जीन कोड. आनुवंशिक कोड के मूल गुण और उनका महत्व

आनुवंशिक कोड अणुओं का उपयोग करके वंशानुगत जानकारी का एक विशेष एन्क्रिप्शन है, जिसके आधार पर जीन शरीर में प्रोटीन और एंजाइमों के संश्लेषण को उचित रूप से नियंत्रित करते हैं, जिससे चयापचय का निर्धारण होता है। बदले में, व्यक्तिगत प्रोटीन की संरचना और उनके कार्य अमीनो एसिड के स्थान और संरचना द्वारा निर्धारित होते हैं - प्रोटीन अणु की संरचनात्मक इकाइयाँ।

पिछली शताब्दी के मध्य में, ऐसे जीन की पहचान की गई जो अलग-अलग खंड (संक्षिप्त रूप में डीएनए) हैं। न्यूक्लियोटाइड इकाइयाँ एक विशिष्ट दोहरी श्रृंखला बनाती हैं, जो एक हेलिक्स के आकार में इकट्ठी होती हैं।

वैज्ञानिकों ने जीन और व्यक्तिगत प्रोटीन की रासायनिक संरचना के बीच एक संबंध पाया है, जिसका सार यह है कि प्रोटीन अणुओं में अमीनो एसिड का संरचनात्मक क्रम जीन में न्यूक्लियोटाइड के क्रम से पूरी तरह मेल खाता है। इस संबंध को स्थापित करने के बाद, वैज्ञानिकों ने आनुवंशिक कोड को समझने का निर्णय लिया, अर्थात। डीएनए में न्यूक्लियोटाइड और प्रोटीन में अमीनो एसिड के संरचनात्मक आदेशों के बीच पत्राचार के नियम स्थापित करना।

न्यूक्लियोटाइड केवल चार प्रकार के होते हैं:

1) ए - एडेनिल;

2) जी - ग्वानिल;

3) टी - थाइमिडिल;

4) सी - साइटिडिल।

प्रोटीन में बीस प्रकार के मूल अमीनो एसिड होते हैं। प्रतिलेख के साथ आनुवंशिक कोडकठिनाइयाँ उत्पन्न हुईं क्योंकि अमीनो एसिड की तुलना में न्यूक्लियोटाइड बहुत कम थे। इस समस्या को हल करने में, यह प्रस्तावित किया गया कि अमीनो एसिड तीन न्यूक्लियोटाइड्स (तथाकथित कोडन या ट्रिपलेट) के विभिन्न संयोजनों द्वारा एन्कोड किए गए हैं।

इसके अलावा, यह स्पष्ट करना आवश्यक था कि जीन के साथ त्रिक कैसे स्थित होते हैं। इस प्रकार, सिद्धांतों के तीन मुख्य समूह उत्पन्न हुए:

1) त्रिक लगातार एक दूसरे का अनुसरण करते हैं, अर्थात। एक सतत कोड बनाएं;

2) त्रिक को बारी-बारी से "अर्थहीन" खंडों के साथ व्यवस्थित किया जाता है, अर्थात। कोड में तथाकथित "अल्पविराम" और "पैराग्राफ" बनते हैं;

3) त्रिक ओवरलैप हो सकते हैं, यानी। पहले त्रिक का अंत अगले की शुरुआत बना सकता है।

वर्तमान में, कोड निरंतरता का सिद्धांत मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है।

आनुवंशिक कोड और उसके गुण

1) कोड त्रिक है - इसमें तीन न्यूक्लियोटाइड के मनमाने संयोजन होते हैं जो कोडन बनाते हैं।

2) आनुवंशिक कोड निरर्थक है - इसके त्रिक। एक अमीनो एसिड को कई कोडन द्वारा एन्कोड किया जा सकता है, क्योंकि गणितीय गणना के अनुसार, अमीनो एसिड की तुलना में तीन गुना अधिक कोडन होते हैं। कुछ कोडन विशिष्ट समाप्ति कार्य करते हैं: कुछ "स्टॉप सिग्नल" हो सकते हैं जो अमीनो एसिड श्रृंखला के उत्पादन के अंत का कार्यक्रम करते हैं, जबकि अन्य कोड पढ़ने की शुरुआत का संकेत दे सकते हैं।

3) आनुवंशिक कोड असंदिग्ध है - प्रत्येक कोडन केवल एक अमीनो एसिड के अनुरूप हो सकता है।

4) आनुवंशिक कोड संरेख है, अर्थात। न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम और अमीनो एसिड अनुक्रम स्पष्ट रूप से एक दूसरे से मेल खाते हैं।

5) कोड लगातार और सघन रूप से लिखा जाता है; इसमें कोई "अर्थहीन" न्यूक्लियोटाइड नहीं होते हैं। यह एक विशिष्ट त्रिक से शुरू होता है, जिसे बिना किसी रुकावट के अगले द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है और एक स्टॉप कोडन के साथ समाप्त होता है।

6) आनुवंशिक कोड सार्वभौमिक है - किसी भी जीव के जीन बिल्कुल उसी तरह से प्रोटीन के बारे में जानकारी को एन्कोड करते हैं। यह जीव के संगठन की जटिलता के स्तर या उसकी प्रणालीगत स्थिति पर निर्भर नहीं करता है।

आधुनिक विज्ञानसुझाव देता है कि आनुवंशिक कोड सीधे हड्डी के पदार्थ से एक नए जीव की उत्पत्ति के दौरान उत्पन्न होता है। यादृच्छिक परिवर्तन और विकासवादी प्रक्रियाएं किसी भी कोड वेरिएंट को संभव बनाती हैं, यानी। अमीनो एसिड को किसी भी क्रम में पुनर्व्यवस्थित किया जा सकता है। यह विशेष प्रकार का कोड विकास के दौरान क्यों जीवित रहा, यह कोड सार्वभौमिक क्यों है और इसकी संरचना एक समान क्यों है? विज्ञान जितना अधिक आनुवंशिक कोड की घटना के बारे में सीखता है, उतने ही नए रहस्य सामने आते हैं।

डीएनए के आनुवंशिक कार्यक्या यह वंशानुगत जानकारी के भंडारण, संचरण और कार्यान्वयन को सुनिश्चित करता है, जो प्रोटीन की प्राथमिक संरचना (यानी उनकी अमीनो एसिड संरचना) के बारे में जानकारी है। डीएनए और प्रोटीन संश्लेषण के बीच संबंध की भविष्यवाणी बायोकेमिस्ट जे. बीडल और ई. टैटम ने 1944 में न्यूरोस्पोरा मोल्ड में उत्परिवर्तन के तंत्र का अध्ययन करते समय की थी। आनुवंशिक कोड का उपयोग करके डीएनए अणु में नाइट्रोजनस आधारों के एक विशिष्ट अनुक्रम के रूप में जानकारी दर्ज की जाती है। जेनेटिक कोड को समझना बीसवीं सदी के प्राकृतिक विज्ञान की महान खोजों में से एक माना जाता है। और भौतिकी में परमाणु ऊर्जा की खोज के महत्व के बराबर है। इस क्षेत्र में सफलता अमेरिकी वैज्ञानिक एम. निरेनबर्ग के नाम से जुड़ी है, जिनकी प्रयोगशाला में पहला कोडन, YYY, समझा गया था। हालाँकि, पूरी डिक्रिप्शन प्रक्रिया में 10 साल से अधिक का समय लगा, कई प्रसिद्ध वैज्ञानिकों से विभिन्न देश, और न केवल जीवविज्ञानी, बल्कि भौतिक विज्ञानी, गणितज्ञ और साइबरनेटिक्स भी। आनुवंशिक जानकारी दर्ज करने के तंत्र के विकास में एक निर्णायक योगदान जी. गामो द्वारा दिया गया था, जो यह सुझाव देने वाले पहले व्यक्ति थे कि एक कोडन में तीन न्यूक्लियोटाइड होते हैं। वैज्ञानिकों के संयुक्त प्रयासों से यह दिया गया पूर्ण विशेषताएँआनुवंशिक कोड.

आंतरिक वृत्त के अक्षर कोडन में प्रथम स्थान पर आधार हैं, दूसरे वृत्त के अक्षर आधार हैं
आधार दूसरे स्थान पर हैं और दूसरे वृत्त के बाहर के अक्षर तीसरे स्थान पर आधार हैं।
अंतिम वृत्त में अमीनो एसिड के संक्षिप्त नाम हैं। एनपी - गैर-ध्रुवीय,
पी - ध्रुवीय अमीनो एसिड अवशेष।

आनुवंशिक कोड के मुख्य गुण हैं: त्रिगुणता, पतनऔर गैर अतिव्यापी. त्रिगुण का अर्थ है कि तीन आधारों का अनुक्रम एक प्रोटीन अणु में एक विशिष्ट अमीनो एसिड के समावेश को निर्धारित करता है (उदाहरण के लिए, एयूजी - मेथियोनीन)। कोड की विकृति यह है कि एक ही अमीनो एसिड को दो या दो से अधिक कोडन द्वारा एन्कोड किया जा सकता है। नॉन-ओवरलैप का मतलब है कि एक ही आधार दो आसन्न कोडन में दिखाई नहीं दे सकता है।

यह निर्धारित किया गया है कि कोड है सार्वभौमिक, यानी आनुवंशिक जानकारी दर्ज करने का सिद्धांत सभी जीवों में समान है।

एक ही अमीनो एसिड को एन्कोड करने वाले त्रिक को पर्यायवाची कोडन कहा जाता है। आमतौर पर उनके पहले और दूसरे स्थान पर समान आधार होते हैं और केवल तीसरे आधार में अंतर होता है। उदाहरण के लिए, एक प्रोटीन अणु में अमीनो एसिड एलेनिन का समावेश आरएनए अणु में पर्यायवाची कोडन - जीसीए, जीसीसी, जीसीजी, जीसीवाई द्वारा एन्कोड किया गया है। आनुवंशिक कोड में तीन गैर-कोडिंग ट्रिपलेट (नॉनसेंस कोडन - यूएजी, यूजीए, यूएए) होते हैं, जो जानकारी पढ़ने की प्रक्रिया में स्टॉप सिग्नल की भूमिका निभाते हैं।

यह स्थापित किया गया है कि आनुवंशिक कोड की सार्वभौमिकता पूर्ण नहीं है। सभी जीवों के लिए समान कोडिंग के सिद्धांत और कोड की विशेषताओं को बनाए रखते हुए, कई मामलों में व्यक्तिगत कोड शब्दों के शब्दार्थ भार में परिवर्तन देखा जाता है। इस घटना को आनुवंशिक कोड की अस्पष्टता कहा गया, और कोड को ही कहा गया अर्ध-सार्वभौमिक.

