Hvilken egenskap ved den genetiske koden er utsagnet basert på? Det unike med den genetiske koden manifesteres i det faktum at

Den genetiske koden forstås vanligvis som et system av tegn som indikerer det sekvensielle arrangementet av nukleotidforbindelser i DNA og RNA, som tilsvarer en annen skiltsystem, som viser sekvensen av aminosyreforbindelser i et proteinmolekyl.

Det er viktig!

Da forskerne klarte å studere egenskapene genetisk kode, allsidighet ble anerkjent som en av de viktigste. Ja, hvor rart det enn høres ut, er alt forent av én, universell, felles genetisk kode. Den ble dannet over lang tid, og prosessen ble avsluttet for rundt 3,5 milliarder år siden. Følgelig kan spor av dens utvikling spores i strukturen til koden, fra dens begynnelse til i dag.

Når vi snakker om sekvensen av arrangement av elementer i den genetiske koden, mener vi at den er langt fra kaotisk, men strengt tatt en viss rekkefølge. Og dette bestemmer også i stor grad egenskapene til den genetiske koden. Dette tilsvarer arrangementet av bokstaver og stavelser i ord. Når vi bryter den vanlige rekkefølgen, vil det meste av det vi leser på sidene i bøker eller aviser bli til latterlig gobbledygook.

Grunnleggende egenskaper ved den genetiske koden

Vanligvis inneholder koden noe informasjon kryptert på en spesiell måte. For å tyde koden må du vite det særegne trekk.

Så hovedegenskapene til den genetiske koden er:

triplicity;
degenerasjon eller redundans;
entydighet;
kontinuitet;
allsidigheten som allerede er nevnt ovenfor.

La oss se nærmere på hver eiendom.

1. Trippel

Dette er når tre nukleotidforbindelser danner en sekvensiell kjede i et molekyl (dvs. DNA eller RNA). Som et resultat dannes en triplettforbindelse eller koder for en av aminosyrene, dens plassering i peptidkjeden.

Kodoner (de er også kodeord!) kjennetegnes ved deres sekvens av forbindelser og av typen av de nitrogenholdige forbindelsene (nukleotidene) som er en del av dem.

I genetikk er det vanlig å skille 64 kodontyper. De kan danne kombinasjoner av fire typer 3 nukleotider hver. Dette tilsvarer å heve tallet 4 til tredje potens. Dermed er dannelsen av 64 nukleotidkombinasjoner mulig.

2. Redundans av den genetiske koden

Denne egenskapen observeres når flere kodoner kreves for å kryptere én aminosyre, vanligvis i området 2-6. Og bare tryptofan kan kodes med en triplett.

3. Entydighet

Det er inkludert i egenskapene til den genetiske koden som en indikator på sunn genetisk arv. For eksempel kan GAA-tripletten, som ligger på sjetteplass i kjeden, fortelle legene om blodets gode tilstand, om normalt hemoglobin. Det er han som bærer informasjon om hemoglobin, og det er også kodet av det. Og hvis en person har anemi, erstattes en av nukleotidene med en annen bokstav i koden - U, som er et signal om sykdommen.

4. Kontinuitet

Når du registrerer denne egenskapen til den genetiske koden, bør det huskes at kodoner, som lenker i en kjede, ikke befinner seg på avstand, men i umiddelbar nærhet, den ene etter den andre i nukleinsyrekjeden, og denne kjeden er ikke avbrutt - den har ingen begynnelse eller slutt.

5. Allsidighet

Vi bør aldri glemme at alt på jorden er forent av en felles genetisk kode. Og derfor, hos primater og mennesker, hos insekter og fugler, i et hundre år gammelt baobabtre og i et gresstrå som knapt kommer opp fra bakken, koder lignende trillinger for lignende aminosyrer.

Det er i gener den grunnleggende informasjonen om egenskapene til en bestemt organisme finnes, et slags program som organismen arver fra de som levde tidligere og som eksisterer som en genetisk kode.

