Irsiy ma'lumotning kodi. Protein va nuklein kislotalar biosintezi
PrNK molekulasidagi (ba'zi viruslar -) protein molekulalarida (polipeptidlar) boshlang'ich tuzilishini (aminokislotali qoldiqlarni) tashkil etish (ba'zi viruslar) ni yozish tizimi. Genetik kodning DNKning genetik rolining isboti (O. AVERY AVERY AVERY ENGIN, M.TONFON, F. Crek, 1953 yil ) Genlar fermentlarning tuzilishi va funktsiyalarini aniqlaganidan so'ng, 1941 yil, 1941 yilgi fazoviy tuzilish va oqsil faolligiga bog'liqligini aniqladi Tuzilish (F. Senger, 1955). 4 ta bazaning kombinatsiyasi haqidagi savol nuklein kislotalar Polpeptidlarda 20 oddiy aminokislota qoldiqlarining o'zgarishi aniqlang, avval 1954 yilda Gamovni joylashtiring.
Eksperimentga asoslanib, nukleotid juftligini, 1961 yildagi bakteriofage-ning (1961 yildagi boshqa olimlar), genetik kodning umumiy xususiyatlarini aniqladi: uchtang uzunligi, ya'ni har bir aminona Polypeptide palissi polipeptide palissiyasining qoldiqlari gen DNKdagi uchta asos (uchta yoki kodon) to'plamiga to'g'ri keladi; Gen ichidagi kodni o'qish belgilangan nuqtadan, bir yo'nalishda va "vergulsiz", ya'ni kodlar bir-biridan ajratilmagan; Degeneratsiya yoki ortiqcha xarajatlar - bir xil aminokislota qoldiqlari bir nechta kodlarni (kodon sinonimlari) kodlashi mumkin. Mualliflar kodlar bir-biriga mos kelmasligini taklif qilishdi (har bir baza faqat bitta kodonga tegishli). Sintetik Matrix Rna (MRNA) tomonidan Clearsilli protein sintez tizimidan foydalanib, uch tvoreklar kodlash qobiliyatini to'g'ridan-to'g'ri o'rganish davom ettirildi. 1965 yilga kelib, genetik kod C. Ochua, M. Nirenberg va X. G. Korananing asarlarida to'liq tiklandi. Genetik kod sirini oshkor qilish XX asrda biologiyaning eng yaxshi yutuqlaridan biri bo'ldi.
Hujayradagi genetik kodni amalga oshirish ikki matritsa jarayonida sodir bo'ladi - transkripsiya va efir. Genom va protein orasidagi vositachi - MRNA tranziteratsiya jarayonida DNK iplaridan biri bo'lgan. Bunday holda, DNK bazasi asosiy oqein tuzilishi, "qayta yozadi" MRNA bazalari ketma-ketligi sifatida "qayta yozadi". Keyin ribosomalarni uzatish paytida MRNA nukleotidlarining ketma-ketligi RNN tomonidan o'qiladi (trNA). Ikkinchisiga ko'ra, aminokislota qoldiqlari biriktirilgan va adapterning oxiri yoki mos keladigan Arna Codonni taniydigan siton uchi. Kodonning va anti-kodning o'zaro ta'siri bazaning qo'shimcha juftlashishi asosida sodir bo'ladi: adenin (a) - Uracil (G) - Cytosine (C); Bunday holda, mrna bazalarining ketma-ketligi sintezlangan proteinning aminokislotasi ketma-ketligiga tarjima qilinadi. Turli xil organizmlar bir xil aminokislotalar uchun turli kodlar turli xil chastotalar bilan sinonimlar uchun ishlatiladi. Polpeptide zanjirni polpeptide zanjiri aminokislota uchun mos keladigan koddan boshlanadi (boshlandi). Kodlarni qo'zg'atgan holda ko'pincha prokaryotalarda kamroq, gug (leycin), AUA (ISCEYFINE), ACG (izoline), cock (leucin). Bu ramka yoki fazali deb atalganni belgilaydi, ya'ni MRNA-ning butun yadro uchastkasida uchlik uchi bo'yicha Truning uchastkasini uch marotaba o'qiydi, ular tez-tez yuboriladi STOP CHANDS: UAA, UAAG, UGA (jadval). Ushbu uchastkalarni o'qish palapeptide zanjirining sintezi tugashiga olib keladi.
Kod e'lon qiling va blokirovka polpepeptidlarni kodlashda va MRNA bo'limlarining oxirida mos keladi.
Genetik kod - bu kvazi-universal. Bu shuni anglatadiki, turli xil ob'ektlardan ba'zi kodlar qiymatidagi kichik tafovutlar mavjud va bu, birinchi navbatda, mazmunli bo'lishi mumkin bo'lgan terminatorlarni; Masalan, ba'zi eukovondriyada va MyCoplasmas-da, UGA kodlari triptofan. Bundan tashqari, ba'zi mrna bakteriyalari va elinalarida UGA g'ayrioddiy aminokislota - "Beagurstein" va arxaebolateriyadan birida - pirroliz.
O'z nuqtai nazaridan ko'ra, genetik kod tasodifiy ("muzlatilgan ish" gipotezasi) ko'rinishi mavjud. U rivojlanganligi ko'proq ehtimol. Mitaxondriyada o'qilgan, sodda va, uchta uchta qoidaga ko'ra, "uchta uchta" qoidasiga ko'ra, aminokislotning faqat ikkitasi tomonidan aniqlangan kodning mavjudligi foydasiga. Uchta bazada uchta asos.
Yoritilgan .: crik f. A. haqida. Proteins // tabiat uchun genetik kodning umumiy tabiati. 1961. VOL. 192; Genetik kod. N., 1966 yil; Oh, m. Biologik kod. 1971 yil; INGET-AREAL S. G. Qanday qilib genetik kod: qoidalar va istisnolar // Zamonaviy tabiiy fanlar. M., 2000. T.; 8; Ratrer V. A genetik kodi tizim // Soroz o'quv jurnalining. 2000. T.. 6. № 3.