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प्राकृतिक विज्ञान और प्रणाली विश्लेषण विभाग

"आनुवंशिक कोड" विषय पर सार

1. आनुवंशिक कोड की अवधारणा

3. आनुवंशिक जानकारी

संदर्भ

1. आनुवंशिक कोड की अवधारणा

आनुवंशिक कोड - जीवित जीवों की विशेषता एकीकृत प्रणालीन्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम के रूप में न्यूक्लिक एसिड अणुओं में वंशानुगत जानकारी दर्ज करना। प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड को एक बड़े अक्षर द्वारा निर्दिष्ट किया जाता है, जो इसकी संरचना में शामिल नाइट्रोजनस आधार का नाम शुरू करता है: - ए (ए) एडेनिन; - जी (जी) ग्वानिन; - सी (सी) साइटोसिन; - टी (टी) थाइमिन (डीएनए में) या यू (यू) यूरैसिल (एमआरएनए में)।

किसी कोशिका में आनुवंशिक कोड का कार्यान्वयन दो चरणों में होता है: प्रतिलेखन और अनुवाद।

उनमें से पहला कोर में होता है; इसमें डीएनए के संबंधित अनुभागों में एमआरएनए अणुओं का संश्लेषण होता है। इस मामले में, डीएनए न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को आरएनए न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम में "पुनः लिखा" जाता है। दूसरा चरण राइबोसोम पर साइटोप्लाज्म में होता है; इस मामले में, एमआरएनए के न्यूक्लियोटाइड्स के अनुक्रम को प्रोटीन में अमीनो एसिड के अनुक्रम में अनुवादित किया जाता है: यह चरण स्थानांतरण आरएनए (टीआरएनए) और संबंधित एंजाइमों की भागीदारी के साथ होता है।

2. आनुवंशिक कोड के गुण

1. त्रिगुण

प्रत्येक अमीनो एसिड 3 न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम द्वारा एन्कोड किया गया है।

ट्रिपलेट या कोडन एक अमीनो एसिड को एन्कोड करने वाले तीन न्यूक्लियोटाइड का अनुक्रम है।

कोड मोनोप्लेट नहीं हो सकता, क्योंकि 4 (डीएनए में विभिन्न न्यूक्लियोटाइड की संख्या) 20 से कम है। कोड डबल नहीं हो सकता, क्योंकि 16 (2 से 4 न्यूक्लियोटाइड के संयोजन और क्रमपरिवर्तन की संख्या) 20 से कम है। कोड त्रिक हो सकता है, क्योंकि 64 (4 से 3 तक संयोजन और क्रमपरिवर्तन की संख्या) 20 से अधिक है।

2. पतनशीलता.

मेथिओनिन और ट्रिप्टोफैन को छोड़कर सभी अमीनो एसिड, एक से अधिक त्रिक द्वारा एन्कोड किए गए हैं: 1 त्रिक के 2 अमीनो एसिड = 2 त्रिक के 2 9 अमीनो एसिड = 18 1 अमीनो एसिड 3 त्रिक = 4 त्रिक के 3 5 अमीनो एसिड = 6 त्रिक के 20 3 अमीनो एसिड = 18 कुल 61 त्रिक 20 अमीनो एसिड को कूटबद्ध करते हैं।

3. इंटरजेनिक विराम चिह्नों की उपस्थिति।

जीन डीएनए का एक भाग है जो एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला या टीआरएनए, आरआरएनए या एसआरएनए के एक अणु को एनकोड करता है।

टीआरएनए, आरआरएनए और एसआरएनए जीन प्रोटीन के लिए कोड नहीं करते हैं।

पॉलीपेप्टाइड को एन्कोड करने वाले प्रत्येक जीन के अंत में कम से कम 3 स्टॉप कोडन या स्टॉप सिग्नल में से एक होता है: यूएए, यूएजी, यूजीए। वे प्रसारण समाप्त कर देते हैं।

परंपरागत रूप से, AUG कोडन, लीडर अनुक्रम के बाद पहला, विराम चिह्नों से भी संबंधित है। यह बड़े अक्षर के रूप में कार्य करता है। इस स्थिति में यह फॉर्माइलमेथिओनिन (प्रोकैरियोट्स में) को एन्कोड करता है।

4. असंदिग्धता.

प्रत्येक त्रिक केवल एक अमीनो एसिड को एन्कोड करता है या एक अनुवाद टर्मिनेटर है।

अपवाद AUG कोडन है। प्रोकैरियोट्स में, पहली स्थिति (बड़े अक्षर) में यह फॉर्माइलमेथिओनिन को एनकोड करता है, और किसी अन्य स्थिति में यह मेथिओनिन को एनकोड करता है।

5. सघनता, या इंट्रेजेनिक विराम चिह्नों का अभाव।

एक जीन के भीतर, प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड एक महत्वपूर्ण कोडन का हिस्सा होता है।

1961 में सेमुर बेंज़र और फ्रांसिस क्रिक ने प्रयोगात्मक रूप से कोड की त्रिगुणात्मक प्रकृति और इसकी सघनता को सिद्ध किया।

प्रयोग का सार: "+" उत्परिवर्तन - एक न्यूक्लियोटाइड का सम्मिलन। "-" उत्परिवर्तन - एक न्यूक्लियोटाइड का नुकसान। किसी जीन की शुरुआत में एक "+" या "-" उत्परिवर्तन पूरे जीन को खराब कर देता है। दोहरा "+" या "-" उत्परिवर्तन भी पूरे जीन को ख़राब कर देता है। किसी जीन की शुरुआत में ट्रिपल "+" या "-" उत्परिवर्तन इसका केवल एक हिस्सा खराब करता है। एक चौगुना "+" या "-" उत्परिवर्तन फिर से पूरे जीन को खराब कर देता है।

प्रयोग साबित करता है कि कोड त्रिक है और जीन के अंदर कोई विराम चिह्न नहीं हैं। प्रयोग दो आसन्न फ़ेज़ जीनों पर किया गया और इसके अलावा, जीनों के बीच विराम चिह्नों की उपस्थिति भी दिखाई गई।

3. आनुवंशिक जानकारी

आनुवंशिक जानकारी किसी जीव के गुणों का एक कार्यक्रम है, जो पूर्वजों से प्राप्त होती है और आनुवंशिक कोड के रूप में वंशानुगत संरचनाओं में अंतर्निहित होती है।

यह माना जाता है कि आनुवंशिक जानकारी का निर्माण निम्नलिखित योजना के अनुसार हुआ: भू-रासायनिक प्रक्रियाएं - खनिज निर्माण - विकासवादी कटैलिसीस (ऑटोकैटलिसिस)।

यह संभव है कि पहले आदिम जीन माइक्रोक्रिस्टलाइन मिट्टी के क्रिस्टल थे, और मिट्टी की प्रत्येक नई परत पिछले एक की संरचनात्मक विशेषताओं के अनुसार बनाई गई है, जैसे कि इससे संरचना के बारे में जानकारी प्राप्त हो रही हो।

आनुवंशिक जानकारी का कार्यान्वयन तीन आरएनए का उपयोग करके प्रोटीन अणुओं के संश्लेषण की प्रक्रिया में होता है: मैसेंजर आरएनए (एमआरएनए), ट्रांसपोर्ट आरएनए (टीआरएनए) और राइबोसोमल आरएनए (आरआरएनए)। सूचना हस्तांतरण की प्रक्रिया होती है: - एक प्रत्यक्ष संचार चैनल के माध्यम से: डीएनए - आरएनए - प्रोटीन; और - फीडबैक चैनल के माध्यम से: पर्यावरण - प्रोटीन - डीएनए।

जीवित जीव सूचना प्राप्त करने, भंडारण करने और संचारित करने में सक्षम हैं। इसके अलावा, जीवित जीवों में अपने और अपने आस-पास की दुनिया के बारे में प्राप्त जानकारी का यथासंभव कुशलतापूर्वक उपयोग करने की अंतर्निहित इच्छा होती है। जीन में अंतर्निहित वंशानुगत जानकारी और एक जीवित जीव के अस्तित्व, विकास और प्रजनन के लिए आवश्यक जानकारी प्रत्येक व्यक्ति से उसके वंशजों तक प्रसारित होती है। यह जानकारी जीव के विकास की दिशा निर्धारित करती है, और पर्यावरण के साथ इसकी बातचीत की प्रक्रिया में, इसके व्यक्ति की प्रतिक्रिया विकृत हो सकती है, जिससे वंशजों के विकास को सुनिश्चित किया जा सकता है। जीवित जीव के विकास की प्रक्रिया में, यह उत्पन्न होता है और याद किया जाता है। नई जानकारी, जिसमें उसके लिए सूचना का मूल्य भी बढ़ जाता है।

कुछ पर्यावरणीय परिस्थितियों में वंशानुगत जानकारी के कार्यान्वयन के दौरान, किसी दिए गए जैविक प्रजाति के जीवों का फेनोटाइप बनता है।