I enhver celle og organisme bestemmes alle anatomiske, morfologiske og funksjonelle egenskaper av strukturen til proteinene som utgjør dem. Arvelig eiendom Kroppen er i stand til å syntetisere visse proteiner. Aminosyrer er lokalisert i en polypeptidkjede, som biologiske egenskaper avhenger av.
Hver celle har sin egen sekvens av nukleotider i polynukleotidkjeden av DNA. Dette er den genetiske koden til DNA. Gjennom den registreres informasjon om syntesen av visse proteiner. Om hva den genetiske koden er, om dens egenskaper og genetisk informasjon er omtalt i denne artikkelen.

Litt historie

Ideen om at det kan være en genetisk kode ble formulert av J. Gamow og A. Down på midten av det tjuende århundre. De beskrev at nukleotidsekvensen som er ansvarlig for syntesen av en bestemt aminosyre inneholder minst tre enheter. Senere beviste de det nøyaktige antallet av tre nukleotider (dette er en enhet av genetisk kode), som ble kalt en triplett eller kodon. Det er sekstifire nukleotider totalt, fordi syremolekylet der RNA forekommer er bygd opp av fire forskjellige nukleotidrester.

Hva er genetisk kode

Metoden for å kode sekvensen av aminosyreproteiner på grunn av sekvensen av nukleotider er karakteristisk for alle levende celler og organismer. Dette er hva den genetiske koden er.
Det er fire nukleotider i DNA:

adenin - A;
guanin - G;
cytosin - C;
tymin - T.

De er merket med store latinske eller (i russiskspråklig litteratur) russiske bokstaver.
RNA inneholder også fire nukleotider, men ett av dem er forskjellig fra DNA:

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

Alle nukleotider er ordnet i kjeder, med DNA som har en dobbel helix og RNA har en enkelt helix.
Proteiner er bygget på tjue aminosyrer, hvor de, lokalisert i en bestemt sekvens, bestemmer dens biologiske egenskaper.

Egenskaper til den genetiske koden

Trippelitet. En enhet med genetisk kode består av tre bokstaver, det er triplett. Dette betyr at de tjue aminosyrene som finnes er kodet av tre spesifikke nukleotider kalt kodoner eller trilpetter. Det er sekstifire kombinasjoner som kan lages fra fire nukleotider. Denne mengden er mer enn nok til å kode for tjue aminosyrer.
Degenerasjon. Hver aminosyre tilsvarer mer enn ett kodon, med unntak av metionin og tryptofan.
Entydighet. Ett kodon koder for én aminosyre. For eksempel i genet sunn person med informasjon om beta-målet til hemoglobin, tripletten av GAG og GAA koder for A hos alle med sigdcellesykdom, endres ett nukleotid.
Kolinearitet. Sekvensen av aminosyrer tilsvarer alltid sekvensen av nukleotider som genet inneholder.
Den genetiske koden er kontinuerlig og kompakt, noe som betyr at den ikke har noen skilletegn. Det vil si at starter ved et visst kodon, skjer kontinuerlig avlesning. For eksempel vil AUGGGUGTSUAUAUGUG leses som: AUG, GUG, TSUU, AAU, GUG. Men ikke AUG, UGG og så videre eller noe annet.
Allsidighet. Det er likt for absolutt alle landlevende organismer, fra mennesker til fisk, sopp og bakterier.

Bord

Ikke alle tilgjengelige aminosyrer er inkludert i tabellen presentert. Hydroksyprolin, hydroksylysin, fosfoserin, jodderivater av tyrosin, cystin og noen andre er fraværende, siden de er derivater av andre aminosyrer kodet av m-RNA og dannet etter modifisering av proteiner som et resultat av translasjon.
Fra egenskapene til den genetiske koden er det kjent at ett kodon er i stand til å kode for en aminosyre. Unntaket er utøveren tilleggsfunksjoner og koder for valin og metionin, den genetiske koden. mRNA, som er i begynnelsen av kodonet, fester t-RNA, som bærer formylmetion. Etter fullføring av syntesen spaltes den av og tar formylresten med seg, og transformeres til en metioninrest. Således er de ovennevnte kodonene initiatorene for syntesen av polypeptidkjeden. Hvis de ikke er i begynnelsen, er de ikke annerledes enn de andre.

Genetisk informasjon

Dette konseptet betyr et program med egenskaper som er videreført fra forfedre. Det er innebygd i arv som en genetisk kode.
Den genetiske koden realiseres under proteinsyntese:

messenger RNA;
ribosomalt rRNA.