S. G.Nu-Huemomov.
Har qanday hujayra va tanada anatomik, morfologik va funktsional xususiyatlarning barcha xususiyatlari ularga kiritilgan oqsillar tarkibiga qarab belgilanadi. Tananing irsiy mulki ma'lum oqsillarni sintez qilish qobiliyatidir. Amino kislotalarida siyosati zanjirida joylashgan, ulardan biologik belgilar bog'liq.
Har bir hujayra uchun DNK polynukleotide zanjiri xarakterli. Bu genetik DNK kodi. Bu orqali ma'lum oqsillarning sintezi to'g'risidagi ma'lumotlar qayd etiladi. Genetik kod, uning xususiyatlari va genetik ma'lumotlari ushbu maqolada tasvirlanganligi haqida.
Bir oz tarix
Ehtimol,, ehtimol, XX asrning o'rtalarida J. Gamov va A.Dun tomonidan tuzilgan g'oya. Ular ma'lum bir aminokislotaning sintezi uchun javobgar bo'lgan nuklotide ketma-ketligi kamida uch darajani o'z ichiga oladi deb tasvirlangan. Keyinchalik ular uchta nukleotidlarning aniq miqdorini isbotladilar (bu uchinchi uchlik yoki kodon deb nomlangan genetik kod birligi). Umumiy nukleotidlar oltmish to'rt, tsmon molekulalari, bu erda RNA uchraydigan kislota molekulalari to'rt xil nukleotidning qoldiqlaridan iborat.
Genetik kod nima
Nukleotidlar ketma-ketligi tufayli aminokislota oqsillarining ketma-ketligini kodlash usuli barcha tirik hujayralar va organizmlarga xosdir. Bu genetik kod nima.
DNKda to'rt yadro mavjud:
- adenine - a;
- guanin - r;
- sitosin - c;
- tiin-T T.
Ular lotin yoki (rus tilidagi adabiyotlarda) ruslar tomonidan kapital xatlar bilan belgilanadi.
RNKda to'rt nafar nukronidlar mavjud, ammo ulardan biri DNKdan farq qiladi:
- adenine - a;
- guanin - r;
- sitosin - c;
- uracil - W.
Barcha nukleotidlar zanjirlarga qurilgan va DNKga aylanib, DNKga o'girilib, RNNda.
Oqsillarni ma'lum bir ketma-ketlikda joylashgan joyga quriladi, uning biologik xususiyatlarini aniqlaydi.
Genetik kodning xususiyatlari
Uchlik. Genetik kod bloki uchta harfdan iborat, bu uchlik. Bu shuni anglatadiki, yigirmata mavjud aminokislotalar uchta o'ziga xos nukleotid bilan shifrlangan, ular kodlar yoki trilşlar deb ataladi. To'rt nukleotiddan yaratilishi mumkin bo'lgan oltmish to'rt kombinatsiya mavjud. Bu miqdor yigirma soniya kislotalarda kodlanish uchun etarli.
O'chirish. Har bir aminokislot kodimonlarga mos keladi, metionin va triptofan bundan mustasno.
Bir ma'nosiz. Bitta kodon bitta aminokislota shifrlaydi. Masalan, sog'lom odamning gemoglobinning beta-golida Geag-Gol-Cetlet-ning beta-maqsadi va kasal bo'lganlar bilan kasallangan kamqonlik, bitta nukleotid almashtiriladi.
Hal qilish. Aminokislota ketma-ketligi har doim genogrammada nukleotide surasiga to'g'ri keladi.
Genetik kod doimiy va ixcham, bu uning "tinish belgilari" yo'q degan ma'noni anglatadi. Ya'ni ma'lum bir kodidan boshlab, doimiy o'qish mavjud. Masalan, ANGGZUAAAGUG O'RNATILGAN: AGEN, GOG, Tsu, AA, Gug. Ammo ugg va boshqalar aks holda aks holda boshqacha bo'lmasin.
Universallik. Bu bitta erdagi organizmlar, odamlardan baliq, qo'ziqorin va bakteriyalar uchun mutlaqo.
Stol
Ushbu jadvalda barcha mavjud aminokislotalar mavjud emas. Gidroksiprop, gidroksilizin, fosozerin, yod ishlab chiqaradigan tirozin, sistin va ba'zi birlari esa M-RNA tomonidan kodlangan va translyatsiya natijasida proteinaning o'zgarishi natijasida hosil bo'lgan boshqa aminokislotalardan olingan va ular radiotinalar tomonidan efirni o'zgartirishdan keyin shakllangan.
Genetik kodning xususiyatlaridan, bitta kodimon bitta aminokislotani kodlash qobiliyatiga ega ekanligi ma'lum. Istisno qo'shimcha funktsiyalarni amalga oshiradi va kodi va metionin, genetik kodni amalga oshiradi. Kodon bilan boshlangan IRNA shakllantiruvchi T-RNA ni ilova qiladi, bu esa shakllantiruvchi shakllantiradi. Sintezni tugatgandan so'ng, u o'zini buzadi va metionin qoldiqiga aylantiradigan rasmiy qoldiqni ushlaydi. Shunday qilib, yuqorida keltirilgan kodlar polimpeptide zanjir sintezining tashabbuskorlari hisoblanadi. Agar ular boshida bo'lmasa, ular boshqalardan farq qilmaydi.
Genetik ma'lumotlar
Ushbu kontseptsiya bo'yicha ajdodlardan yuqadigan xususiyatlar dasturi nazarda tutilgan. Bu irsiylikka genetik kod sifatida yotqizilgan.
Bu oqsilning genetik kodini sintezida amalga oshiriladi:
- axborot va RNA;
- ribosomal rnn.
Ma'lumot to'g'ridan-to'g'ri havola (DNK RNN protein) va teskari (chorshanba-dra).
Organizmlar olish, saqlash, uzatish va eng samarali foydalanishlari mumkin.
Merosni o'tkazish, ma'lumot ma'lum bir organning rivojlanishini aniqlaydi. Ammo o'zaro ta'sir tufayli atrof-muhitga oid Ikkinchisining reaktsiyasi buzilishi va rivojlanishi tufayli buziladi. Shunday qilib, tanada yangi ma'lumotlar yotqizilgan.