आनुवंशिक जानकारी शरीर की रूपात्मक संरचना, वृद्धि, विकास, चयापचय, मानसिक संरचना, रोगों की प्रवृत्ति और आनुवंशिक दोषों को निर्धारित करती है।

कई वैज्ञानिकों ने, जीवित चीजों के निर्माण और विकास में जानकारी की भूमिका पर सही ढंग से जोर देते हुए, इस परिस्थिति को जीवन के मुख्य मानदंडों में से एक के रूप में नोट किया। तो, वी.आई. कारागोडिन का मानना ​​है: "जीवन सूचना और उसके द्वारा एन्कोड की गई संरचनाओं के अस्तित्व का एक ऐसा रूप है, जो उपयुक्त पर्यावरणीय परिस्थितियों में इस जानकारी के पुनरुत्पादन को सुनिश्चित करता है।" सूचना और जीवन के बीच संबंध को ए.ए. ने भी नोट किया है। लायपुनोव: "जीवन पदार्थ की एक उच्च क्रमबद्ध अवस्था है जो लगातार प्रतिक्रियाओं को विकसित करने के लिए व्यक्तिगत अणुओं की अवस्थाओं द्वारा एन्कोड की गई जानकारी का उपयोग करता है।" हमारे प्रसिद्ध खगोल वैज्ञानिक एन.एस. कार्दशेव जीवन के सूचनात्मक घटक पर भी जोर देते हैं: "जीवन एक विशेष प्रकार के अणुओं को संश्लेषित करने की संभावना के कारण उत्पन्न होता है जो सबसे पहले सबसे सरल जानकारी को याद रखने और उपयोग करने में सक्षम होते हैं।" पर्यावरणऔर उनकी अपनी संरचना, जिसका उपयोग वे आत्म-संरक्षण के लिए, प्रजनन के लिए और, जो हमारे लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, अधिक प्राप्त करने के लिए करते हैं अधिकसूचना। का मानना ​​है कि यदि ऐसा है तो जीवन-सूचना प्रणाली अनादि, अनन्त एवं अमर है।

आनुवंशिक कोड की खोज और आणविक जीव विज्ञान के नियमों की स्थापना ने आधुनिक आनुवंशिकी और विकास के डार्विनियन सिद्धांत को संयोजित करने की आवश्यकता को दर्शाया। इस प्रकार एक नए जैविक प्रतिमान का जन्म हुआ - विकास का सिंथेटिक सिद्धांत (एसटीई), जिसे पहले से ही गैर-शास्त्रीय जीव विज्ञान माना जा सकता है।

जीवित दुनिया के विकास की आधुनिक समझ में डार्विन के विकास के मूल विचारों को इसके त्रय - आनुवंशिकता, परिवर्तनशीलता, प्राकृतिक चयन - के साथ न केवल प्राकृतिक चयन के विचारों से पूरित किया जाता है, बल्कि एक चयन जो आनुवंशिक रूप से निर्धारित होता है। सिंथेटिक या सामान्य विकास के विकास की शुरुआत एस.एस. का कार्य माना जा सकता है। जनसंख्या आनुवंशिकी पर चेतवेरिकोव, जिसमें यह दिखाया गया कि यह व्यक्तिगत विशेषताएं और व्यक्ति नहीं हैं जो चयन के अधीन हैं, बल्कि पूरी आबादी का जीनोटाइप है, लेकिन यह व्यक्तिगत व्यक्तियों की फेनोटाइपिक विशेषताओं के माध्यम से किया जाता है। इससे संपूर्ण जनसंख्या में लाभकारी परिवर्तन फैलते हैं। इस प्रकार, विकास के तंत्र को आनुवंशिक स्तर पर यादृच्छिक उत्परिवर्तन और सबसे मूल्यवान लक्षणों (जानकारी का मूल्य!) की विरासत के माध्यम से महसूस किया जाता है, जो पर्यावरण के लिए उत्परिवर्तनीय लक्षणों के अनुकूलन को निर्धारित करते हैं, जो सबसे व्यवहार्य संतान प्रदान करते हैं।

मौसमी जलवायु परिवर्तन, विभिन्न प्राकृतिक या मानव निर्मित आपदाएँएक ओर, वे आबादी में जीन पुनरावृत्ति की आवृत्ति में बदलाव लाते हैं और परिणामस्वरूप, वंशानुगत परिवर्तनशीलता में कमी आती है। इस प्रक्रिया को कभी-कभी आनुवंशिक बहाव भी कहा जाता है। और दूसरी ओर, विभिन्न उत्परिवर्तनों की सांद्रता में परिवर्तन और जनसंख्या में निहित जीनोटाइप की विविधता में कमी, जिससे चयन की दिशा और तीव्रता में परिवर्तन हो सकता है।

4. मानव आनुवंशिक कोड को डिकोड करना

मई 2006 में, मानव जीनोम को समझने के लिए काम कर रहे वैज्ञानिकों ने गुणसूत्र 1 का एक संपूर्ण आनुवंशिक मानचित्र प्रकाशित किया, जो कि अंतिम मानव गुणसूत्र था जिसे पूरी तरह से अनुक्रमित नहीं किया गया था।

2003 में एक प्रारंभिक मानव आनुवंशिक मानचित्र प्रकाशित किया गया था, जो मानव जीनोम परियोजना के औपचारिक समापन का प्रतीक था। इसके ढांचे के भीतर, 99% मानव जीन वाले जीनोम टुकड़ों को अनुक्रमित किया गया था। जीन पहचान की सटीकता 99.99% थी। हालाँकि, जब तक परियोजना पूरी हुई, तब तक 24 गुणसूत्रों में से केवल चार को पूरी तरह से अनुक्रमित किया गया था। तथ्य यह है कि जीन के अलावा, गुणसूत्रों में ऐसे टुकड़े होते हैं जो किसी भी विशेषता को एन्कोड नहीं करते हैं और प्रोटीन संश्लेषण में शामिल नहीं होते हैं। शरीर के जीवन में इन टुकड़ों की भूमिका अज्ञात बनी हुई है, लेकिन अधिक से अधिक शोधकर्ताओं का मानना ​​​​है कि उनके अध्ययन पर निकटतम ध्यान देने की आवश्यकता है।

आनुवंशिक कोड एक न्यूक्लिक एसिड अणु में न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम का उपयोग करके एक प्रोटीन अणु में अमीनो एसिड के अनुक्रम को एन्कोड करने का एक तरीका है। आनुवंशिक कोड के गुण इस कोडिंग की विशेषताओं से उत्पन्न होते हैं।

प्रत्येक प्रोटीन अमीनो एसिड लगातार तीन न्यूक्लिक एसिड न्यूक्लियोटाइड से मेल खाता है - त्रिक, या कोडोन. प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड में चार नाइट्रोजनस आधारों में से एक हो सकता है। आरएनए में ये एडेनिन (ए), यूरैसिल (यू), गुआनिन (जी), साइटोसिन (सी) हैं। नाइट्रोजनस आधारों (इस मामले में, उनमें मौजूद न्यूक्लियोटाइड) को अलग-अलग तरीकों से मिलाकर, आप कई अलग-अलग त्रिक प्राप्त कर सकते हैं: एएए, जीएयू, यूसीसी, जीसीए, एयूसी, आदि। कुल मात्रासंभावित संयोजन - 64, यानी 43।

जीवित जीवों के प्रोटीन में लगभग 20 अमीनो एसिड होते हैं। यदि प्रकृति ने प्रत्येक अमीनो एसिड को तीन के साथ नहीं, बल्कि दो न्यूक्लियोटाइड के साथ एनकोड करने की "योजना बनाई", तो ऐसे जोड़े की विविधता पर्याप्त नहीं होगी, क्योंकि उनमें से केवल 16 होंगे, यानी। 42.

इस प्रकार, आनुवंशिक कोड का मुख्य गुण इसकी त्रिगुणात्मकता है. प्रत्येक अमीनो एसिड न्यूक्लियोटाइड के त्रिक द्वारा एन्कोड किया गया है।

चूंकि जैविक अणुओं में उपयोग किए जाने वाले अमीनो एसिड की तुलना में काफी अधिक संभावित भिन्न त्रिक हैं, इसलिए जीवित प्रकृति में निम्नलिखित संपत्ति का एहसास हुआ है: फालतूपनआनुवंशिक कोड. कई अमीनो एसिड को एक कोडन द्वारा नहीं, बल्कि कई द्वारा एन्कोड किया जाने लगा। उदाहरण के लिए, अमीनो एसिड ग्लाइसिन चार अलग-अलग कोडन द्वारा एन्कोड किया गया है: जीजीयू, जीजीसी, जीजीए, जीजीजी। अतिरेक भी कहा जाता है पतन.

अमीनो एसिड और कोडन के बीच पत्राचार तालिकाओं में दिखाया गया है। उदाहरण के लिए, ये:

न्यूक्लियोटाइड्स के संबंध में, आनुवंशिक कोड में निम्नलिखित गुण होते हैं: असंदिग्धता(या विशेषता): प्रत्येक कोडन केवल एक अमीनो एसिड से मेल खाता है। उदाहरण के लिए, जीजीयू कोडन केवल ग्लाइसिन के लिए कोड कर सकता है और किसी अन्य अमीनो एसिड के लिए नहीं।

दोबारा। अतिरेक का अर्थ है कि कई त्रिक एक ही अमीनो एसिड के लिए कोड कर सकते हैं। विशिष्टता - प्रत्येक विशिष्ट कोडन केवल एक अमीनो एसिड के लिए कोड कर सकता है।

आनुवंशिक कोड में कोई विशेष विराम चिह्न नहीं हैं (स्टॉप कोडन को छोड़कर, जो पॉलीपेप्टाइड संश्लेषण के अंत का संकेत देते हैं)। विराम चिह्न का कार्य त्रिक द्वारा स्वयं किया जाता है - एक के अंत का अर्थ है कि अगला अगला प्रारंभ होगा। इसका तात्पर्य आनुवंशिक कोड के निम्नलिखित दो गुणों से है: निरंतरताऔर गैर अतिव्यापी. निरंतरता से तात्पर्य त्रिक का एक दूसरे के ठीक बाद पढ़ने से है। नॉन-ओवरलैपिंग का मतलब है कि प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड केवल एक ट्रिपलेट का हिस्सा हो सकता है। तो अगले त्रिक का पहला न्यूक्लियोटाइड हमेशा पिछले त्रिक के तीसरे न्यूक्लियोटाइड के बाद आता है। एक कोडन पिछले कोडन के दूसरे या तीसरे न्यूक्लियोटाइड से शुरू नहीं हो सकता है। दूसरे शब्दों में, कोड ओवरलैप नहीं होता है.