Informasjon overføres gjennom direkte kommunikasjon (DNA-RNA-protein) og omvendt kommunikasjon (medium-protein-DNA).
Organismer kan motta, lagre, overføre det og bruke det mest effektivt.
Overført ved arv bestemmer informasjon utviklingen av en bestemt organisme. Men på grunn av interaksjon med miljøet er reaksjonen til sistnevnte forvrengt, på grunn av hvilken evolusjon og utvikling skjer. På denne måten blir det introdusert i kroppen ny informasjon.

Beregningsmønstre molekylbiologi og oppdagelsen av den genetiske koden illustrerte behovet for å kombinere genetikk med Darwins teori, på grunnlag av hvilken en syntetisk evolusjonsteori dukket opp - ikke-klassisk biologi.
Darwins arv, variasjon og naturlige seleksjon kompletteres av genetisk bestemt seleksjon. Evolusjon realiseres på genetisk nivå gjennom tilfeldige mutasjoner og arv av de mest verdifulle egenskapene som er mest tilpasset til miljø.

Dekoding av den menneskelige koden

På nittitallet ble Human Genome Project lansert, som et resultat av at genomfragmenter som inneholdt 99,99 % av menneskelige gener ble oppdaget i to tusendeler. Fragmenter som ikke er involvert i proteinsyntese og ikke er kodet forblir ukjente. Rollen deres er foreløpig ukjent.

Sist oppdaget i 2006, er kromosom 1 det lengste i genomet. Mer enn tre hundre og femti sykdommer, inkludert kreft, vises som et resultat av lidelser og mutasjoner i den.

Rollen til slike studier kan neppe overvurderes. Da de oppdaget hva den genetiske koden er, ble det kjent i henhold til hvilke mønstre utviklingen skjer, hvordan den morfologiske strukturen, psyken, disposisjon for visse sykdommer, metabolisme og defekter hos individer dannes.

GENETISK KODE, opptakssystem arvelig informasjon i form av en sekvens av nukleotidbaser i DNA-molekyler (i noen virus - RNA), som bestemmer primærstrukturen (plassering av aminosyrerester) i proteinmolekyler (polypeptider). Problemet med den genetiske koden ble formulert etter beviset genetisk rolle DNA (amerikanske mikrobiologer O. Avery, K. McLeod, M. McCarthy, 1944) og dechiffrering av strukturen (J. Watson, F. Crick, 1953), etter å ha fastslått at gener bestemmer strukturen og funksjonene til enzymer («prinsippet» ett gen - ett enzym» av J. Beadle og E. Tatema, 1941) og at det er en avhengighet av den romlige strukturen og aktiviteten til et protein av dets primære struktur (F. Sanger, 1955). Spørsmålet er hvordan kombinasjoner av 4 baser nukleinsyrer bestemme vekslingen av 20 vanlige aminosyrerester i polypeptider, først angitt av G. Gamow i 1954.

Basert på et eksperiment der de studerte interaksjonene mellom innsettinger og slettinger av et par nukleotider, i et av genene til T4-bakteriofagen, bestemte F. Crick og andre forskere i 1961 generelle egenskaper genetisk kode: triplett, dvs. hver aminosyrerest i polypeptidkjeden tilsvarer et sett med tre baser (triplett eller kodon) i genets DNA; kodoner i et gen leses fra et fast punkt, i én retning og "uten komma", det vil si at kodonene ikke er atskilt med noen tegn fra hverandre; degenerasjon, eller redundans - den samme aminosyreresten kan kodes av flere kodoner (synonyme kodoner). Forfatterne antok at kodonene ikke overlapper hverandre (hver base tilhører bare ett kodon). Direkte studie av kodingsevnen til trillinger ble fortsatt ved bruk av et cellefritt proteinsyntesesystem under kontroll av syntetiske messenger RNA(mRNA). I 1965 ble den genetiske koden fullstendig dechiffrert i verkene til S. Ochoa, M. Nirenberg og H. G. Korana. Å avdekke hemmeligheten bak den genetiske koden var en av de fremragende prestasjoner biologi på 1900-tallet.