Qonunlarni hisoblash molekulyar biologiya Va genetik kodni kashf etish genetikani Darvin nazariyasi bilan bog'lab qo'yish kerak, bunda darvin nazariyasi paydo bo'ldi sintetik nazariya Evolyutsiya - klassik bo'lmagan biologiya.
Irsiyat, o'zgaruvchanlik va tabiiy tanlanish Darvin genetik jihatdan belgilangan tanlov bilan to'ldirilgan. Evolyutsiya tomonidan amalga oshiriladi genetik darajasi Tasodifiy mutatsiyalar va atrof-muhitga eng mos keladigan eng qimmatli belgilarning merosi bilan.
Kodni aniqlash insonda
To'qqizinchi yillarda insoniyat genomiyasi loyihasi boshlandi, natijada ikki minginchi yillarda inson genlarining 99,99% genom parchalari ochildi. Noma'lumlar oqsillarning sintezida qatnashmaydigan va kodlanmagan. Ularning roli noma'lum.
Ikkinchisi 2006 yilda xromosoma 1 - bu eng uzoq. Uch yuz ellikta kasalliklar, shu jumladan saraton, shu jumladan buzilishlar va mutatsiyalar natijasida paydo bo'ladi.
Bunday tadqiqotlarning roli haddan tashqari baholash qiyin. Ular qanday genetik kodni topganlarida, qonunlar ishlab chiqilganidek, qonunlar ishlab chiqilgan, chunki morfologik tuzilishi, bir yoki boshqa kasalliklar, metabolizm va shaxslarning iloji boricha.
Genetik kod ostida DNK va RNC-ga to'g'ri keladigan nukleotid birikmalarining ketma-ketligini anglatuvchi bunday belgilar tizimini tushunish odatiy holdir. xakamlik tizimiProtein molekulasidagi aminokislota birikmalarining ketma-ketligini ko'rsatadi.
Bu muhim!
Olimlar genetik kodning xususiyatlarini o'rganishga muvaffaq bo'lishganida, universallik asosiylardan biri hisoblanadi. Ha, g'alati, bu etarli, hamma narsa bitta, universal, umumiy genetik kodni birlashtiradi. U katta vaqt oralig'ida shakllangan va jarayon taxminan 3,5 milliard yil oldin tugagan. Shunday qilib, bugungi kunda tug'ilgan paytdan boshlab uning evolyutsiyasining izlari kuzatilishi mumkin.
Agar genetik koddagi elementlar ketma-ketligi haqida aytganda, bu tartibsiz emas, balki qat'iy belgilangan tartibda. Va bu shuningdek, genetik kodning xususiyatlarini aniqlaydi. Bu so'zlarda harflar va hecelementlarning joylashuviga tengdir. Bu odatiy tartibni buzishga arziydi va biz kitoblar yoki gazeta sahifalarida o'qiymiz biz bema'ni Abrakadabaga aylanadi.
Genetik kodning asosiy xususiyatlari
Odatda, kod har qanday ma'lumotni maxsus tarzda shifrlaydi. Kodni aniqlash uchun siz bilishingiz kerak farqlovchi xususiyatlar.
Shunday qilib, genetik kodning asosiy xususiyatlari:
- uchlik;
- degeneratsiya yoki ortiqcha xarajatlar;
- bir ma'nosiz;
- uzluksizligi;
- yuqoridagi ko'p qirrali allaqachon aytib o'tgan.
Har bir mulk haqida to'xtalaylik.
1. Uchrashuv
Bu uchta nukleotid birikmalari molekula ichidagi ketma-ket zanjirni shakllantirganda (I.E. DNK yoki RNN). Natijada, uchastka kislotalari, peptid tutqichidagi joylashgan joylardan birini uch marta ulanish yaratiladi yoki kodlaydi.
Kodlar mavjud (ular kod so'zlari!) Ularning tarkibiga kiritilgan azotli birikmalar (yadleotidlar).
Genetikada 64 ta kodi partiyasini ajratish odatiy holdir. Ular har biri 3 turdagi nukleotidlarning 3 turlari kombinatsiyasini shakllantirishlari mumkin. Bu 4-raqamni uchinchi darajali qurishga mos keladi. Shunday qilib, 64-nukleotid kombinatsiyasining shakllanishi mumkin.
2. Genetik kodning ortiqchalanishi
Ushbu mulk bir nechta kodlar bitta aminokislotani shifrlash uchun odatda 2-6 ichida kodlash kerak bo'lganda kuzatiladi. Bir uchlikdan foydalanib, faqat triptofan kodlangan bo'lishi mumkin.
3. Reviotizta emas
Bu genetik kodning xususiyatlariga sog'lom irodaning ko'rsatkichi sifatida kiradi. Masalan, qonning yaxshi holati, normal gemoglobin haqida shifokorlarga prinelplet-ga oltinchi o'rinda aytib berishi mumkin. Bu gemoglobin haqida ma'lumot olib, u ham kodlanadi va agar odam kamqonlik bilan kasal bo'lsa, nukleotidlardan biri kodning boshqa harfi bilan almashtiriladi - bu kasallik signalidir.
4. uzluksizlik
Genetik kodning ushbu xususiyatini yozayotganda, zanjirli aloqa aloqalari uzoqda emas, balki to'g'ridan-to'g'ri yaqinlikda, bir-birining yadro kislotasi palislarida bir-birining bir-biriga yaqinlashayotganini yodda tutilishi kerak. Hech qanday bosh yoki oxiri yo'q.
5. Universallik
Er yuzidagi hamma narsa umumiy genetik kod bilan birlashganligini hech qachon unutmaslik kerak. Shunday qilib, Prima va inson, Hasharotlar va qushlar, Baobab va portlash er ostidagi portlashda bir xil aminokislotalar bilan o'ralgan.
Bu genlarda ma'lum bir tananing xususiyatlari to'g'risidagi asosiy ma'lumotlar qo'yildi, bu tananing avvalgi va genetik kod sifatida mavjud bo'lganlar uchun meros bo'lib o'tadi.