आनुवंशिक कोड में गुण होता है बहुमुखी प्रतिभा. यह पृथ्वी पर सभी जीवों के लिए समान है, जो जीवन की उत्पत्ति की एकता को इंगित करता है। इसके बहुत ही दुर्लभ अपवाद हैं। उदाहरण के लिए, माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट में कुछ त्रिक अपने सामान्य अमीनो एसिड के अलावा अन्य अमीनो एसिड को एनकोड करते हैं। इससे पता चलता है कि जीवन की शुरुआत में आनुवंशिक कोड में थोड़ी भिन्नताएं थीं।

अंत में, आनुवंशिक कोड है शोर प्रतिरक्षा, जो अतिरेक के रूप में इसकी संपत्ति का परिणाम है। बिंदु उत्परिवर्तन, जो कभी-कभी डीएनए में होते हैं, आमतौर पर एक नाइट्रोजनस बेस को दूसरे के साथ बदलने के परिणामस्वरूप होता है। इससे त्रिक बदल जाता है। उदाहरण के लिए, यह AAA था, लेकिन उत्परिवर्तन के बाद यह AAG बन गया। हालाँकि, ऐसे परिवर्तनों से हमेशा संश्लेषित पॉलीपेप्टाइड में अमीनो एसिड में बदलाव नहीं होता है, क्योंकि आनुवंशिक कोड की अतिरेक संपत्ति के कारण दोनों त्रिक, एक अमीनो एसिड के अनुरूप हो सकते हैं। यह ध्यान में रखते हुए कि उत्परिवर्तन अक्सर हानिकारक होते हैं, शोर प्रतिरक्षा की संपत्ति उपयोगी है।

आनुवंशिक, या जैविक, कोड जीवित प्रकृति के सार्वभौमिक गुणों में से एक है, जो इसकी उत्पत्ति की एकता को साबित करता है। आनुवंशिक कोडन्यूक्लिक एसिड न्यूक्लियोटाइड्स (मैसेंजर आरएनए या एक पूरक डीएनए अनुभाग जिस पर एमआरएनए संश्लेषित होता है) के अनुक्रम का उपयोग करके पॉलीपेप्टाइड के अमीनो एसिड के अनुक्रम को एन्कोड करने की एक विधि है।

अन्य परिभाषाएँ भी हैं।

आनुवंशिक कोड- यह तीन न्यूक्लियोटाइड के एक विशिष्ट अनुक्रम के लिए प्रत्येक अमीनो एसिड (जीवित प्रोटीन का हिस्सा) का पत्राचार है। आनुवंशिक कोडन्यूक्लिक एसिड बेस और प्रोटीन अमीनो एसिड के बीच संबंध है।

में वैज्ञानिक साहित्यआनुवंशिक कोड का मतलब किसी जीव के डीएनए में न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम से नहीं है जो उसके व्यक्तित्व को निर्धारित करता है।

यह मान लेना गलत है कि एक जीव या प्रजाति का एक कोड होता है और दूसरे का दूसरा। आनुवंशिक कोड यह है कि अमीनो एसिड को न्यूक्लियोटाइड्स (यानी सिद्धांत, तंत्र) द्वारा कैसे एन्कोड किया जाता है; यह सभी जीवित चीजों के लिए सार्वभौमिक है, सभी जीवों के लिए समान है।

इसलिए, यह कहना गलत है, उदाहरण के लिए, "किसी व्यक्ति का आनुवंशिक कोड" या "किसी जीव का आनुवंशिक कोड", जिसका प्रयोग अक्सर छद्म वैज्ञानिक साहित्य और फिल्मों में किया जाता है।

इन मामलों में, हमारा मतलब आमतौर पर किसी व्यक्ति, जीव आदि के जीनोम से होता है।

जीवित जीवों की विविधता और उनकी जीवन गतिविधि की विशेषताएं मुख्य रूप से प्रोटीन की विविधता के कारण हैं।

प्रोटीन की विशिष्ट संरचना इसकी संरचना बनाने वाले विभिन्न अमीनो एसिड के क्रम और मात्रा से निर्धारित होती है। पेप्टाइड का अमीनो एसिड अनुक्रम एक जैविक कोड का उपयोग करके डीएनए में एन्कोड किया गया है। मोनोमर्स के सेट की विविधता के दृष्टिकोण से, डीएनए पेप्टाइड की तुलना में अधिक आदिम अणु है। डीएनए है विभिन्न विकल्पकेवल चार न्यूक्लियोटाइडों को बारी-बारी से। यह कब काशोधकर्ताओं को डीएनए को आनुवंशिकता की सामग्री मानने से रोका।

अमीनो एसिड को न्यूक्लियोटाइड द्वारा कैसे कोडित किया जाता है?

1) न्यूक्लिक एसिड(डीएनए और आरएनए) न्यूक्लियोटाइड से बने पॉलिमर हैं।

प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड में चार नाइट्रोजनस आधारों में से एक हो सकता है: एडेनिन (ए, एन: ए), गुआनिन (जी, जी), साइटोसिन (सी, एन: सी), थाइमिन (टी, एन: टी)। आरएनए के मामले में, थाइमिन को यूरैसिल (यू, यू) द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।

आनुवंशिक कोड पर विचार करते समय, केवल नाइट्रोजनस आधारों को ध्यान में रखा जाता है।

फिर डीएनए श्रृंखला को उनके रैखिक अनुक्रम के रूप में दर्शाया जा सकता है। उदाहरण के लिए:

मानार्थ यह कोडएमआरएनए अनुभाग इस प्रकार होगा:

2) प्रोटीन (पॉलीपेप्टाइड्स) अमीनो एसिड से बने पॉलिमर हैं।

जीवित जीवों में, पॉलीपेप्टाइड्स के निर्माण के लिए 20 अमीनो एसिड का उपयोग किया जाता है (कुछ और बहुत दुर्लभ हैं)। उन्हें नामित करने के लिए, आप एक अक्षर का भी उपयोग कर सकते हैं (हालांकि अधिक बार वे तीन का उपयोग करते हैं - अमीनो एसिड के नाम का संक्षिप्त नाम)।

पॉलीपेप्टाइड में अमीनो एसिड भी पेप्टाइड बॉन्ड द्वारा रैखिक रूप से जुड़े होते हैं। उदाहरण के लिए, मान लीजिए कि अमीनो एसिड के निम्नलिखित अनुक्रम के साथ एक प्रोटीन का एक खंड है (प्रत्येक अमीनो एसिड एक अक्षर द्वारा निर्दिष्ट है):

3) यदि कार्य न्यूक्लियोटाइड्स का उपयोग करके प्रत्येक अमीनो एसिड को एनकोड करना है, तो यह नीचे आता है कि 4 अक्षरों का उपयोग करके 20 अक्षरों को एनकोड कैसे किया जाए।

यह 20-अक्षर वर्णमाला के अक्षरों को 4-अक्षर वर्णमाला के कई अक्षरों से बने शब्दों के साथ मिलान करके किया जा सकता है।

यदि एक अमीनो एसिड को एक न्यूक्लियोटाइड द्वारा एन्कोड किया जाता है, तो केवल चार अमीनो एसिड को एनकोड किया जा सकता है।

यदि प्रत्येक अमीनो एसिड आरएनए श्रृंखला में दो लगातार न्यूक्लियोटाइड से जुड़ा है, तो सोलह अमीनो एसिड को एन्कोड किया जा सकता है।

दरअसल, यदि चार अक्षर (ए, यू, जी, सी) हैं, तो उनके विभिन्न जोड़ी संयोजनों की संख्या 16 होगी: (एयू, यूए), (एजी, जीए), (एसी, सीए), (यूजी, जीयू), (यूसी, सीयू), (जीसी, सीजी), (एए, यूयू, जीजी, सीसी)।

[कोष्ठक का उपयोग धारणा में आसानी के लिए किया जाता है।] इसका मतलब है कि केवल 16 अलग-अलग अमीनो एसिड को ऐसे कोड (एक दो-अक्षर शब्द) के साथ एन्कोड किया जा सकता है: प्रत्येक का अपना शब्द होगा (दो लगातार न्यूक्लियोटाइड)।

गणित से, संयोजनों की संख्या निर्धारित करने का सूत्र इस तरह दिखता है: ab = n।

यहां n विभिन्न संयोजनों की संख्या है, a वर्णमाला के अक्षरों (या संख्या प्रणाली का आधार) की संख्या है, b शब्द में अक्षरों की संख्या (या संख्या में अंक) है। यदि हम इस सूत्र में 4 अक्षर वाले वर्णमाला और दो अक्षरों वाले शब्दों को प्रतिस्थापित करते हैं, तो हमें 42 = 16 मिलता है।

यदि प्रत्येक अमीनो एसिड के लिए कोड शब्द के रूप में तीन लगातार न्यूक्लियोटाइड का उपयोग किया जाता है, तो 43 = 64 विभिन्न अमीनो एसिड को एन्कोड किया जा सकता है, क्योंकि 64 विभिन्न संयोजनतीन के समूह में लिए गए चार अक्षरों से बना जा सकता है (उदाहरण के लिए, AUG, GAA, CAU, GGU, आदि)

डी।)। यह पहले से ही 20 अमीनो एसिड को एन्कोड करने के लिए पर्याप्त से अधिक है।

बिल्कुल आनुवंशिक कोड में प्रयुक्त तीन अक्षर का कोड. एक अमीनो एसिड के लिए लगातार तीन न्यूक्लियोटाइड कोडिंग को कहा जाता है त्रिक(या कोडोन).