Implementeringen av den genetiske koden i en celle skjer under to matriseprosesser - transkripsjon og translasjon. Mediatoren mellom genet og proteinet er mRNA, som dannes under transkripsjon på en av DNA-trådene. I dette tilfellet er sekvensen av DNA-baser, bærer informasjon om den primære strukturen til proteinet er "omskrevet" som en sekvens av mRNA-baser. Deretter, under translasjon på ribosomer, blir nukleotidsekvensen til mRNA lest av overførings-RNA (tRNA). Sistnevnte har en akseptorende, som en aminosyrerest er festet til, og en adapterende, eller antikodontriplett, som gjenkjenner det tilsvarende mRNA-kodonet. Interaksjonen mellom et kodon og et antikodon skjer på grunnlag av komplementær baseparing: Adenin (A) - Uracil (U), Guanin (G) - Cytosin (C); i dette tilfellet blir basesekvensen til mRNA oversatt til aminosyresekvensen til det syntetiserte proteinet. Ulike organismer De bruker forskjellige synonyme kodoner med forskjellige frekvenser for den samme aminosyren. Lesing av mRNA som koder for polypeptidkjeden begynner (initieres) med AUG-kodonet som tilsvarer aminosyren metionin. Mindre vanlig, hos prokaryoter, er initieringskodonene GUG (valin), UUG (leucin), AUU (isoleucin), og i eukaryoter - UUG (leucin), AUA (isoleucin), ACG (treonin), CUG (leucin). Dette setter den såkalte rammen, eller fasen, av lesing under translasjon, det vil si at hele nukleotidsekvensen til mRNA leses triplett for triplett av tRNA inntil noen av de tre terminatorkodonene, ofte kalt stoppkodoner, påtreffes på mRNA: UAA, UAG, UGA (tabell). Lesing av disse trillingene fører til fullføring av syntesen av polypeptidkjeden.

AUG- og stoppkodoner vises i begynnelsen og slutten av henholdsvis mRNA-regionene som koder for polypeptider.

Den genetiske koden er kvasi-universell. Dette betyr at det er små variasjoner i betydningen av enkelte kodoner mellom objekter, og dette gjelder først og fremst terminatorkodoner, som kan ha betydning; for eksempel, i mitokondriene til noen eukaryoter og mykoplasmer, koder UGA for tryptofan. I tillegg, i noen mRNA-er av bakterier og eukaryoter, koder UGA for en uvanlig aminosyre - selenocystein, og UAG i en av arkebakteriene - pyrrolysin.

Det er et synspunkt ifølge at den genetiske koden oppsto ved en tilfeldighet (hypotesen om "frossen sjanse"). Det er mer sannsynlig at det har utviklet seg. Denne antagelsen støttes av eksistensen av en enklere og, tilsynelatende, eldre versjon av koden, som leses i mitokondrier i henhold til "to av tre"-regelen, når aminosyren bestemmes av bare to av de tre basene i trillingen.

Lit.: Crick F. N. a. O. Generell karakter av den genetiske koden for proteiner // Natur. 1961. Vol. 192; Den genetiske koden. N.Y., 1966; Ichas M. Biologisk kode. M., 1971; Inge-Vechtomov S.G. Hvordan den genetiske koden leses: regler og unntak // Moderne naturvitenskap. M., 2000. T. 8; Ratner V. A. Genetisk kode som et system // Soros pedagogisk tidsskrift. 2000. T. 6. Nr. 3.

S. G. Inge-Vechtomov.

Den genetiske koden, uttrykt i kodoner, er et system for koding av informasjon om strukturen til proteiner, som er iboende i alle levende organismer på planeten. Det tok et tiår å tyde det, men vitenskapen forsto at det eksisterte i nesten et århundre. Universalitet, spesifisitet, ensrettethet, og spesielt degenerasjonen av den genetiske koden er viktig biologisk betydning.

Historie om funn

Problemet med koding har alltid vært nøkkelen i biologien. Vitenskapen har beveget seg ganske sakte mot matrisestrukturen til den genetiske koden. Siden oppdagelsen av den doble spiralstrukturen til DNA av J. Watson og F. Crick i 1953, begynte stadiet med å avdekke selve strukturen til koden, noe som førte til tro på naturens storhet. Den lineære strukturen til proteiner og den samme strukturen til DNA antydet tilstedeværelsen av en genetisk kode som en korrespondanse mellom to tekster, men skrevet vha. forskjellige alfabeter. Og hvis alfabetet til proteiner var kjent, ble DNA-tegnene gjenstand for studier av biologer, fysikere og matematikere.