Avvalroq, nukleotidlar er yuzidagi hayotni shakllantirish uchun, agar bitta polybolotid zanjiri eritmasi bo'lsa, ikkinchi (parallelel) zanjiri eritmaida, bir soniya (parallelel) zanjirni shakllantirish jarayoni bo'lsa Tegishli nukleotidlarni qo'shimcha ulash. Xuddi shu miqdordagi nukleotidlar, ikkalasi ham zanjirbandliklar va ularning kimyoviy munosabatlari ushbu turdagi reaktsiyalarni amalga oshirishning ajralmas shartidir. Biroq, IRNA-dan ma'lumot kiritilsa, har qanday nutqning oqsil tuzilmasida tamoyilga rioya etilishi mumkin bo'lmagan oqsil tuzilmasida amalga oshirilgan protein sintezida amalga oshiriladi. Bu IRNAda, shuningdek, monomerlar sonini, balki juda muhim, ular orasida tarkibiy o'xshashlik, ular orasida tarkibiy o'xshashlik mavjud emasligi sababli (nuklotidning boshqa tomoni bilan) ). Bu holda polyliplotid tarkibiga polpeptide tarkibiga polpeplotiddan aniq ma'lumotning yangi printsipini yaratish kerak. Evolyutsiyada bunday printsip yaratildi va uning tashkil topgan genetik kod yaratildi.
Genetik kod - bu DNKdagi aminokislotalarga mos keladigan aminokislotalarga mos keladigan axloqiy kislota molekulalarida irsiy kislota molekulalarida irsiy kislota molekulalarini yozib olish tizimi.
Genetik kod bir nechta xususiyatlarga ega.
Uchlik.
Degeneratsiya yoki ortiqcha narsa.
Bir ma'nosiz.
Qutblilik.
Induktsiya qilinmaydigan.
Ixchamlik.
Universallik.
Shuni ta'kidlash kerakki, ba'zi mualliflar nukleotid kodining kimyoviy xususiyatlari yoki tananing oqsillarida individual aminlik kislotasining kimyoviy xususiyatlari bilan bog'liq bo'lgan kodning boshqa xususiyatlarini taklif qilishadi. Biroq, bu xususiyatlar yuqoridan oqib chiqadi, shuning uchun biz ularni o'sha erda ko'rib chiqamiz.
ammo. Uchlik. Genetik kod, juda ko'p qiyin, uyushgan tizimning eng kichik tarkibiy va eng kichik funktsional birligi mavjud. Triplet - genetik kodning eng kichik tarkibiy qismi. U uchta nukleotiddan iborat. Kod - genetik kodning eng kichik funktsional birligi. Qoida tariqasida, kodlar Innk Tripels deb nomlanadi. Genetik kodda kanson bir nechta funktsiyalarni bajaradi. Birinchidan, uning asosiy vazifasi shundaki, u bitta aminokislotani kodlaydi. Ikkinchidan, kashf aminokislota kodini kodlamasligi mumkin, ammo bu holda u boshqa funktsiyani bajaradi (pastga qarang). Ta'rifdan ko'rinib turibdiki, Triplet - bu xarakterlaydigan tushuncha boshlang'ich tarkibiy birlik genetik kod (uchta nukleotid). Kod - xarakterlaydi boshlang'ich semantik birlik Genom - uchta nukleotidlar bitta aminokislotaning polipeptide zanjiriga qo'shilishini aniqlaydi.
Boshlang'ich tarkibiy qism birinchi bo'lib nazariy jihatdan ajratilgan va keyin uning mavjudligi eksperimental tasdiqlangan. Va haqiqatan ham 20 ta aminokislotalar bir yoki ikkita nukleotid bilan kodlanmaydi. Ikkinchisi atigi 4. To'rtinchi ning uchta nukleotidi tirik organizmlarda mavjud aminokislotalarning soniga mos keladigan 4 3 \u003d 64 variantini (1 yorlig'iga qarang).
64-jadvalda keltirilgan nukleotide kombinatsiyasi ikkita xususiyatga ega. Birinchidan, uch kishi uchinchi variantidan atigi 61 ta kodlar yoki shifrlash, ular deb nomlanadi semantik kodonlar. Uchta uch qirrali kodlanmaydi
1-jadval.
Axborot kodeksi RNN va tegishli aminokislotalar
|
O s n o v a n i k o d o n o |
|||||
|
Bema'ni gap |
Bema'ni gap |
||||
|
Bema'ni gap | |||||
|
Uchrashdi. |
|||||
|
Shpal |
|||||
aminokislotalar telekanalni tugatish signallarini to'xtatadi. Bunday uchliklari uch - Uaa, uag, uigUlarga "ma'nosiz" deb nomlanadi (bema'ni kodlar). Bir nukleotidni boshqasiga almashtirish bilan bog'liq mutatsiya natijasida sezgir zino semantik kansondan yuzaga kelishi mumkin. Ushbu turdagi mutatsiya deyiladi bema'ni gap. Agar gen ichida bunday to'xtatish signali shakllangan bo'lsa (uning ma'lumot qismida), unda proteinning sintezi paytida doimo to'xtatiladi - faqat birinchi (to'xtatish signasidan oldin). Proteinning bir qismi sintez qilinadi. Bunday patologiyaga chalingan odam, bu etishmovchilik bilan bog'liq bo'lgan oqsil va alomatlar paydo bo'ladi. Masalan, ushbu turdagi mutatsiya gemoglobinning beta-zanjirini kodlashda aniqlangan. Qisqartirilgan nemislobinning qisqartirilgan faol bo'lmagan zanjiri tezda yo'q qilinadi. Natijada, beta-zanjir bo'lmagan eriteka hosil bo'ladi. Bunday molekula o'z vazifalarini to'liq bajarishi mumkinligi aniq. Bu kasallik birinchi bo'lgan O'rta er dengizi - bu kasallik kashf etilgan O'rta er dengizi - O'rta er dengizi shimolidagi jiddiy kasallik mavjud.