प्रत्येक अमीनो एसिड न्यूक्लियोटाइड के एक विशिष्ट त्रिक से जुड़ा होता है।

इसके अलावा, चूंकि त्रिक का संयोजन अधिक मात्रा में अमीनो एसिड की संख्या को ओवरलैप करता है, इसलिए कई अमीनो एसिड कई त्रिक द्वारा एन्कोड किए जाते हैं।

तीन त्रिक किसी भी अमीनो एसिड (यूएए, यूएजी, यूजीए) के लिए कोड नहीं करते हैं।

वे प्रसारण के अंत का संकेत देते हैं और कहलाते हैं कोडन बंद करो(या बकवास कोडन).

AUG ट्रिपलेट न केवल अमीनो एसिड मेथियोनीन को एनकोड करता है, बल्कि अनुवाद भी शुरू करता है (स्टार्ट कोडन की भूमिका निभाता है)।

न्यूक्लियोटाइड ट्रिपलेट्स के लिए अमीनो एसिड पत्राचार की तालिकाएँ नीचे दी गई हैं।

पहली तालिका का उपयोग करके, किसी दिए गए त्रिक से संबंधित अमीनो एसिड निर्धारित करना सुविधाजनक है। दूसरे के लिए - किसी दिए गए अमीनो एसिड के लिए, इसके अनुरूप त्रिक।

आइए आनुवंशिक कोड के कार्यान्वयन के एक उदाहरण पर विचार करें। मान लीजिए कि निम्नलिखित सामग्री वाला एक mRNA है:

आइए न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को तीन भागों में विभाजित करें:

आइए हम प्रत्येक त्रिक को पॉलीपेप्टाइड के अमीनो एसिड के साथ जोड़ते हैं जिसे वह एन्कोड करता है:

मेथियोनीन - एसपारटिक एसिड - सेरीन - थ्रेओनीन - ट्रिप्टोफैन - ल्यूसीन - ल्यूसीन - लाइसिन - एस्परजीन - ग्लूटामाइन

अंतिम त्रिक एक स्टॉप कोडन है।

आनुवंशिक कोड के गुण

आनुवंशिक कोड के गुण काफी हद तक अमीनो एसिड को एन्कोड करने के तरीके का परिणाम हैं।

पहली और स्पष्ट संपत्ति है त्रिगुणता.

यह इस तथ्य को संदर्भित करता है कि कोड की इकाई तीन न्यूक्लियोटाइड का अनुक्रम है।

आनुवंशिक कोड का एक महत्वपूर्ण गुण है गैर अतिव्यापी. एक त्रिक में शामिल न्यूक्लियोटाइड को दूसरे में शामिल नहीं किया जा सकता है।

अर्थात्, अनुक्रम AGUGAA को केवल AGU-GAA के रूप में पढ़ा जा सकता है, लेकिन उदाहरण के लिए, इस तरह नहीं: AGU-GUG-GAA। अर्थात्, यदि एक GU जोड़ी को एक त्रिक में शामिल किया गया है, तो यह पहले से ही नहीं हो सकता है अभिन्न अंगएक और।

अंतर्गत असंदिग्धताआनुवंशिक कोड समझता है कि प्रत्येक त्रिक केवल एक अमीनो एसिड से मेल खाता है।

उदाहरण के लिए, AGU ट्रिपलेट अमीनो एसिड सेरीन के लिए कोड करता है और कुछ नहीं।

आनुवंशिक कोड

यह त्रिक विशिष्ट रूप से केवल एक अमीनो एसिड से मेल खाता है।

दूसरी ओर, कई त्रिक एक अमीनो एसिड के अनुरूप हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, वही सेरीन, AGU के अलावा, AGC कोडन से मेल खाता है। यह संपत्तिबुलाया पतनआनुवंशिक कोड.

अध:पतन कई उत्परिवर्तनों को हानिरहित रहने की अनुमति देता है, क्योंकि अक्सर डीएनए में एक न्यूक्लियोटाइड को प्रतिस्थापित करने से त्रिक के मूल्य में कोई बदलाव नहीं होता है। यदि आप त्रिक के साथ अमीनो एसिड पत्राचार की तालिका को बारीकी से देखते हैं, तो आप देख सकते हैं कि यदि एक अमीनो एसिड कई त्रिक द्वारा एन्कोड किया गया है, तो वे अक्सर अंतिम न्यूक्लियोटाइड में भिन्न होते हैं, यानी यह कुछ भी हो सकता है।

आनुवंशिक कोड के कुछ अन्य गुण भी नोट किए गए हैं (निरंतरता, शोर प्रतिरक्षा, सार्वभौमिकता, आदि)।

जीवित स्थितियों के लिए पौधों के अनुकूलन के रूप में लचीलापन। प्रतिकूल कारकों की क्रिया के प्रति पौधों की मूल प्रतिक्रियाएँ।

पौधों का प्रतिरोध अत्यधिक पर्यावरणीय कारकों (मिट्टी और वायु सूखा) के प्रभावों को झेलने की क्षमता है।

आनुवंशिक कोड की विशिष्टता इस तथ्य में प्रकट होती है

यह गुण विकास की प्रक्रिया के दौरान विकसित हुआ था और आनुवंशिक रूप से स्थिर था। वाले क्षेत्रों में प्रतिकूल परिस्थितियाँस्थिर सजावटी रूपों और खेती वाले पौधों की स्थानीय किस्मों - सूखा प्रतिरोधी - का गठन किया गया। पौधों में निहित प्रतिरोध का एक विशेष स्तर अत्यधिक पर्यावरणीय कारकों के प्रभाव में ही प्रकट होता है।

ऐसे कारक की शुरुआत के परिणामस्वरूप, जलन का चरण शुरू होता है - कई शारीरिक मापदंडों के आदर्श से तेज विचलन और उनकी तेजी से सामान्य स्थिति में वापसी। फिर चयापचय दर में बदलाव होता है और इंट्रासेल्युलर संरचनाओं को नुकसान होता है। साथ ही, सभी सिंथेटिक दबा दिए जाते हैं, सभी हाइड्रोलाइटिक सक्रिय हो जाते हैं, और शरीर की समग्र ऊर्जा आपूर्ति कम हो जाती है। यदि कारक का प्रभाव सीमा मूल्य से अधिक नहीं है, तो अनुकूलन चरण शुरू होता है।

एक अनुकूलित पौधा किसी चरम कारक के बार-बार या बढ़ते जोखिम पर कम प्रतिक्रिया करता है। जीव स्तर पर, अंगों के बीच परस्पर क्रिया को अनुकूलन तंत्र में जोड़ा जाता है। जल प्रवाह, खनिज और की गति को कमजोर करना कार्बनिक यौगिकअंगों के बीच प्रतिस्पर्धा बढ़ जाती है, उनका विकास रुक जाता है।

पौधों में जैव स्थिरता को परिभाषित किया गया। चरम कारक का अधिकतम मूल्य जिस पर पौधे अभी भी व्यवहार्य बीज बनाते हैं। कृषि संबंधी स्थिरता उपज में कमी की डिग्री से निर्धारित होती है। पौधों को एक विशिष्ट प्रकार के चरम कारक के प्रति उनके प्रतिरोध की विशेषता होती है - शीतकालीन, गैस प्रतिरोधी, नमक प्रतिरोधी, सूखा प्रतिरोधी।

प्रकार गोल, फ्लैट वाले के विपरीत, उनके पास एक प्राथमिक शरीर गुहा है - एक स्किज़ोकोल, जो पैरेन्काइमा के विनाश के कारण बनता है जो शरीर की दीवार के बीच के अंतराल को भरता है और आंतरिक अंग– इसका कार्य परिवहन है.

यह होमियोस्टैसिस को बनाए रखता है। शरीर का आकार गोल व्यास का होता है। पूर्णांक क्यूटिक्यूलेटेड है। मांसपेशियों को अनुदैर्ध्य मांसपेशियों की एक परत द्वारा दर्शाया जाता है। आंत अंदर से होकर गुजरती है और इसमें 3 खंड होते हैं: पूर्वकाल, मध्य और पश्च। मुंह खोलना शरीर के अग्र सिरे की उदर सतह पर स्थित होता है। ग्रसनी में एक विशिष्ट त्रिकोणीय लुमेन होता है। निकालनेवाली प्रणालीप्रोटोनफ्रिडिया या विशेष त्वचा - हाइपोडर्मल ग्रंथियों द्वारा दर्शाया गया है। अधिकांश प्रजातियाँ द्वियुग्मन हैं और केवल लैंगिक रूप से प्रजनन करती हैं।

विकास प्रत्यक्ष होता है, कम अक्सर कायापलट के साथ। उनके शरीर की कोशिकीय संरचना स्थिर होती है और उनमें पुनरुत्पादन की क्षमता का अभाव होता है। पूर्वकाल आंत में मौखिक गुहा, ग्रसनी और अन्नप्रणाली होती है।

उनके पास कोई मध्य या पिछला भाग नहीं है। उत्सर्जन तंत्र में हाइपोडर्मिस की 1-2 विशाल कोशिकाएँ होती हैं। अनुदैर्ध्य उत्सर्जन नलिकाएं हाइपोडर्मिस की पार्श्व लकीरों में स्थित होती हैं।

आनुवंशिक कोड के गुण. त्रिक संहिता का साक्ष्य. कोडन को डिकोड करना। कोडन बंद करो. आनुवंशिक दमन की अवधारणा.