Det er ingen vits i å beskrive alle trinnene for å løse denne gåten. Et direkte eksperiment som beviste og bekreftet at det er en klar og konsistent samsvar mellom DNA-kodoner og proteinaminosyrer ble utført i 1964 av C. Janowski og S. Brenner. Og så - perioden med å dechiffrere den genetiske koden in vitro (i et reagensrør) ved bruk av proteinsynteseteknikker i cellefrie strukturer.

Den fullstendig dechiffrerte koden til E. Coli ble offentliggjort i 1966 på et symposium med biologer i Cold Spring Harbor (USA). Da ble redundansen (degenerasjonen) av den genetiske koden oppdaget. Hva dette betyr er forklart ganske enkelt.

Dekodingen fortsetter

Innhenting av data om å tyde arvekoden var en av de viktigste hendelsene i forrige århundre. I dag fortsetter vitenskapen å studere mekanismene til molekylære kodinger og dens systemiske egenskaper og overskudd av tegn, som uttrykker degenerasjonsegenskapen til den genetiske koden. En egen studiegren er fremveksten og utviklingen av systemet for koding av arvestoff. Bevis på sammenhengen mellom polynukleotider (DNA) og polypeptider (proteiner) ga drivkraft til utviklingen av molekylærbiologi. Og det i sin tur til bioteknologi, bioingeniør, funn innen avl og plantedyrking.

Dogmer og regler

Hoveddogmet for molekylærbiologi er at informasjon overføres fra DNA til messenger-RNA, og deretter fra det til protein. I motsatt retning er overføring mulig fra RNA til DNA og fra RNA til et annet RNA.

Men matrisen eller grunnlaget forblir alltid DNA. Og alle andre grunnleggende trekk ved informasjonsoverføring er en refleksjon av denne matrisenaturen til overføring. Nemlig overføring gjennom syntesen av andre molekyler på matrisen, som vil bli strukturen for reproduksjon av arvelig informasjon.

Genetisk kode

Lineær koding av strukturen til proteinmolekyler utføres ved hjelp av komplementære kodoner (tripletter) av nukleotider, hvorav det bare er 4 (adein, guanin, cytosin, tymin (uracil)), som spontant fører til dannelsen av en annen kjede av nukleotider . Det samme antallet og kjemiske komplementariteten til nukleotider er hovedbetingelsen for en slik syntese. Men når et proteinmolekyl dannes, er det ingen kvalitetsmatch mellom mengde og kvalitet av monomerer (DNA-nukleotider er proteinaminosyrer). Dette er den naturlige arvelige koden - et system for å registrere sekvensen av aminosyrer i et protein i en sekvens av nukleotider (kodoner).

Den genetiske koden har flere egenskaper:

Trippelitet.
Entydighet.
Retningsmessighet.
Ikke-overlappende.
Redundans (degenerasjon) av den genetiske koden.
Allsidighet.

La oss gi Kort beskrivelse, med fokus på biologisk betydning.

Trippel, kontinuitet og tilstedeværelsen av stoppsignaler

Hver av de 61 aminosyrene tilsvarer en sansetriplett (triplett) av nukleotider. Tre trillinger har ikke aminosyreinformasjon og er stoppkodoner. Hvert nukleotid i kjeden er en del av en triplett og eksisterer ikke alene. På slutten og i begynnelsen av kjeden av nukleotider som er ansvarlige for ett protein, er det stoppkodoner. De starter eller stopper translasjon (syntesen av et proteinmolekyl).

Spesifisitet, ikke-overlapping og ensrettethet

Hvert kodon (triplett) koder for kun én aminosyre. Hver triplett er uavhengig av sin nabo og overlapper ikke. Ett nukleotid kan inkluderes i bare en triplett i kjeden. Proteinsyntese skjer alltid i bare én retning, som reguleres av stoppkodoner.