START-kodlardan foydalanish mexanizmi semantik kodonlar ta'siridan farq qiladi. Bu barcha kodlar uchun aminokislota kislotalarini kodlashi uchun tegishli trek topildi. Bema'ni kodlar, trNe topilmadi. Binobarin, protein sintezini to'xtatish jarayonida TRNA qatnashmaydi.
KodiAvgust (ba'zan bakteriyalar ba'zan Google) nafaqat aminokislota va valinni kodlash, balki butashabbuskor efirga uzatildi .
b. Degeneratsiya yoki ortiqcha narsa.
61 ta uchastkalarning 61 tasi 20 ta amin kislotalar bilan kodlanadi. Aminokislotalar miqdori miqdoridan uch marta ko'p vaqtdan oshib ketadi, shuni ko'rsatadiki, ikkita kodlash variantlaridan ma'lumotni uzatish uchun ishlatilishi mumkin. Birinchidan, 20 ta aminokislotalarni kodlashda va faqat 20 va ikkinchidan, aminokislotalar bir necha kodlar bilan kodlanishi mumkin emas. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, tabiat oxirgi variantni ishlatgan.
Uning afzal ko'rganligi aniq. Agar aminokislotalar kodlashda 64 ta variantidan atigi 20, keyin 44 tribut (64 dan) uchraydi (64 dan 64). I.E. ma'nosiz (bema'ni kodlar). Ilgari biz hujayraning hayoti uchun xavfli bo'lganligimizni ko'rsatdik, Kodinglash uchastkasini almashtirish natijasida o'zgaruvchan RNN polimerazi normal ishlashi, natijada kasalliklarning rivojlanishiga olib keladi. Hozirgi vaqtda bizning bizning janobimizda uchta kodi ma'nosiz, ammo endi bema'ni kodlar soni taxminan 15 baravar ko'payadi. Bunday vaziyatda, noqonuniy kodlarning bema'ni kodlaridagi o'tishi juda yuqori bo'ladi.
Bir qator aminokislota kodi bir nechta uch tvitka bilan kodlangan kod degeneratsiya yoki ortiqcha deb ataladi. Deyarli har bir aminokislot bir necha kodlarga to'g'ri keladi. Shunday qilib, aminokislota leyti oltita uch tomonlama - UUA, UG, CSU, CSU, Zug. Valin to'rt uch marotaba, fenilalanin tomonidan kodlanadi - ikkita va faqat triptofan va metioninbitta kodon tomonidan kodlangan. Turli xil belgilar bilan bir xil ma'lumotlarni qayd etish bilan bog'liq bo'lgan mulk deb nomlanadi o'chirish.
Bir aminokislota uchun mo'ljallangan kodlar soni oqsillarda aminokislotalar paydo bo'lish chastotasida yaxshi bog'liqdir.
Va bu ehtimol tasodifan emas. Oqsilda aminokislotalarning paydo bo'lishi chastotasi shunchalik ko'p bo'lsa, ushbu aminokislotaning genome-dagi kashfiyoti shunchalik ko'pki, Mutagenik omillarga zarar etkazishi ehtimoli ko'proq. Shuning uchun, mutatsiyalangan kodon o'zining yuqori dog'lari bilan aimino kislotasini qisqartirish uchun ko'proq imkoniyatlarga ega. Ushbu pozitsiyalar yordamida genetik kodning buzilishi, himoyadan zarardan himoyalanish mexanizmi.
Shuni ta'kidlash kerakki, degekeratyatsiya molekulyar genetika va boshqa ma'noda qo'llaniladi. Shunday qilib, Kodondagi ma'lumotlarning asosiy qismi dastlabki ikki nukleotidga tushadi, kodonning uchinchi pozitsiyasida bazasi keraksiz bo'ladi. Ushbu hodisa "uchinchi bazaning buzilishi" deb nomlanadi. Ikkinchisi, mutatsiyalarning ta'sirini minimallashtiradi. Masalan, qonning asosiy funktsiyasi o'pkadan to'qima va karbonat angidridgacha kislorodni to'qimalardan osonlikka o'tkazishdir. Ushbu funktsiyani har bir eritrotsitning sitoplazmasini to'ldiradigan nafas olish pigmentini bajaradi. U protein qismidan iborat - bu tegishli genom tomonidan kodlangan globin. Gemoglobin molekulasidagi proteinga qo'shimcha ravishda temirni o'z ichiga olgan temir ichiga kiradi. Globin genidagi mutatsiyalar turli gemoglobinning turli xil parametrlarining paydo bo'lishiga olib keladi. Ko'pincha mutatsiyalar bilan bog'liq yangi kodon genidagi boshqa yadlotidni boshqasiga almashtirishGemoglobin polpeptid zanjirida yangi aminokislota kodini kodlashi mumkin. Uch safarda, mutatsiya natijasida har qanday nukleotidni almashtirish mumkin - birinchi, ikkinchi yoki uchinchi. Bir necha yuzlab mutatsiyalar - Globin genlarining yaxlitligiga ta'sir qiladi. Haqida 400 bularning genida yagona nukleotidlarni va palapardga tegishli aminokislota almashtirish bilan almashish bilan bog'liq. Bularning faqat 100 o'zgarishlar gemoglobinning beqarorligi va o'pkadan har xil kasalliklarning keskin og'irligiga olib keladi. 300 (taxminan 64%) almashtirish mutatsiyalari gemoglobin funktsiyasiga ta'sir qilmaydi va patologiyaga olib kelmaydi. Buning sabablaridan biri bu yuqorida aytib o'tilgan "Uchinchi bazaning buzilishi", Leykin, Arginin va boshqa aminokislotalarda uchinchi nukronni almashtirishda yuqorida ko'rsatilgan "uchinchi bazaning buzilishi". sinonim, bir xil aminokislota. Fenotipik ravishda bunday mutatsiya aniqlanmaydi. Bundan farqli o'laroq, 100% hollarda uchlikdagi birinchi yoki ikkinchi nukleotidni almashtirish gemoglobinning yangi versiyasining paydo bo'lishiga olib keladi. Ammo bu holda, og'ir fenotiplar buzilishi bo'lmasligi mumkin. Buning sababi - gemoglobindagi aminokislotadagi birinchi fizik-kimyoviy xususiyatlardan boshqa o'xshashliklarga almashtirish. Masalan, agar aminokislotasi gidrofil xususiyatlarga ega bo'lsa, boshqa aminokislotasi bilan almashtirilsa, lekin bir xil xususiyatlarga ega.
