne af kønsceller. I nogle encellede organismer fungerer den som en kønscelle på bestemte tidspunkter. Organismer af forskellige køn (gameter) smelter sammen - denne seksuelle proces kaldes hologami. Hvis mandlige og kvindelige kønsceller er morfologisk ens og mobile, er disse isogameter.

Og den seksuelle proces - isogamisk. Hvis kvindelige kønsceller er noget større og mindre mobile end mandlige, så er disse heterogameter, og processen er heterogami. Oogamy - kvindelige kønsceller er meget store og ubevægelige, mandlige kønsceller er små og mobile.

12345678910Næste ⇒

Genetisk kode - overensstemmelse mellem DNA-tripletter og proteinaminosyrer

Behovet for at kode strukturen af ​​proteiner i den lineære sekvens af nukleotider af mRNA og DNA er dikteret af det faktum, at under translation:

• der er ingen overensstemmelse mellem antallet af monomerer i mRNA-matrixen og produktet - det syntetiserede protein;
• der er ingen strukturel lighed mellem RNA og proteinmonomerer.

Dette eliminerer den komplementære interaktion mellem matrixen og produktet - det princip, hvorved konstruktionen af ​​nye DNA- og RNA-molekyler udføres under replikation og transkription.

Heraf bliver det klart, at der skal være en "ordbog", der gør det muligt at finde ud af, hvilken sekvens af mRNA-nukleotider, der sikrer inklusion af aminosyrer i et protein i en given sekvens. Denne "ordbog" kaldes den genetiske, biologiske, nukleotid- eller aminosyrekode. Det giver dig mulighed for at kryptere de aminosyrer, der udgør proteiner, ved hjælp af en specifik sekvens af nukleotider i DNA og mRNA. Det er kendetegnet ved visse egenskaber.

Trefoldighed. Et af hovedspørgsmålene ved bestemmelse af kodens egenskaber var spørgsmålet om antallet af nukleotider, som skulle bestemme inklusion af én aminosyre i proteinet.

Det blev fundet, at de kodende elementer i krypteringen af ​​en aminosyresekvens faktisk er tripletter af nukleotider, eller trillinger, som blev navngivet "kodoner".

Betydningen af ​​kodoner.

Det var muligt at fastslå, at ud af 64 kodoner koder inklusion af aminosyrer i den syntetiserede polypeptidkæde for 61 tripletter, og de resterende 3 - UAA, UAG, UGA - ikke koder for inklusion af aminosyrer i proteinet og var oprindeligt kaldet meningsløse eller non-sense kodoner. Det blev dog senere vist, at disse tripletter signalerer færdiggørelsen af ​​translationen, og derfor kom de til at blive kaldt terminerings- eller stopkodoner.

Codonerne af mRNA og tripletter af nukleotider i den kodende DNA-streng med retningen fra 5'- til 3'-enden har samme sekvens af nitrogenholdige baser, bortset fra at der i DNA i stedet for uracil (U), der er karakteristisk for mRNA, er er thymin (T).

Specificitet.

Hvert kodon svarer kun til én specifik aminosyre. I denne forstand er den genetiske kode strengt entydig.

Tabel 4-3.

Entydighed er en af ​​egenskaberne ved den genetiske kode, manifesteret i det faktum, at...

Hovedkomponenter i proteinsyntesesystemet

Nødvendige komponenter	Funktioner
1. Aminosyrer	Substrater til proteinsyntese
2. tRNA	tRNA'er fungerer som adaptere. Deres acceptorende interagerer med aminosyrer, og deres anticodon interagerer med kodonen af ​​mRNA.
3. Aminoacyl-tRNA syntetase	Hver aa-tRNA-syntetase katalyserer den specifikke binding af en af ​​20 aminosyrer til det tilsvarende tRNA
4.mRNA	Matrixen indeholder en lineær sekvens af kodoner, der bestemmer den primære struktur af proteiner
5. Ribosomer	Ribonukleoprotein subcellulære strukturer, der er stedet for proteinsyntese
6.	Energikilder
7. Proteinfaktorer for initiering, forlængelse, terminering	Specifikke ekstraribosomale proteiner, der kræves til translationsprocessen (12 initieringsfaktorer: elF; 2 forlængelsesfaktorer: eEFl, eEF2 og termineringsfaktorer: eRF)
8. Magnesium ioner	Cofaktor, der stabiliserer ribosomstrukturen

Bemærkninger: elF( eukaryote initieringsfaktorer) — initieringsfaktorer; eEF ( eukaryote forlængelsesfaktorer) — forlængelsesfaktorer; eRF ( eukaryote frigørende faktorer) er termineringsfaktorer.

Degeneration. Der er 61 tripletter i mRNA og DNA, som hver koder for inklusion af en af ​​20 aminosyrer i proteinet.