यह विचार कि एक जीन प्रोटीन की प्राथमिक संरचना में जानकारी को एनकोड करता है, एफ द्वारा ठोस किया गया था।

क्रिक ने अपनी अनुक्रम परिकल्पना में, जिसके अनुसार जीन तत्वों का अनुक्रम पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में अमीनो एसिड अवशेषों के अनुक्रम को निर्धारित करता है। अनुक्रम परिकल्पना की वैधता जीन की संरचनाओं की संरेखता और इसे एन्कोड करने वाले पॉलीपेप्टाइड द्वारा सिद्ध होती है। 1953 में सबसे महत्वपूर्ण विकास यह विचार था। यह कोड संभवतः त्रिक है।

; डीएनए बेस जोड़े: ए-टी, टी-ए, जी-सी, सी-जी - केवल 4 अमीनो एसिड को एन्कोड कर सकते हैं यदि प्रत्येक जोड़ी एक अमीनो एसिड से मेल खाती है। जैसा कि आप जानते हैं, प्रोटीन में 20 मूल अमीनो एसिड होते हैं। यदि हम मान लें कि प्रत्येक अमीनो एसिड में 2 आधार जोड़े हैं, तो 16 अमीनो एसिड (4*4) को एन्कोड किया जा सकता है - यह फिर से पर्याप्त नहीं है।

यदि कोड ट्रिपलेट है, तो 4 बेस जोड़े से 64 कोडन (4*4*4) बनाए जा सकते हैं, जो 20 अमीनो एसिड को एनकोड करने के लिए पर्याप्त से अधिक है। क्रिक और उनके सहयोगियों ने माना कि कोड त्रिक था; कोडन के बीच कोई "अल्पविराम" नहीं था, यानी, अलग करने वाले निशान; जीन के भीतर का कोड एक निश्चित बिंदु से एक दिशा में पढ़ा जाता है। 1961 की गर्मियों में, किरेनबर्ग और माटेई ने पहले कोडन के डिकोडिंग की सूचना दी और सेल-मुक्त प्रोटीन संश्लेषण प्रणाली में कोडन की संरचना स्थापित करने के लिए एक विधि का सुझाव दिया।

इस प्रकार, फेनिलएलनिन के लिए कोडन को एमआरएनए में यूयूयू के रूप में लिखा गया था। इसके अलावा, 1965 में कोराना, निरेनबर्ग और लेडर द्वारा विकसित विधियों के अनुप्रयोग के परिणामस्वरूप।

इसमें एक कोड शब्दकोश संकलित किया गया था आधुनिक रूप. इस प्रकार, आधारों के नुकसान या जोड़ के कारण टी4 चरणों में उत्परिवर्तन की घटना कोड की त्रिक प्रकृति (संपत्ति 1) का प्रमाण थी। ये विलोपन और परिवर्धन, जो कोड को "पढ़ने" के दौरान फ्रेम में बदलाव की ओर ले जाते थे, केवल कोड की शुद्धता को बहाल करके समाप्त कर दिए गए, इससे म्यूटेंट की उपस्थिति को रोका गया; इन प्रयोगों से यह भी पता चला कि त्रिक ओवरलैप नहीं होते हैं, अर्थात, प्रत्येक आधार केवल एक त्रिक (संपत्ति 2) से संबंधित हो सकता है।

अधिकांश अमीनो एसिड में कई कोडन होते हैं। वह कोड जिसमें अमीनो एसिड की संख्या होती है कम संख्याकोडन को पतित (संपत्ति 3) कहा जाता है, अर्थात।

अर्थात्, किसी दिए गए अमीनो एसिड को एक से अधिक ट्रिपलेट द्वारा एन्कोड किया जा सकता है। इसके अलावा, तीन कोडन किसी भी अमीनो एसिड ("बकवास कोडन") के लिए कोड नहीं करते हैं और "स्टॉप सिग्नल" के रूप में कार्य करते हैं। स्टॉप कोडन डीएनए की कार्यात्मक इकाई, सिस्ट्रोन का अंतिम बिंदु है। स्टॉप कोडन सभी प्रजातियों में समान हैं और इन्हें यूएए, यूएजी, यूजीए के रूप में दर्शाया गया है। कोड की एक उल्लेखनीय विशेषता यह है कि यह सार्वभौमिक है (संपत्ति 4)।

सभी जीवित जीवों में, समान त्रिक समान अमीनो एसिड के लिए कोड करते हैं।

ई. कोलाई और यीस्ट में तीन प्रकार के उत्परिवर्ती कोडन टर्मिनेटरों के अस्तित्व और उनके दमन का प्रदर्शन किया गया है। दमनकारी जीन का पता लगाना जो निरर्थक एलील्स की "व्याख्या" करता है विभिन्न जीन, इंगित करता है कि आनुवंशिक कोड का अनुवाद बदल सकता है।

टीआरएनए के एंटिकोडन को प्रभावित करने वाले उत्परिवर्तन उनकी कोडन विशिष्टता को बदलते हैं और ट्रांसलेशनल स्तर पर उत्परिवर्तन के दमन की संभावना पैदा करते हैं। कुछ राइबोसोमल प्रोटीन को एन्कोडिंग करने वाले जीन में उत्परिवर्तन के कारण ट्रांसलेशनल स्तर पर दमन हो सकता है। इन उत्परिवर्तनों के परिणामस्वरूप, राइबोसोम "गलतियाँ करता है", उदाहरण के लिए, बकवास कोडन को पढ़ने में और कुछ गैर-उत्परिवर्ती टीआरएनए का उपयोग करके उनकी "व्याख्या" करता है। अनुवाद स्तर पर कार्य करने वाले जीनोटाइपिक दमन के साथ-साथ, बकवास एलील्स का फेनोटाइपिक दमन भी संभव है: जब तापमान कम हो जाता है, जब कोशिकाएं एमिनोग्लाइकोसाइड एंटीबायोटिक दवाओं के संपर्क में आती हैं जो राइबोसोम से बंधती हैं, उदाहरण के लिए स्ट्रेप्टोमाइसिन।

22. प्रजनन ऊँचे पौधे: वनस्पति और अलैंगिक. स्पोरुलेशन, बीजाणु संरचना, समान और विषमबीजाणु। जीवित पदार्थ की संपत्ति के रूप में प्रजनन, यानी किसी व्यक्ति की अपनी तरह की उत्पत्ति करने की क्षमता, विकास के शुरुआती चरणों में मौजूद थी।

प्रजनन के रूपों को 2 प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: अलैंगिक और लैंगिक। अलैंगिक प्रजनन स्वयं विशेष कोशिकाओं - बीजाणुओं की मदद से, रोगाणु कोशिकाओं की भागीदारी के बिना किया जाता है। वे माइटोटिक विभाजन के परिणामस्वरूप अलैंगिक प्रजनन के अंगों - स्पोरैंगिया में बनते हैं।

अपने अंकुरण के दौरान, बीजाणु, बीज पौधों के बीजाणुओं को छोड़कर, माँ के समान एक नए व्यक्ति को पुन: उत्पन्न करता है, जिसमें बीजाणु ने प्रजनन और फैलाव का कार्य खो दिया है। बीजाणु न्यूनीकरण विभाजन द्वारा भी बन सकते हैं, जिसमें एकल-कोशिका वाले बीजाणु बाहर निकल जाते हैं।

वानस्पतिक (अंकुर, पत्ती, जड़ का भाग) या एककोशिकीय शैवाल को आधे में विभाजित करके पौधों का प्रजनन वानस्पतिक (बल्ब, कटिंग) कहलाता है।

यौन प्रजनन विशेष यौन कोशिकाओं - युग्मकों द्वारा किया जाता है।

अर्धसूत्रीविभाजन के परिणामस्वरूप युग्मक बनते हैं, इनमें मादा और नर होते हैं। उनके संलयन के परिणामस्वरूप, एक युग्मनज प्रकट होता है, जिससे बाद में एक नया जीव विकसित होता है।

पौधे युग्मक के प्रकार में भिन्न होते हैं। कुछ एककोशिकीय जीवों में यह निश्चित समय पर युग्मक के रूप में कार्य करता है। विभिन्न लिंगों (युग्मक) के जीवों का विलय - इस यौन प्रक्रिया को कहा जाता है hologamia.यदि नर और मादा युग्मक रूपात्मक रूप से समान और गतिशील हैं, तो ये समयुग्मक हैं।

और यौन प्रक्रिया - समविवाही. यदि मादा युग्मक नर युग्मक की तुलना में कुछ बड़े और कम गतिशील होते हैं, तो ये विषमयुग्मक होते हैं और यह प्रक्रिया विषमयुग्मक होती है। ऊगामी - मादा युग्मक बहुत बड़े और गतिहीन होते हैं, नर युग्मक छोटे और गतिशील होते हैं।

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आनुवंशिक कोड - डीएनए ट्रिपलेट्स और प्रोटीन अमीनो एसिड के बीच पत्राचार

एमआरएनए और डीएनए के न्यूक्लियोटाइड के रैखिक अनुक्रम में प्रोटीन की संरचना को एनकोड करने की आवश्यकता इस तथ्य से तय होती है कि अनुवाद के दौरान:

• एमआरएनए मैट्रिक्स में मोनोमर्स की संख्या और उत्पाद - संश्लेषित प्रोटीन के बीच कोई पत्राचार नहीं है;
• आरएनए और प्रोटीन मोनोमर्स के बीच कोई संरचनात्मक समानता नहीं है।

यह मैट्रिक्स और उत्पाद के बीच पूरक संपर्क को समाप्त कर देता है - वह सिद्धांत जिसके द्वारा प्रतिकृति और प्रतिलेखन के दौरान नए डीएनए और आरएनए अणुओं का निर्माण किया जाता है।

इससे यह स्पष्ट हो जाता है कि एक "शब्दकोश" होना चाहिए जो यह पता लगाने की अनुमति देता है कि एमआरएनए न्यूक्लियोटाइड का कौन सा अनुक्रम किसी दिए गए अनुक्रम में प्रोटीन में अमीनो एसिड का समावेश सुनिश्चित करता है। इस "शब्दकोश" को आनुवंशिक, जैविक, न्यूक्लियोटाइड या अमीनो एसिड कोड कहा जाता है। यह आपको डीएनए और एमआरएनए में न्यूक्लियोटाइड के एक विशिष्ट अनुक्रम का उपयोग करके प्रोटीन बनाने वाले अमीनो एसिड को एन्क्रिप्ट करने की अनुमति देता है। इसकी विशेषता कुछ विशेष गुण हैं।

त्रिगुणता.कोड के गुणों को निर्धारित करने में मुख्य प्रश्नों में से एक न्यूक्लियोटाइड की संख्या का प्रश्न था, जिसे प्रोटीन में एक अमीनो एसिड के समावेश का निर्धारण करना चाहिए।

यह पाया गया कि अमीनो एसिड अनुक्रम के एन्क्रिप्शन में कोडिंग तत्व वास्तव में न्यूक्लियोटाइड के त्रिगुण हैं, या त्रिक,जिनका नाम रखा गया "कोडन"।

कोडन का अर्थ.