Redundans av den genetiske koden

Hver triplett av nukleotider koder for én aminosyre. Det er totalt 64 nukleotider, hvorav 61 koder for aminosyrer (sansekodoner), og tre er tull, det vil si at de ikke koder for en aminosyre (stoppkodoner). Redundansen (degenerasjonen) av den genetiske koden ligger i det faktum at det i hver triplett kan gjøres substitusjoner - radikale (fører til erstatning av en aminosyre) og konservative (ikke endre klassen til aminosyren). Det er lett å beregne at hvis 9 substitusjoner kan gjøres i en triplett (posisjon 1, 2 og 3), kan hvert nukleotid erstattes med 4 - 1 = 3 andre alternativer, da Total mulige alternativer nukleotidsubstitusjoner vil være 61 x 9 = 549.

Degenerasjonen av den genetiske koden manifesteres i det faktum at 549 varianter er mye mer enn det som trengs for å kode informasjon om 21 aminosyrer. Dessuten, av 549 varianter, vil 23 substitusjoner føre til dannelse av stoppkodoner, 134 + 230 substitusjoner er konservative og 162 substitusjoner er radikale.

Regel for degenerasjon og eksklusjon

Hvis to kodoner har to identiske første nukleotider, og de resterende er representert av nukleotider av samme klasse (purin eller pyrimidin), så bærer de informasjon om den samme aminosyren. Dette er regelen for degenerasjon eller redundans av den genetiske koden. To unntak er AUA og UGA - det første koder for metionin, selv om det skal være isoleucin, og det andre er et stoppkodon, selv om det skal kode for tryptofan.

Betydningen av degenerasjon og universalitet

Det er disse to egenskapene til den genetiske koden som har størst biologisk betydning. Alle egenskapene som er oppført ovenfor er karakteristiske for den arvelige informasjonen til alle former for levende organismer på planeten vår.

Degenerasjonen av den genetiske koden har adaptiv betydning, som multiple duplisering av koden for en aminosyre. I tillegg betyr dette en reduksjon i signifikans (degenerasjon) av det tredje nukleotidet i kodonet. Dette alternativet minimerer mutasjonsskade i DNA, noe som vil føre til grove brudd i proteinstrukturen. Dette forsvarsmekanisme levende organismer på planeten.

Kunnskapsdepartementet Den russiske føderasjonen Føderalt byrå av utdanning

Stat utdanningsinstitusjon høyere yrkesopplæring"Altai-staten teknisk universitet dem. I.I. Polzunov"

Institutt for naturvitenskap og systemanalyse

Sammendrag om emnet "Genetisk kode"

1. Konseptet med genetisk kode

3. Genetisk informasjon

Bibliografi

1. Konseptet med genetisk kode

Genetisk kode - karakteristisk for levende organismer ett system registrering av arvelig informasjon i nukleinsyremolekyler i form av en sekvens av nukleotider. Hvert nukleotid er betegnet med en stor bokstav, som begynner navnet på den nitrogenholdige basen som er inkludert i sammensetningen: - A (A) adenin; - G (G) guanin; - C (C) cytosin; - T (T) tymin (i DNA) eller U (U) uracil (i mRNA).

Implementeringen av den genetiske koden i en celle skjer i to stadier: transkripsjon og translasjon.

Den første av dem forekommer i kjernen; den består i syntese av mRNA-molekyler ved de tilsvarende delene av DNA. I dette tilfellet blir DNA-nukleotidsekvensen "omskrevet" til RNA-nukleotidsekvensen. Det andre stadiet finner sted i cytoplasmaet, på ribosomer; i dette tilfellet blir sekvensen av nukleotider til mRNA oversatt til sekvensen av aminosyrer i proteinet: dette stadiet skjer med deltakelse av overførings-RNA (tRNA) og de tilsvarende enzymene.

2. Egenskaper til den genetiske koden

1. Trippel

Hver aminosyre er kodet av en sekvens på 3 nukleotider.

En triplett eller kodon er en sekvens av tre nukleotider som koder for én aminosyre.

Koden kan ikke være monoplet, siden 4 (antall forskjellige nukleotider i DNA) er mindre enn 20. Koden kan ikke dublets, pga. 16 (antall kombinasjoner og permutasjoner av 4 nukleotider ganger 2) er mindre enn 20. Koden kan være triplett, fordi 64 (antall kombinasjoner og permutasjoner fra 4 til 3) er mer enn 20.

