190 Shares 8263 views

Degeneracja kodu genetycznego: podstawy

Kod genetyczny jest wyrażona jako kodony, układ kodowania informacji o strukturze białek, związanych ze wszystkich żywych organizmów na naszej planecie. Rozszyfrowanie trwać wiele lat, ale fakt, że on istnieje, nauka rozumiana jest prawie sto lat. Wszechstronność, swoistość, jednokierunkowy, a zwłaszcza degeneracja kodu genetycznego mają znaczenie biologiczne.

Historia odkrycia

Problem kodowania informacji genetycznej zawsze była kluczem w biologii. Strukturą osnowy kodu genetycznego, Science postępuje dość powoli. Od czasu odkrycia J. Watsona i Cricka w 1953 strukturę podwójnej helisy DNA weszła w fazę rozwiązania strukturę samego kodu, z powodu których przekonanie majestatu natury. Liniowa struktura białek i DNA z tej samej strukturze zrozumienia obecności kodu genetycznego, związek między tymi dwoma tekstów, a zapisane w różnych alfabetów. A jeśli alfabet białek jest znana, ślady DNA były przedmiotem badań biologii, fizyki i matematyki.

Nie ma potrzeby, aby opisać wszystkie etapy rozwiązania tego enigma. Eksperyment bezpośredni okazały i potwierdzono, że pomiędzy kodonów DNA i aminokwasów białka istnieje wyraźna i spójna posiadanymi odpowiednio w 1964 Charles Janowski S. Brenner. Dalsza – przy dekodowaniu kodu genetycznego pozaustrojowe (in vitro), stosując techniki syntezy białka w strukturach bezkomórkowych.

Całkowicie kod odszyfrowane E. Coli została ogłoszona w 1966 roku, biolodzy na sympozjum w Cold Spring Harbor (USA). Potem otwarto redundancji (degeneracja) kodu genetycznego. Oznacza to, że po prostu wyjaśnić.

dekodowanie trwa

Pierwsze rozszyfrowania dziedziczne danych kodu stał się jednym z najważniejszych wydarzeń ubiegłego wieku. Dziś nauka nadal badać dogłębnie mechanizmy systemu kodowania molekularnej i jego funkcji oraz nadmiar znaków, co jest wyrażone w nieruchomości degeneracji kodu genetycznego. Oddzielne badania przemysłu – pochodzenie i ewolucja systemu dziedzicznego materiału kodującej. Dowody łączące polinukleotydy (DNA) i białka (polipeptydy) dał impuls do rozwojem biologii molekularnej. A to, z kolei, biotechnologii, bioinżynierii, odkrycia w hodowli i uprawy roślin.

Dogmaty i zasady

Home dogmat biologii molekularnej – informacja jest przekazywana z DNA na RNA, a następnie się z nią na białku. W przeciwnym kierunku transmisji możliwe jest z RNA z DNA i RNA w drugiej RNA.

Ale matryca lub podstawą DNA zawsze pozostaje. I wszystkie inne podstawowe funkcje przekazywania informacji – odzwierciedleniem charakteru transferu matrycy. Mianowicie, przy transmisji z syntezy innych cząsteczek matrycowych, które będą reprodukcja struktury informacji genetycznej.

Kod genetyczny

Linia kodowania strukturę cząsteczek białka za pomocą komplementarnych kodonach (tripletów) nukleotydów, które tylko 4 (adein, guaniny, cytozyny, tyminy (uracylu)), które spontanicznie prowadzi do powstawania innych sieci nukleotydów. Ta sama liczba nukleotydów i komplementarność chemiczne – to jest głównym warunkiem dla takiej syntezy. (- aminokwasów białka nukleotydów DNA), ale powstawanie jakości cząsteczki białka odpowiadającej jakości i ilości monomerów, nie jest. Jest to naturalne dziedziczne kod – system zapisu w sekwencji nukleotydów (kodony) sekwencję aminokwasową białka.

Kod genetyczny ma kilka właściwości:

  • Tryplet.
  • Wyjątkowość.
  • Orientacja.
  • Rozłączności.
  • Nadmiarowej (degeneracja) kodu genetycznego.
  • Wszechstronność.

Oto krótki opis, koncentrując się na znaczeniu biologicznym.

Triplet, ciągłości i dostępności stoplights

Każdy z 61 aminokwasów, odpowiadających semantycznego t (trój) nukleotydów. Trzy trojaczki nie posiadają informacji o aminokwasu i są kodony stop. Każdego nukleotydu w łańcuchu jest członkiem trioli, i nie występuje sam. Na końcu i na początku łańcucha nukleotydów odpowiadających pojedynczego białka są kodony stop. rozpoczęciem nadawania lub stop (synteza cząsteczek białka).

Specyfika i jednopunktowość rozłączności

Każdy kodon (tryplet) koduje tylko jednego aminokwasu. Każda trójka jest niezależne od i nie nakładają się na siebie w sąsiedztwie. Jeden nukleotyd może należeć tylko do jednego triplet łańcucha. Synteza białek jest zawsze w jednym kierunku, to jest kontrolowane kodonów stop.

Nadmiarowości kodu genetycznego

Każdej trójki nukleotydów koduje jeden aminokwas. Łącznie z 64 nukleotydów, 61 z nich – kodowanych aminokwasów (sensowny kodonu), a trzecia – znaczenia, to znaczy aminokwasu nie koduje (kodony). Redundancja (degeneracja) kodu genetycznego, że podstawienia mogą być dokonywane w każdej trójki – rodnik (co prowadzi do zamianę aminokwasów) i konserwatywny (aminokwasy nie zmieniają Class). Jest to łatwo obliczyć, że jeśli tryplet może być przeprowadzane 9 podstawień (1, 2 i 3 położenie) każdego nukleotydu może zostać zastąpione przez 4 – 1 = 3, drugi przykład wykonania, całkowita liczba możliwych podstawień nukleotydowych będzie od 61 do 9 = 549.

Degeneracja kodu genetycznego pokazano na tym, że 549 opcji – jest znacznie bardziej niż jest to konieczne dla informacji zakodirovki około 21 aminokwasów. W tym przypadku opcji zamiennych 549 23 prowadzić do powstania kodonu stop, 134 + 230 podstawienia – są konserwatywne zastąpienia, i 162 – rodników.

Reguła degenerację i wyjątki

Jeśli dwa kodony dwa identyczne pierwszego nukleotydu, pozostałe nukleotydy są przedstawione z klasy (puryny lub pirymidyny), przy czym informacje, które noszą ten sam aminokwas. Zazwyczaj jest to degeneracją lub nadmiarowości kodu genetycznego. Dwa wyjątki – AUA i UGA – pierwszy koduje metioninę, chociaż musiałby izoleucyny, a drugi – kodon stop, ale musiałby kodować tryptofan.

Znaczenie degenerację i uniwersalność

Te dwie właściwości kodu genetycznego mają najwyższą wartość biologiczną. Wszystkie wymienione powyżej właściwości są charakterystyczne dla informacji genetycznej wszystkich form żywych organizmów na naszej planecie.

Degeneracja kodu genetycznego ma wartość adaptacyjnego, jak powtarzane powielania jednego kodu aminokwasów. Ponadto, oznacza to znaczne zmniejszenie (degeneracja) trzeciego nukleotydu w kodonie. Takie rozwiązanie minimalizuje zmiany mutacyjnej w DNA, które prowadzą do poważnych naruszeń w strukturze białka. Jest to mechanizm ochronny żywych organizmów na naszej planecie.