Gemoglobin gem tetiklantiruvchi guruhidan iborat (kislorod va karbonat angidli molekulalari) va protein - globin bilan bog'liq. Voyaga etgan gemoglobin (HVA) ikkita bir xil mavjud - odamlar va ikkitasi -PI. Molekula - Ceping 141 ta aminokislota qoldiqlari mavjud, - 146, - I. -PI ko'plab aminokislotalar qoldiqlarida farq qiladi. Har bir globin zanjirining aminokislotasi ketma-ketligi o'z genomi bilan kodlanadi. Gen kodlash - Kisk elkamada 16 xromosomalarda joylashgan. -Ren - 11 xromosomaning qisqa elkasida. Gen kodlashida almashtirish - birinchi yoki ikkinchi nukleotidening gemoglobin oqsildagi yangi aminokislotalarning paydo bo'lishiga olib keladi, ammo bemorning gemoglobin funktsiyalari va bemor uchun og'ir oqibatlarga olib keladi. Masalan, "Y" dagi TSAA safarlaridan birida "C" ni almashtirish Yau ning yana bir aminpotpik ravishda yangi kasallikka olib keladi .. shunga o'xshash. 63 pozitsiyasida almashtirish - Tirozindagi polipeptid gemoglobinga olib keladi. MetMeoglobinemiya rivojlanmoqda. Almashtirish natijasida, 6-pog'onada ohangda glutamik kislota -PI - bu eng qiyin kasallik - o'roq hujayrasi anemiyasi. Biz qayg'uli ro'yxatni davom ettiramiz. Shuni ta'kidlaymizki, birinchi ikkita nukleotidlarni almashtirishda aminokislota avvalgisiga o'xshash fizik-kimyo xususiyatlarida paydo bo'lishi mumkin. Shunday qilib, 2-yybleotidni glutamik kislota (gaa) kodini kodlash uchun almashtirish "Y" dagi "Y" dagi yangi kodlash valinning paydo bo'lishiga va "A" uchinchi uchastkasini "A" uchinchi uchastkasini "AAA" likpletsiyasini "AASE" likpletikasini "AAA" uchastkalarini "AAA" uchastkasini "AASINE" likpletikasini "AAA" uchastkasini "AAA" uchastkasini "AASE" likpletsiyasini "AAA" uchastkasini "AAA" uchastkasini "AASE" likpletini "AASE" likpletikasini "AAA" likpletsiyasini "AAA" uchastkasini "AAA" uchastkasini "AAA" uchastkasini "AAA" uchastkasini "AAA" uchastkasini "AAA" uchastkasini "AAA" uchastkasini "AASE" likpletsiyasini "AASE" ni "AASE" likpletini "AASINE Ksilota lyine" shakllanishiga olib keladi. Glutamik kislota va lizin fizik-kimyoviy xususiyatlarga o'xshash - ular ikkala gidrofiliy. Valin - bu gidrofobik aminokislota. Shuning uchun gidrofob rangli glutamik kislota almashinuvi kamqonlik kamemiyasining rivojlanishiga, gemoglobinning funktsiyasini kamroq o'zgartiradi - Bemorlar moliq qirg'in shakliga ega. Uchinchi bazani almashtirish natijasida yangi Triplet Sobiq sifatida aimino kislotasini kesib tashlashi mumkin. Masalan, agar TSAA Uracil Citosin bilan almashtirilsa va tsmatlar uchi bo'lsa, deyarli fenotipik o'zgarishlar bo'lmaydi. Bu tushunarli, chunki Ikkala uch marotaba ham bir xil aminokislota - gistidin kodini qayerdan kodlaydilar.
Xulosa qilib aytganda, genetik kodning buzilishi, general pozitsiyaning uchinchi bazasi depozitda DNK va RNNning noyob tuzilishida evolyutsiya qilingan himoya mexanizmlari.
ichida. Bir ma'nosiz.
Har bir safar (ma'nosizlardan tashqari) faqat bitta aminokislota kodini kodlaydi. Shunday qilib, kashfiyot yo'nalishi bo'yicha - aminokislota, genetik kod bir ma'nosiz, aminokislota - ankson yo'nalishi - noaniq (yomon).
Aniq
Aminokislota kodi
Yomonlamoq
Va bu holda, genetik kodda aniqlikning aniqligi aniq. Xuddi shu kashfiyot paytida turli xil tazyiq bilan turli xil aminokislotalar protein zanjiri va oqsillar tarkibida turli xil boshlang'ich tuzilmalar va boshqa funktsiyalar bilan shakllangan. Hujayralarning metabolizmi "bir gen - bir nechta poypepsid" rejimiga o'tishi mumkin. Bunday vaziyatda genlarning me'yoriy funktsiyasi butunlay yo'qoladi.
chidamlilik
DNK va IRNA-dan ma'lumot o'qish faqat bir yo'nalishda sodir bo'ladi. Placulevlik eng yuqori tartib (o'rta, uchlamchi va boshqalar) tuzilmalarini aniqlash uchun muhimdir. Avvalroq, biz quyi tartibdagi inshootlarning quyi tartibli inshootlarni aniqlaganligi haqida gaplashdik. Oqsillardagi yuqori tartibning uchinchi tartibi va tarkibi RAPOPEUS yoki Ribosomadan polipepeptide zanjiridan chiqib ketishi bilanoq darhol shakllanadi. RNN yoki Polypeptidening erkin uchi uchli tuzilishni egallagan paytda, zanjirning boshqa uchi DNKda sintez qilinmoqda (agar RRNAsient tarjima qilingan bo'lsa).