2. Degenerasjon.

Alle aminosyrer, med unntak av metionin og tryptofan, er kodet av mer enn én triplett: 2 aminosyrer av 1 triplett = 2 9 aminosyrer av 2 tripletter = 18 1 aminosyre 3 tripletter = 3 5 aminosyrer av 4 tripletter = 20 3 aminosyrer av 6 tripletter = 18 Totalt 61 tripletter koder for 20 aminosyrer.

3. Tilstedeværelse av intergene skilletegn.

Et gen er en del av DNA som koder for én polypeptidkjede eller ett molekyl av tRNA, rRNA eller sRNA.

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

På slutten av hvert gen som koder for et polypeptid er det minst ett av 3 stoppkodoner, eller stoppsignaler: UAA, UAG, UGA. De avslutter sendingen.

Konvensjonelt hører AUG-kodonet, det første etter ledersekvensen, også til tegnsettingstegn. Den fungerer som en stor bokstav. I denne posisjonen koder den for formylmetionin (i prokaryoter).

4. Entydighet.

Hver triplett koder bare for én aminosyre eller er en translasjonsterminator.

Unntaket er AUG-kodonet. I prokaryoter, i den første posisjonen (stor bokstav) koder den for formylmetionin, og i enhver annen posisjon koder den for metionin.

5. Kompakthet eller fravær av intragene skilletegn.

Innenfor et gen er hvert nukleotid en del av et signifikant kodon.

I 1961 Seymour Benzer og Francis Crick beviste eksperimentelt trippelnaturen til koden og dens kompakthet.

Essensen av eksperimentet: "+" mutasjon - innsetting av ett nukleotid. "-" mutasjon - tap av ett nukleotid. En enkelt "+" eller "-" mutasjon i begynnelsen av et gen ødelegger hele genet. En dobbel "+" eller "-" mutasjon ødelegger også hele genet. En trippel "+" eller "-" mutasjon i begynnelsen av et gen ødelegger bare en del av det. En firedobbel "+" eller "-" mutasjon ødelegger igjen hele genet.

Eksperimentet beviser at koden er triplett og det er ingen skilletegn inne i genet. Eksperimentet ble utført på to tilstøtende faggener og viste i tillegg tilstedeværelsen av skilletegn mellom genene.

3. Genetisk informasjon

Genetisk informasjon er et program av egenskapene til en organisme, mottatt fra forfedre og innebygd i arvelige strukturer i form av en genetisk kode.

Det antas at dannelsen av genetisk informasjon fulgte følgende skjema: geokjemiske prosesser - mineraldannelse - evolusjonær katalyse (autokatalyse).

Det er mulig at de første primitive genene var mikrokrystallinske leirekrystaller, og hvert nye lag med leire er bygget i samsvar med de strukturelle trekkene til det forrige, som om de mottar informasjon om strukturen fra det.

Implementeringen av genetisk informasjon skjer i prosessen med syntese av proteinmolekyler ved bruk av tre RNA: messenger-RNA (mRNA), transport-RNA (tRNA) og ribosomalt RNA (rRNA). Prosessen med informasjonsoverføring skjer: - gjennom en direkte kommunikasjonskanal: DNA - RNA - protein; og - gjennom kanalen tilbakemelding: miljø - protein - DNA.

Levende organismer er i stand til å motta, lagre og overføre informasjon. Dessuten har levende organismer et iboende ønske om å bruke informasjonen som mottas om seg selv og verden rundt dem så effektivt som mulig. Arvelig informasjon innebygd i gener og nødvendig for at en levende organisme skal eksistere, utvikle seg og formere seg, overføres fra hvert individ til dets etterkommere. Denne informasjonen bestemmer retningen for utviklingen av organismen, og i prosessen med dens interaksjon med miljøet, kan reaksjonen på individet forvrenges, og dermed sikre utviklingen av utviklingen av etterkommere. I prosessen med utviklingen av en levende organisme, oppstår ny informasjon og huskes, inkludert verdien av informasjon for den øker.

Under implementeringen av arvelig informasjon under visse betingelser eksternt miljø fenotypen av organismer av en gitt biologisk art dannes.

Genetisk informasjon bestemmer den morfologiske strukturen, vekst, utvikling, metabolisme, mental sminke, disposisjon for sykdommer og genetiske defekter i kroppen.