यह स्थापित करना संभव था कि 64 कोडन में से, संश्लेषित पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में अमीनो एसिड का समावेश 61 ट्रिपल को एनकोड करता है, और शेष 3 - यूएए, यूएजी, यूजीए - प्रोटीन में अमीनो एसिड के समावेश को एनकोड नहीं करते हैं और मूल रूप से थे अर्थहीन, या निरर्थक कोडन कहा जाता है। हालाँकि, बाद में यह दिखाया गया कि ये त्रिक अनुवाद के पूरा होने का संकेत देते हैं, और इसलिए उन्हें समाप्ति, या स्टॉप कोडन कहा जाने लगा।

डीएनए के कोडिंग स्ट्रैंड में 5′ से 3′ सिरे तक की दिशा में एमआरएनए के कोडन और न्यूक्लियोटाइड के ट्रिपल में नाइट्रोजनस बेस का एक ही क्रम होता है, सिवाय इसके कि डीएनए में यूरैसिल (यू) के बजाय, एमआरएनए की विशेषता होती है। थाइमिन (टी) है.

विशेषता.

प्रत्येक कोडन केवल एक विशिष्ट अमीनो एसिड से मेल खाता है। इस अर्थ में, आनुवंशिक कोड पूरी तरह से स्पष्ट है।

तालिका 4-3.

असंदिग्धता आनुवंशिक कोड के गुणों में से एक है, जो इस तथ्य में प्रकट होता है कि...

प्रोटीन संश्लेषण प्रणाली के मुख्य घटक

आवश्यक घटक	कार्य
1. अमीनो अम्ल	प्रोटीन संश्लेषण के लिए सब्सट्रेट्स
2. टीआरएनए	टीआरएनए एडाप्टर के रूप में कार्य करते हैं। उनका स्वीकर्ता अंत अमीनो एसिड के साथ इंटरैक्ट करता है, और उनका एंटिकोडन एमआरएनए के कोडन के साथ इंटरैक्ट करता है।
3. एमिनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेज़	प्रत्येक एए-टीआरएनए सिंथेटेज़ 20 अमीनो एसिड में से एक के संबंधित टीआरएनए के विशिष्ट बंधन को उत्प्रेरित करता है।
4.एमआरएनए	मैट्रिक्स में कोडन का एक रैखिक अनुक्रम होता है जो प्रोटीन की प्राथमिक संरचना निर्धारित करता है
5. राइबोसोम	राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन उपकोशिकीय संरचनाएँ जो प्रोटीन संश्लेषण का स्थल हैं
6.	ऊर्जा स्रोतों
7. आरंभ, बढ़ाव, समाप्ति के प्रोटीन कारक	अनुवाद प्रक्रिया के लिए आवश्यक विशिष्ट एक्स्ट्राराइबोसोमल प्रोटीन (12 दीक्षा कारक: ईएलएफ; 2 बढ़ाव कारक: ईईएफएल, ईईएफ2, और समाप्ति कारक: ईआरएफ)
8. मैग्नीशियम आयन	सहकारक जो राइबोसोम संरचना को स्थिर करता है

टिप्पणियाँ:योगिनी( यूकेरियोटिक दीक्षा कारक) - दीक्षा कारक; ईईएफ ( यूकेरियोटिक बढ़ाव कारक) - बढ़ाव कारक; ईआरएफ ( यूकेरियोटिक रिलीजिंग कारक) समाप्ति कारक हैं।

पतन. एमआरएनए और डीएनए में 61 त्रिक हैं, जिनमें से प्रत्येक प्रोटीन में 20 अमीनो एसिड में से एक को शामिल करने को एन्कोड करता है।

इससे यह निष्कर्ष निकलता है कि सूचना अणुओं में एक प्रोटीन में एक ही अमीनो एसिड का समावेश कई कोडन द्वारा निर्धारित होता है। जैविक संहिता के इस गुण को अध:पतन कहा जाता है।

मनुष्यों में, केवल 2 अमीनो एसिड एक कोडन के साथ एन्कोड किए जाते हैं - मेट और ट्राई, जबकि लेउ, सेर और अप्रैल - छह कोडन के साथ, और अला, वैल, ग्लाइ, प्रो, ट्रे - चार कोडन के साथ (तालिका)

कोडिंग अनुक्रमों का अतिरेक किसी कोड की सबसे मूल्यवान संपत्ति है, क्योंकि यह बाहरी और बाहरी प्रभावों के प्रति सूचना प्रवाह के प्रतिरोध को बढ़ाता है। आंतरिक पर्यावरण. प्रोटीन में शामिल किए जाने वाले अमीनो एसिड की प्रकृति का निर्धारण करते समय, कोडन में तीसरा न्यूक्लियोटाइड पहले दो जितना महत्वपूर्ण नहीं होता है। जैसा कि तालिका से देखा जा सकता है। 4-4, कई अमीनो एसिड के लिए, कोडन की तीसरी स्थिति में न्यूक्लियोटाइड को प्रतिस्थापित करने से इसके अर्थ पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।

सूचना रिकॉर्डिंग की रैखिकता.

अनुवाद के दौरान, एमआरएनए कोडन एक निश्चित प्रारंभिक बिंदु से क्रमिक रूप से "पढ़े" जाते हैं और ओवरलैप नहीं होते हैं। सूचना रिकॉर्ड में एक कोडन के अंत और अगले की शुरुआत का संकेत देने वाले संकेत नहीं होते हैं। AUG कोडन आरंभिक कोडन है और इसे शुरुआत में और mRNA के अन्य भागों में Met के रूप में पढ़ा जाता है। इसके बाद के त्रिक को स्टॉप कोडन तक बिना किसी अंतराल के क्रमिक रूप से पढ़ा जाता है, जिस पर पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला का संश्लेषण पूरा हो जाता है।

बहुमुखी प्रतिभा.

हाल तक, यह माना जाता था कि कोड बिल्कुल सार्वभौमिक था, अर्थात। कोड शब्दों का अर्थ अध्ययन किए गए सभी जीवों के लिए समान है: वायरस, बैक्टीरिया, पौधे, उभयचर, स्तनधारी, मानव सहित।

हालाँकि, एक अपवाद बाद में ज्ञात हुआ; यह पता चला कि माइटोकॉन्ड्रियल एमआरएनए में 4 त्रिक होते हैं जिनका परमाणु-मूल एमआरएनए से अलग अर्थ होता है। इस प्रकार, माइटोकॉन्ड्रियल एमआरएनए में, ट्रिपलेट यूजीए ट्राई को एनकोड करता है, एयूए मेट को एनकोड करता है, और एसीए और एजीजी को अतिरिक्त स्टॉप कोडन के रूप में पढ़ा जाता है।

जीन और उत्पाद की संरेखता.

प्रोकैरियोट्स में, जीन कोडन के अनुक्रम और अमीनो एसिड अनुक्रम के बीच एक रैखिक पत्राचार प्रोटीन उत्पाद, या जैसा कि वे कहते हैं, जीन और उत्पाद के बीच सहरेखता होती है।

तालिका 4-4.

आनुवंशिक कोड

पहला आधार	दूसरा आधार
	यू	साथ	ए	जी
यू	यूयूयू हेअर ड्रायर	यूसीयू सेप	यूएयू शूटिंग रेंज	यूजीयू सीआईएस
यूयूसी हेअर ड्रायर	यूसीसी सेर	आईएएसटीर	यूजीसी सीआईएस
यूयूए लेई	यूसीए सेप	यूएए*	यूजीए*
यूयूजी लेई	यूसीजी सेर	यूएजी*	यूजीजी अप्रैल
साथ	सीयूयू लेई	सीसीयू प्रो	सीएयू जीआईएस	सीजीयू अप्रैल
सीयूसी लेई	एसएसएस प्रो	एसएएस जीआईएस	सीजीसी अप्रैल
कुआ लेई	एसएसए प्रो	एसएए ग्लेन	सीजीए अप्रैल
सीयूजी लेई	सीसीजी प्रो	सीएजी जीएलएन	सीजीजी अप्रैल
ए	एयूयू इले	एसीयू टी.पी.ई	एएयू असन	एजीयू सेर
एयूसी इले	एसीसी ट्रे	एएएस असन	एजीजी ग्रे
एयूए मेथ	एएसए ट्रे	एएए लिज़	एजीए अप्रैल
अगस्त मौसम	एसीजी ट्रे	एएजी लिज़	एजीजी अप्रैल
जी	जीयूयू प्रतिबंध	जीसीयू अला	जीएयू एएसपी	जीजीयू ग्लि
जीयूसी वैल	जीसीसी अला	जीएसी एएसपी	जीजीसी ग्लि
गुआ वैल	जीएसए अला	जीएए ग्लू	जीजीए ग्लि
जीयूजी वैल	जीСजी अला	जीएजी ग्लू	जीजीजी उल्लास

टिप्पणियाँ:यू - यूरैसिल; सी - साइटोसिन; ए - एडेनिन; जी - ग्वानिन; *-समाप्ति कोडन.