Det følger heraf, at i informationsmolekyler bestemmes inklusion af den samme aminosyre i et protein af flere kodoner. Denne egenskab ved den biologiske kode kaldes degeneration.

Hos mennesker er kun 2 aminosyrer kodet med et kodon - Met og Tri, mens Leu, Ser og Apr - med seks kodoner, og Ala, Val, Gly, Pro, Tre - med fire kodoner (tabel

Redundans af kodende sekvenser er den mest værdifulde egenskab ved en kode, da den øger informationsstrømmens modstand mod de negative virkninger af eksterne og indre miljø. Når man bestemmer arten af ​​den aminosyre, der skal inkluderes i et protein, er det tredje nukleotid i et kodon ikke så vigtigt som de to første. Som det kan ses af tabel. 4-4, for mange aminosyrer påvirker udskiftning af et nukleotid i den tredje position af et kodon ikke dets betydning.

Linearitet af informationsregistrering.

Under translation "læses" mRNA-kodoner sekventielt fra et fast udgangspunkt og overlapper ikke. Informationsposten indeholder ikke signaler, der angiver slutningen af ​​et kodon og begyndelsen af ​​det næste. AUG-kodonet er initieringskodonet og læses både i begyndelsen og i andre dele af mRNA'et som Met. De efterfølgende tripletter aflæses sekventielt uden huller indtil stopkodonet, hvor syntesen af ​​polypeptidkæden er afsluttet.

Alsidighed.

Indtil for nylig mente man, at koden var absolut universel, dvs. betydningen af ​​kodeord er den samme for alle undersøgte organismer: vira, bakterier, planter, padder, pattedyr, inklusive mennesker.

En undtagelse blev dog senere kendt, at mitokondrielt mRNA indeholder 4 tripletter, der har en anden betydning end i nuklear oprindelses-mRNA. I mitokondrielt mRNA koder tripletten UGA således for Tri, AUA koder for Met, og ACA og AGG læses som yderligere stopkodoner.

Kolinearitet af gen og produkt.

I prokaryoter er en lineær overensstemmelse mellem sekvensen af ​​genkodoner og sekvensen af ​​aminosyrer i protein produkt, eller som man siger, der er kolinearitet mellem genet og produktet.

Tabel 4-4.

Genetisk kode

Første base	Anden base
	U	MED	EN	G
U	UUU Hårtørrer	UCU Cep	UAU Skydebane	UGU Cis
UUC hårtørrer	UCC Ser	iASTir	UGC Cis
UUA Lei	UCA Cep	UAA*	UGA*
UUG Lei	UCG Ser	UAG*	UGG april
MED	CUU Lei	CCU Pro	CAU Gis	CGU april
CUC Lei	SSS Pro	SAS Gis	CGC april
CUA Lei	SSA Pro	SAA Gln	CGA april
CUG Lei	CCG Pro	CAG Gln	CGG april
EN	AUU Ile	ACU Tpe	AAU Asn	AGU Ser
AUC Ile	ACC Tre	AAS Asn	AGG Grå
AUA Meth	ASA Tre	AAA Liz	AGA april
AUG Mødte	ACG Tre	AAG Liz	AGG april
G	GUU forbud	GCU Ala	GAU Asp	GGU Gli
GUC Val	GCC Ala	GAC Asp	GGC Gli
GUA Val	GSA Ala	GAA Glu	GGA Gli
GUG Val	GСG Ala	GAG Glu	GGG Glee

Bemærkninger: U - uracil; C - cytosin; A - adenin; G - guanin; *—terminationskodon.

I eukaryoter afbrydes basesekvenser i et gen, der er kolineære med aminosyresekvensen i proteinet, af nitroner.

Derfor er aminosyresekvensen af ​​et protein i eukaryote celler kolineær med sekvensen af ​​exoner i et gen eller modent mRNA efter post-transkriptionel fjernelse af introner.

0

Genetisk kode er en metode, der er karakteristisk for alle levende organismer, til at koder for aminosyresekvensen af ​​proteiner ved hjælp af sekvensen af ​​nukleotider i et DNA-molekyle.

Implementeringen af ​​genetisk information i levende celler (det vil sige syntesen af ​​et protein kodet i DNA) udføres ved hjælp af to matrixprocesser: transkription (det vil sige syntesen af ​​mRNA på en DNA-matrix) og translation (syntesen af ​​en polypeptidkæde på en mRNA-matrix).

DNA bruger fire nukleotider - adenin (A), guanin (G), cytosin (C), thymin (T). Disse "bogstaver" udgør alfabetet i den genetiske kode. RNA bruger de samme nukleotider, bortset fra thymin, som er erstattet af uracil (U). I DNA- og RNA-molekyler er nukleotider arrangeret i kæder, og dermed opnås sekvenser af "bogstaver".

DNA-nukleotidsekvensen indeholder kode-"ord" for hver aminosyre i det fremtidige proteinmolekyle - den genetiske kode. Det består af en bestemt rækkefølge af arrangement af nukleotider i et DNA-molekyle.