Mange forskere, som med rette understreket informasjonens rolle i dannelsen og utviklingen av levende ting, bemerket denne omstendigheten som et av hovedkriteriene for livet. Så V.I. Karagodin mener: "Å leve er en slik form for eksistens av informasjon og strukturene kodet av den, som sikrer reproduksjon av denne informasjonen under passende miljøforhold." Sammenhengen mellom informasjon og liv er også bemerket av A.A. Lyapunov: "Livet er en svært ordnet tilstand av materie som bruker informasjon kodet av tilstandene til individuelle molekyler for å utvikle vedvarende reaksjoner." Vår kjente astrofysiker N.S. Kardashev understreker også den informasjonsmessige komponenten i livet: "Livet oppstår takket være muligheten for å syntetisere en spesiell type molekyler som er i stand til å huske og bruke mest enkel informasjon om miljøet og deres egen struktur, som de bruker til selvbevaring, for reproduksjon og, viktigst for oss, for å skaffe mer mer informasjon." Økologen F. Tipler trekker oppmerksomheten mot denne evnen til levende organismer til å bevare og overføre informasjon i sin bok "Physics of Immortality": "Jeg definerer livet som en slags kodet informasjon som er bevart av naturlig utvalg." mener at hvis dette er slik, så er livsinformasjonssystemet evig, uendelig og udødelig.

Oppdagelsen av den genetiske koden og etableringen av molekylærbiologiens lover viste behovet for å kombinere moderne genetikk og darwinistisk evolusjonsteori. Dermed ble et nytt biologisk paradigme født - den syntetiske evolusjonsteorien (STE), som allerede kan betraktes som ikke-klassisk biologi.

De grunnleggende ideene til Darwins evolusjon med dens triade – arv, variabilitet, naturlig utvalg – i den moderne forståelsen av utviklingen av den levende verden er supplert med ideene om ikke bare naturlig utvalg, men et utvalg som er bestemt genetisk. Begynnelsen på utviklingen av syntetisk eller generell evolusjon kan betraktes som arbeidet til S.S. Chetverikov om populasjonsgenetikk, der det ble vist at det ikke er individuelle egenskaper og individer som er gjenstand for seleksjon, men genotypen til hele befolkningen, men det utføres gjennom de fenotypiske egenskapene til individuelle individer. Dette fører til at fordelaktige endringer sprer seg over hele befolkningen. Dermed realiseres evolusjonsmekanismen både gjennom tilfeldige mutasjoner på genetisk nivå og gjennom arv av de mest verdifulle egenskapene (verdien av informasjon!), som bestemmer tilpasningen av mutasjonstrekk til miljøet, og gir det mest levedyktige avkommet.

Sesongmessige klimaendringer, ulike naturlige eller menneskeskapte katastrofer på den ene siden fører de til en endring i hyppigheten av genrepetisjon i populasjoner og, som en konsekvens, til en reduksjon i arvelig variasjon. Denne prosessen kalles noen ganger genetisk drift. Og på den annen side, til endringer i konsentrasjonen av ulike mutasjoner og en reduksjon i mangfoldet av genotyper som finnes i befolkningen, noe som kan føre til endringer i retning og intensitet av seleksjon.

4. Dekoding av den menneskelige genetiske koden

I mai 2006 publiserte forskere som jobbet med å dechiffrere det menneskelige genomet et komplett genetisk kart over kromosom 1, som var det siste menneskelige kromosomet som ikke var fullstendig sekvensert.

Et foreløpig menneskelig genetisk kart ble publisert i 2003, som markerte den formelle fullføringen av Human Genome Project. Innenfor rammen ble genomfragmenter som inneholder 99% av menneskelige gener sekvensert. Nøyaktigheten av genidentifikasjon var 99,99 %. Men da prosjektet ble fullført, var bare fire av de 24 kromosomene fullstendig sekvensert. Faktum er at i tillegg til gener inneholder kromosomer fragmenter som ikke koder for noen egenskaper og ikke er involvert i proteinsyntese. Rollen som disse fragmentene spiller i kroppens liv er fortsatt ukjent, men flere og flere forskere er tilbøyelige til å tro at studien deres krever den største oppmerksomheten.