यूकेरियोट्स में, जीन में आधार अनुक्रम जो प्रोटीन में अमीनो एसिड अनुक्रम के साथ संरेखित होते हैं, नाइट्रोन द्वारा बाधित होते हैं।

इसलिए, यूकेरियोटिक कोशिकाओं में, एक प्रोटीन का अमीनो एसिड अनुक्रम एक जीन में एक्सॉन के अनुक्रम के समान होता है या परिपक्व एमआरएनएइंट्रोन्स के पोस्ट-ट्रांसक्रिप्शनल निष्कासन के बाद।

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आनुवंशिक कोडडीएनए अणु में न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम का उपयोग करके प्रोटीन के अमीनो एसिड अनुक्रम को एन्कोड करने की सभी जीवित जीवों की एक विशेषता विधि है।

जीवित कोशिकाओं में आनुवंशिक जानकारी का कार्यान्वयन (अर्थात, डीएनए में एन्कोडेड प्रोटीन का संश्लेषण) दो मैट्रिक्स प्रक्रियाओं का उपयोग करके किया जाता है: प्रतिलेखन (अर्थात, डीएनए मैट्रिक्स पर एमआरएनए का संश्लेषण) और अनुवाद (ए का संश्लेषण) एमआरएनए मैट्रिक्स पर पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला)।

डीएनए चार न्यूक्लियोटाइड्स का उपयोग करता है - एडेनिन (ए), गुआनिन (जी), साइटोसिन (सी), थाइमिन (टी)। ये "अक्षर" आनुवंशिक कोड की वर्णमाला बनाते हैं। आरएनए थाइमिन को छोड़कर समान न्यूक्लियोटाइड का उपयोग करता है, जिसे यूरैसिल (यू) द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। डीएनए और आरएनए अणुओं में, न्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं में व्यवस्थित होते हैं और इस प्रकार, "अक्षरों" का क्रम प्राप्त होता है।

डीएनए न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम में भविष्य के प्रोटीन अणु के प्रत्येक अमीनो एसिड के लिए कोड "शब्द" होते हैं - आनुवंशिक कोड। इसमें डीएनए अणु में न्यूक्लियोटाइड की व्यवस्था का एक निश्चित क्रम होता है।

तीन लगातार न्यूक्लियोटाइड एक अमीनो एसिड के "नाम" को एनकोड करते हैं, यानी, 20 अमीनो एसिड में से प्रत्येक को कोड की एक महत्वपूर्ण इकाई द्वारा एन्क्रिप्ट किया जाता है - तीन न्यूक्लियोटाइड का संयोजन जिसे ट्रिपलेट या कोडन कहा जाता है।

वर्तमान में, डीएनए कोड को पूरी तरह से समझ लिया गया है, और हम इस अद्वितीय जैविक प्रणाली की विशेषता वाले कुछ गुणों के बारे में बात कर सकते हैं, जो डीएनए की "भाषा" से प्रोटीन की "भाषा" में जानकारी का अनुवाद सुनिश्चित करता है।

आनुवंशिक जानकारी का वाहक डीएनए है, लेकिन चूंकि एमआरएनए, डीएनए स्ट्रैंड में से एक की एक प्रति, सीधे प्रोटीन संश्लेषण में शामिल होती है, आनुवंशिक कोड अक्सर "आरएनए भाषा" में लिखा जाता है।

एमिनो एसिड	आरएनए कोडिंग ट्रिपलेट्स
एलनिन	जीसीयू जीसीसी जीसीए जीसीएच
arginine	टीएसजीयू टीएसजीटीएस टीएसजीए टीएसजीजी एजीए एजीजी
asparagine	एएयू एएसी
एसपारटिक अम्ल	गौ जीएसी
वैलिन	जीयू गट्स गुआ गग
हिस्टडीन	TsAU TsATs
ग्लाइसिन	जीजीयू जीजीसी जीजीए YYY
glutamine	सीएए सीएजी
ग्लुटामिक एसिड	जीएए गैग
आइसोल्यूसीन	एयूयू एयूसी एयूए
ल्यूसीन	TSUU TSUTS TSUA TSUG UUA UUG
लाइसिन	एएए एएजी
मेथिओनिन	अगस्त
PROLINE	TsTsU TsTs TsTsTsG
सेरीन	यूसीयू यूसीसी यूसीए यूसीजी एएसयू एजीसी
टायरोसिन	यूएयू यूएसी
थ्रेओनीन	एसीयू एसीसी एसीए एसीजी
tryptophan	Ugg
फेनिलएलनिन	उउउ उउउ
सिस्टीन	यूजीयू यूजीसी
रुकना	यूजीए यूएजी यूएए

आनुवंशिक कोड के गुण

तीन लगातार न्यूक्लियोटाइड (नाइट्रोजन आधार) एक अमीनो एसिड के "नाम" को कूटबद्ध करते हैं, अर्थात, 20 अमीनो एसिड में से प्रत्येक को एक महत्वपूर्ण कोड इकाई के साथ एन्क्रिप्ट किया जाता है - तीन न्यूक्लियोटाइड के संयोजन को कहा जाता है त्रिक या कोडोन

त्रिक (कोडन)- एक डीएनए या आरएनए अणु में तीन न्यूक्लियोटाइड (नाइट्रोजन आधार) का एक अनुक्रम जो इसके संश्लेषण के दौरान प्रोटीन अणु में एक निश्चित अमीनो एसिड के समावेश को निर्धारित करता है।

• विशिष्टता (विसंगति)

एक ट्रिपलेट दो अलग-अलग अमीनो एसिड को एनकोड नहीं कर सकता है; यह केवल एक एमिनो एसिड को एन्क्रिप्ट करता है। एक विशिष्ट कोडन केवल एक अमीनो एसिड से मेल खाता है।

प्रत्येक अमीनो एसिड को एक से अधिक त्रिक द्वारा परिभाषित किया जा सकता है। अपवाद - मेथिओनिनऔर tryptophan. दूसरे शब्दों में, कई कोडन एक ही अमीनो एसिड के अनुरूप हो सकते हैं।

• गैर अतिव्यापी

एक ही आधार एक ही समय में दो आसन्न कोडन में प्रकट नहीं हो सकता है।

कुछ त्रिक अमीनो एसिड को एन्कोड नहीं करते हैं, लेकिन अजीब होते हैं" सड़क चिन्ह", जो व्यक्तिगत जीन की शुरुआत और अंत निर्धारित करते हैं, (यूएए, यूएजी, यूजीए), जिनमें से प्रत्येक का मतलब संश्लेषण की समाप्ति है और प्रत्येक जीन के अंत में स्थित है, इसलिए हम आनुवंशिक कोड की ध्रुवीयता के बारे में बात कर सकते हैं।

जानवरों और पौधों, कवक, बैक्टीरिया और वायरस में, एक ही प्रकार के अमीनो एसिड के लिए एक ही त्रिक कोड होता है, यानी सभी जीवित चीजों के लिए आनुवंशिक कोड समान होता है। दूसरे शब्दों में, सार्वभौमिकता आनुवंशिक कोड की वायरस से लेकर मनुष्यों तक जटिलता के विभिन्न स्तरों वाले जीवों में समान रूप से काम करने की क्षमता है। डीएनए कोड की सार्वभौमिकता हमारे ग्रह पर सभी जीवन की उत्पत्ति की एकता की पुष्टि करती है। जेनेटिक इंजीनियरिंग विधियाँ जेनेटिक कोड की सार्वभौमिकता की संपत्ति के उपयोग पर आधारित हैं।

आनुवंशिक कोड की खोज के इतिहास से

पहली बार अस्तित्व का विचार आनुवंशिक कोड 1952 - 1954 में ए. डाउन और जी. गामो द्वारा तैयार किया गया। वैज्ञानिकों ने दिखाया है कि न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम जो विशिष्ट अमीनो एसिड के संश्लेषण को विशिष्ट रूप से निर्धारित करता है, उसमें कम से कम तीन इकाइयाँ होनी चाहिए। बाद में यह साबित हुआ कि इस तरह के अनुक्रम में तीन न्यूक्लियोटाइड्स होते हैं जिन्हें कहा जाता है कोडोनया त्रिक.

इस बारे में प्रश्न कि कौन से न्यूक्लियोटाइड एक विशेष अमीनो एसिड को शामिल करने के लिए जिम्मेदार हैं प्रोटीन अणुऔर न्यूक्लियोटाइड्स की कितनी संख्या इस समावेशन को निर्धारित करती है, यह 1961 तक अनसुलझा रहा। सैद्धांतिक विश्लेषण से पता चला कि कोड में एक न्यूक्लियोटाइड शामिल नहीं हो सकता है, क्योंकि इस मामले में केवल 4 अमीनो एसिड को एन्कोड किया जा सकता है। हालाँकि, कोड दोहरा नहीं हो सकता है, अर्थात, चार-अक्षर "वर्णमाला" से दो न्यूक्लियोटाइड का संयोजन सभी अमीनो एसिड को कवर नहीं कर सकता है, क्योंकि सैद्धांतिक रूप से केवल 16 ऐसे संयोजन संभव हैं (4 2 = 16)।

20 अमीनो एसिड को एन्कोड करने के लिए, साथ ही प्रोटीन अनुक्रम के अंत का संकेत देने वाला "स्टॉप" सिग्नल, तीन लगातार न्यूक्लियोटाइड पर्याप्त हैं, जब संभावित संयोजनों की संख्या 64 (4 3 = 64) है।