Shuning uchun, o'qish ma'lumotlarini bir xil darajada o'qish (RNN va Protein sintezi bilan) sintez qilingan moddada nukleotidlar yoki aminokislotalar sintezi, balki o'rta, uchlamchi va boshqalar keskin aniqlash uchun ham juda muhimdir. tuzilmalar.
d. Nosozlik.
Kod bir-biriga zid va bir-biriga zid bo'lmasligi mumkin. Ko'pgina organizmlar kod mos kelmaydi. Ba'zi bir rasmlarda topilgan qoplamali kod.
Qabul qilmaydigan kodning mohiyati shundan iboratki, bitta kodonning nukronoti bir vaqtning o'zida boshqa kodonning nukleotidi bo'lishi mumkin emas. Agar kod bir-biriga zid bo'lsa, unda ettita nukleotidlar (mehmon-alanin) (Alanin-alanin) ning ketma-ketligi (Alanin-alanin) (Ani-Fight) yoki bir-biriga yaqin bitta nukleotid (guruch 33, b) yoki besh (agar ikkita nukleotidlar keng bo'lsa) (33-rasmga qarang). So'nggi ikki holatda har qanday nukleotidning mutatsiyasi ikki, uch va boshqalarning ketma-ketligi buzilishiga olib keladi. Aminokislotalar.
Biroq, bitta nukleotidning mutatsiyasi har doim bitta aminokislotaning polipepti-ga kirishni buzishi aniqlandi. Bu kod bir-biriga zid bo'lmagan narsaning foydasi bo'yicha muhim dalildir.
34-rasmda tushuntirib beraylik. Qalin chiziqlar bir-biriga zid va bir-biriga zid bo'lgan po'rtlarni kodlashni kamaytiradi. Tajribalar genetik kod bir-biriga zid emasligini aniq ko'rsatdilar. Tajriba tafsilotlariga kirmasdan, agar siz nukleotide ketma-ketligida almashtirsangiz (34-rasm) uchinchi nukleotidW. (notanish odam sifatida belgilangan), boshqalarida:
1. To'llashtirilgan kod bilan, ushbu ketma-ketlik bilan boshqariladigan protein (birinchi) aminokislotaning o'rniga (yulduzlar bilan belgilangan).
2. Tasvirda bir-biriga zid bo'lgan kod bilan ikki (birinchi va ikkinchisida) aminokislotalar (yulduzlar bilan belgilangan) almashtirish bo'ladi. Variant sifatida almashtirish uchta aminokislotalarga tegadi (yulduzlar bilan belgilangan).
Biroq, ko'plab tajribalar shuni ko'rsatdiki, DNKdagi bitta nukleotidning buzilishi bilan oqsilning buzilishi har doim korroziy bo'lmagan kodga xos bo'lgan faqat bitta aminokislota bilan bog'liq.
Gzugg gzugg gzuggugg
GCU GCU GCU UGTS Tsug GTSU Tsug UGC GTSU Zug
*** *** *** *** *** ***
Alanine - Alanin Ala - MDH - Li Ala - Lei - Ala - leu
A b c
Bir-birining ustiga bir-biriga zid kod
Anjir. 34. Itenboda mavjudligini bir-birining ustiga qo'yish yoki bir-birining tushuntirishini tushuntirish sxemasi (matnda tushuntirish).
Nazorat qilingan genetik kod boshqa mulk bilan bog'liq - o'qish ma'lumotlari ma'lum bir tashabbus signalidan boshlanadi. IRNAga bunday qo'zg'atish signalini kodon kodlash signalidir.
Shuni ta'kidlash kerakki, odam hali ham orqaga chekinadigan kichik bir genlarga ega umumiy qoidalar Va bir-birining ustiga bosilgan.
e. Kublik.
Kodlar o'rtasida tinish belgilari yo'q. Boshqacha qilib aytganda, bir-biridan bir-biridan ajralib chiqmaydi, masalan, hech narsa muhim nukleotid. Tekshiruvlarda genetik kodda "tinish belgilari" yo'qligi isbotlangan.
g. Universallik.
Kod - bu er yuzida yashovchi barcha organizmlar uchun bitta. Genetik kodning universalligi DNK ketma-ketligini tegishli protein ketma-ketligi bilan taqqoslaganda olingan. Ma'lum bo'lishicha, barcha bakterial va eukaryotoz jinsida bir xil kod qiymatlari qo'llaniladi. Istisnolar mavjud, ammo ularning ko'pi emas.
Genetik kodeksning birinchi istisnolari ba'zi turdagi hayvonlarning mitoxondria-da topilgan. Bu UGA terminorining kodini, shuningdek, ug kodi, aminokislota triptofanini kodlash kodini kodlash. Ko'p qirralilikdan ko'ra noyob og'ishlar topildi.
MH. Genetik kod - bu DNKdagi yoki RNNA-kodni shakllantirishda nukleotide surma-ketliklarining ayrim almashinuviga asoslangan nuklein kislota molekulalarida irsiy kislota molekulalarini yozib olish tizimi.
oqsildagi tegishli aminokislotalar.Genetik kod bir nechta xususiyatlarga ega.
Ma'ruza 5. Genetik kod
Kontseptsiyani aniqlash
Genetik kod - bu DNKdagi nukleotid joylashgan joyning ketma-ketligi yordamida oqsillarda aminokislotalar ketma-ketligi to'g'risida ma'lumot yozish uchun tizim.
Protein sintezida to'g'ridan-to'g'ri ishtiroki DNK qabul qilmaydi, kod RNK tilida yozilgan. RANAda Timminani o'rniga Uracilni o'z ichiga oladi.
Genetik kodning xususiyatlari
1. Uchrashuv
Har bir aminokislota 3 ta nukleotidlar ketma-ketligi bilan kodlanadi.
Ta'rif: uch qirrali yoki kod - uchta nukleotidlar kodini kodlash ketma-ketligi.