Tre på hinanden følgende nukleotider koder for "navnet" på en aminosyre, det vil sige, at hver af de 20 aminosyrer er krypteret med en signifikant kodeenhed - en kombination af tre nukleotider kaldet en triplet eller kodon.

I øjeblikket er DNA-koden blevet fuldstændig dechifreret, og vi kan tale om visse egenskaber, der er karakteristiske for dette unikke biologiske system, som sikrer oversættelsen af ​​information fra "sproget" af DNA til proteinets "sprog".

Bæreren af ​​genetisk information er DNA, men da mRNA, en kopi af en af ​​DNA-strengene, er direkte involveret i proteinsyntesen, er den genetiske kode oftest skrevet på "RNA-sproget."

Aminosyre	RNA-kodende tripletter
Alanin	GCU GCC GCA GCH
Arginin	TsGU TsGTs TsGA TsGG AGA AGG
Asparagin	AAU AAC
Asparaginsyre	GAU GAC
Valin	GUU GUTS GUA GUG
Histidin	TsAU TsATs
Glycin	GGU GGC GGA ÅÅÅ
Glutamin	CAA CAG
Glutaminsyre	GAA GAG
Isoleucin	AUU AUC AUA
Leucin	TSUU TSUTS TSUA TSUG UUA UUG
Lysin	AAA AAG
Methionin	AUG
Proline	TsTsU TsTs TsTsTsG
Serin	UCU UCC UCA UCG ASU AGC
Tyrosin	UAU UAC
Threonin	ACU ACC ACA ACG
Tryptofan	UGG
Phenylalanin	UUU UUC
Cystein	UGU UGC
STOP	UGA UAG UAA

Egenskaber af den genetiske kode

Tre på hinanden følgende nukleotider (nitrogenbaser) koder for "navnet" på en aminosyre, det vil sige, at hver af de 20 aminosyrer er krypteret med en signifikant kodeenhed - en kombination af tre nukleotider kaldet trilling eller kodon.

Triplet (kodon)- en sekvens af tre nukleotider (nitrogenbaser) i et DNA- eller RNA-molekyle, der bestemmer inklusion af en bestemt aminosyre i proteinmolekylet under dets syntese.

• Unikhed (diskrethed)

En triplet kan ikke kode for to forskellige aminosyrer, den krypterer kun én aminosyre. Et specifikt kodon svarer kun til én aminosyre.

Hver aminosyre kan defineres af mere end én triplet. Undtagelse - methionin Og tryptofan. Med andre ord kan flere kodoner svare til den samme aminosyre.

• Ikke-overlappende

Den samme base kan ikke forekomme i to tilstødende kodoner på samme tid.

Nogle tripletter koder ikke for aminosyrer, men er ejendommelige " vejskilte", som bestemmer begyndelsen og slutningen af ​​individuelle gener, (UAA, UAG, UGA), som hver betyder ophør af syntese og er placeret i slutningen af ​​hvert gen, så vi kan tale om polariteten af ​​den genetiske kode.

Hos dyr og planter, svampe, bakterier og vira koder den samme triplet for den samme type aminosyre, det vil sige, at den genetiske kode er den samme for alt levende. Med andre ord er universalitet den genetiske kodes evne til at fungere på samme måde i organismer med forskellige kompleksitetsniveauer fra vira til mennesker. Dna-kodens universalitet bekræfter oprindelsenheden af ​​alt liv på vores planet. Genteknologiske metoder er baseret på brugen af ​​egenskaben ved den genetiske kodes universalitet.

Fra historien om opdagelsen af ​​den genetiske kode

For første gang ideen om eksistens genetisk kode formuleret af A. Down og G. Gamow i 1952 - 1954. Forskere har vist, at nukleotidsekvensen, der entydigt bestemmer syntesen af ​​en bestemt aminosyre, skal indeholde mindst tre enheder. Det blev senere bevist, at en sådan sekvens består af tre nukleotider kaldet kodon eller trilling.

Spørgsmål om hvilke nukleotider der er ansvarlige for at inkorporere en bestemt aminosyre i protein molekyle og hvilket antal nukleotider, der bestemmer denne inklusion, forblev uafklaret indtil 1961. Teoretisk analyse viste, at koden ikke kan bestå af ét nukleotid, da der i dette tilfælde kun kan kodes for 4 aminosyrer. Koden kan dog ikke være en dublet, det vil sige, at en kombination af to nukleotider fra et "alfabet" på fire bogstaver ikke kan dække alle aminosyrer, da kun 16 sådanne kombinationer er teoretisk mulige (4 2 = 16).

For at kode for 20 aminosyrer samt et "stop"-signal, der indikerer slutningen af ​​proteinsekvensen, er tre på hinanden følgende nukleotider tilstrækkelige, når antallet af mulige kombinationer er 64 (4 3 = 64).