Kodning Monoplet bo'lishi mumkin emas, 4 yildan beri (DNKdagi turli nukleotidlar soni) 20 dan kam. Kodni echib bo'lmaydi, chunki 16 (4 nukleotidlar 2) 20 dan kam bo'lgan kombinatsiyalar va 2-kombinatsiyalar soni). Kod bo'lishi mumkin, chunki 64 (4 dan 3 gacha kombinatsiyalar va tartiblar soni) 20 dan katta.
2. degeneratsiya.
Barcha aminokislotalar, metionin va tripofan bundan mustasno, bir nechta uchlikdan ko'proq kodlanadi:
2 AK 1 Triplet \u003d 2.
9 AK 2 Triplet \u003d 18.
1 AK 3 Triplet \u003d 3.
5-Triplet \u003d 20.
3 AK 6 Treyllet \u003d 18.
Jami 61 uch qirrali kod 20 aminokislotalar.
3. Birlashgan tinish belgilarining mavjudligi.
Ta'rif:
Gen - bu bitta polpeptid zanjirini yoki bitta molekulani kodlash DNK bo'limi tFH., r.Rna yokispxk..
Genlar.tFH., dok., spxk. Oqsillar kodlanmagan.
Har bir genning oxirida polipeptidni kodlashda, RNNning tugatilgan kodlarini kodlovchi yoki signallarni kodlovchi uchburchak kodini kodlash. MRNAda ular quyidagi shaklga ega:Uaa, uag, UGA . Ular efirga uzatiladi.
Shartli ravishda, kodon tinish belgilariga tegishliAvgust. - etakchi ketma-ketlik. (8-lekteura 8) u bosh harf funktsiyasini bajaradi. Ushbu pozitsiyada u shakllantiruvchi shaklni kodlaydi (Prokaringott).
4. Bir ma'noda.
Har bir safar faqat bitta aminokislota yoki efir terminatorini kodlaydi.
Istisno - kodonAvgust. . Birinchi pozitsiyada prokaryotmda (kapital xat), u formmmetionin va boshqa har qanday - metioninni kodlaydi.
5. Kublik yoki intragenik tinish belgilarining yo'qligi.
Gen ichidagi har bir nukleotid mazmunli kodonning bir qismidir.
1961 yilda Seymur Benzer va Frensis Creek tajriba va uning ixchamligi bilan izchil isbotladilar.
Eksperimentning mohiyati: "+" mutatsiya - bu bitta nukleotidni kiritish. "-" mutatsiya - bu bitta nukleotidning yo'qolishi. Yagona "+" yoki "- gen boshida mutatsiya butun genni buzadi. Ikkilik "+" yoki "-" mutatsiya ham butun genni buzadi.
"+" Yoki "-" genning boshida mutatsiya faqat uning bir qismini buzadi. To'rt "+" yoki "-" mutatsiya butun genni yana buzadi.
Tajriba shuni isbotlaydi kod - bu trshpleta va gen ichidagi tinish belgilari yo'q.Eksperiment yaqinda ikkita fazilatlar genlarida o'tkazildi va qo'shimcha ravishda, genlar orasidagi tinish belgilari mavjudligi.
6. Universallik.
Genetik kod - bu er yuzida yashaydigan barcha mavjudotlar uchun.
1979 yilda Berell ochildi ideal inson mitoxondriya kodi.
Ta'rif:
"Ideal" deb ataladi, unda kvazi-tekin kodning defektsiyasi o'tkaziladi: agar birinchi ikkita nukleotidlar ikki uch tomondan to'g'ri keladi va uchinchi yadrolar bitta sinfga tegishli bo'lsa (ikkala nukleotidlar) Ushbu treylerlar bir xil aminokislotani qayerdan kodlaydi..
Ushbu qoidadan umumbashariy kodeksda ikkita istisno mavjud. Universaldagi ideal koddan ham og'ish asosiy lahzalar bilan bog'liq: Protein sintezining boshlanishi va oxiri:
Kodi | Universal kod | Mitochordrial kodekslar |
|||
Umurtqa | Umurtqasiz | Xamirturush | O'simliklar |
||
To'xta. | To'xta. |
||||
Ua bilan. | |||||
A g a. | To'xta. | ||||
To'xta. | 230 almashtirish kodlangan aminokislota sinfini o'zgartirmaydi. Bezakka. 1956 yilda Georgiy Gamkov bir-biriga zid kodni taklif qildi. Xamerik kodiga ko'ra, genning uchdan boshlanadigan har bir nukleotid 3 kodlardan bir qismidir. Genetik kod shifrlanganda, bu bema'ni emas, men.e. Har bir nukleotid faqat bitta kodonning bir qismidir. Birlikdagi genetik kodning afzalliklari: ixchamlik, oqsil tuzilishining kesish yoki nukleotidni o'chirishdan. Kamchilik: Protein tuzilmasining nukleotidni almashtirishdan va qo'shnilarni cheklashdan katta bog'liqlik. 1976 yilda fazilatning DNKi phx174-ketdi. Uning 5375 nukleotidlaridan iborat bo'lgan bitta bo'ronli DNKi bor. Fag Fag-kodni 9 proteiniya bilan ma'lum bo'lgan. Ulardan 6 kishi bir-birlarida joylashgan genlar aniqlandi. To'planganligi ma'lum bo'ldi. Gen butunlay gen ichidaD. . Uning boshlang'ich kodoni o'qish natijasida bitta nukleotidga o'tish natijasida paydo bo'ladi. GenJ. gen tugaydigan joyda boshlanadiD. . Dastlabki kodeks GenaJ. Qabul qiluvchi kodon geni bilan bir-biriga zidD. Ikki nukleotidning smenasi natijasida. Dizayn "O'qish ramkasining siljishi" deb nomlanadi. Bugungi kunga qadar bir-birining ustiga bir nechta taxtalar uchun ko'rsatilgan. DNK haqida ma'lumot sig'imi Yerda 6 milliard kishi istiqomat qiladi. Ular haqida irsiy ma'lumotlar 4x10 13 Kitob sahifalar. Ushbu sahifalar 6-NSU binolari miqdorini egallaydi. 6x10 9 Spermatozo yarim tolllni egallaydi. Ularning DNK chorakdan kam vaqtni oladi. | ||||
