Работейки по тези теми, трябва да можете:
- Опишете понятията по -долу и обяснете връзката между тях:
- полимер, мономер;
- въглехидрати, монозахариди, дизахариди, полизахариди;
- липиди, мастна киселина, глицерин;
- аминокиселина, пептидна връзка, протеин;
- катализатор, ензим, активен център;
- нуклеинова киселина, нуклеотид.
- Избройте 5-6 причини, които правят водата толкова важен компонент на живите системи.
- Назовете четирите основни класа органични съединениясъдържащи се в живите организми; опишете ролята на всеки от тях.
- Обяснете защо реакциите, контролирани от ензими, зависят от температурата, рН и наличието на коензими.
- Говорете за ролята на АТФ в енергийната икономика на клетката.
- Назовете изходните материали, основните етапи и крайните продукти на реакциите, причинени от реакции на фиксиране на светлина и въглерод.
- Да дадеш Кратко описание обща схемаклетъчно дишане, от което би било ясно какво място заемат реакциите на гликолиза, цикълът на G. Krebs (цикъл лимонена киселина) и електронната транспортна верига.
- Сравнете дишането и ферментацията.
- Опишете структурата на ДНК молекула и обяснете защо броят на адениновите остатъци е равен на броя на тиминовите остатъци, а броят на гуаниновите остатъци е равен на броя на цитозиновите остатъци.
- Грим кратка диаграмаСинтез на РНК върху ДНК (транскрипция) в прокариоти.
- Опишете свойствата на генетичния код и обяснете защо той трябва да бъде триплетен.
- Въз основа на тази верига на ДНК и таблицата на кодоните, определете комплементарната последователност на РНК на пратеника, посочете кодоните на транспортната РНК и аминокиселинната последователност, която се образува в резултат на транслацията.
- Избройте етапите на протеиновия синтез на ниво рибозома.
Алгоритъм за решаване на проблеми.
Тип 1. Самокопиране на ДНК.
Една от нишките на ДНК има следната нуклеотидна последователност:
AGTATZGATACTZGATTTATSG ...
Каква е нуклеотидната последователност на втората верига на същата молекула?
За да се напише нуклеотидната последователност на втората верига на молекулата на ДНК, когато е известна последователността на първата верига, е достатъчно да се замени тиминът с аденин, аденинът с тимин, гуанин с цитозин и цитозин с гуанин. Правейки такава промяна, получаваме последователността:
TACTGGZTATGAGZTAAATG ...
Тип 2. Кодиране на протеини.
Аминокиселинната верига на протеина рибонуклеаза има следното начало: лизин-глутамин-треонин-аланин-аланин-аланин-лизин ...
С каква нуклеотидна последователност започва генът, съответстващ на този протеин?
За да направите това, използвайте таблицата с генетичен код. За всяка аминокиселина намираме кодовото й обозначение под формата на съответния триплет нуклеотиди и я изписваме. Поставяйки тези тризнаци един след друг в същия ред, в който се движат съответните аминокиселини, получаваме формулата за структурата на мястото за предаване на РНК. Като правило има няколко такива тройки, изборът се прави според вашето решение (но се взема само едно от тройките). Съответно може да има няколко решения.
AAACAAATSUGTSGGTSUGZGAAG
С каква аминокиселинна последователност започва един протеин, ако е кодиран от такава последователност от нуклеотиди:
АЦГЦЦЦТГГЦЦГГТ ...
Според принципа на взаимно допълване откриваме структурата на мястото на информационна РНК, образувана върху даден сегмент от молекулата на ДНК:
UGTSGGGUUTSGGZTSA ...
След това се обръщаме към таблицата с генетичния код и за всеки триплет нуклеотиди, започвайки от първия, откриваме и изписваме съответната аминокиселина:
Цистеин-глицин-тирозин-аргинин-пролин -...
Иванова Т.В., Калинова Г.С., Мягкова А.Н. " Обща биология". Москва," Образование ", 2000
- Тема 4. " Химичен съставклетки. "§2-§7 стр. 7-21
- Тема 5. „Фотосинтеза“. §16-17 стр. 44-48
- Тема 6. „Клетъчно дишане“. §12-13 стр. 34-38
- Тема 7. „Генетична информация“. §14-15 стр. 39-44
Лекция 5. Генетичен код
Определение на понятието
Генетичният код е система за записване на информация за последователността на аминокиселините в протеините, използвайки последователността на подреждането на нуклеотидите в ДНК.
Тъй като ДНК не участва директно в синтеза на протеини, кодът е написан на езика на РНК. РНК съдържа урацил вместо тимин.
Свойства на генетичния код
1. Тройка
Всяка аминокиселина е кодирана като последователност от 3 нуклеотида.
Определение: триплет или кодон - последователност от три нуклеотида, която кодира една аминокиселина.
Кодът не може да бъде синглет, тъй като 4 (броят на различните нуклеотиди в ДНК) е по -малък от 20. Кодът не може да бъде дублетен, тъй като 16 (броят комбинации и пермутации на 4 нуклеотида по 2) е по -малък от 20. Кодът може да бъде триплет, тъй като 64 (броят на комбинациите и пермутациите от 4 до 3) е повече от 20.
2. Дегенерация.
Всички аминокиселини, с изключение на метионин и триптофан, са кодирани от повече от един триплет:
2 АК 1 триплет = 2.
9 АК 2 тройки = 18.
1 АК 3 тройки = 3.
5 АК 4 тройки = 20.
3 АК 6 тройки = 18.
Общо 61 триплета кодират 20 аминокиселини.
3. Наличието на междугенни препинателни знаци.
Определение:
Ген е парче ДНК, което кодира една полипептидна верига или една молекула tPHK, rРНК илиsPHK.
ГениtPHK, rPHK, sPHKпротеините не кодират.
В края на всеки ген, кодиращ полипептид, е поне един от 3 триплета, кодиращи РНК стоп кодони или стоп сигнали. В иРНК те изглеждат така: UAA, UAG, UGA ... Те прекратяват (прекратяват) излъчването.
Обикновено кодонът се отнася и до препинателни знаци AUG - първият след последователността на водещите. (Вижте Лекция 8) Той действа като главна буква. В това положение той кодира формилметионин (в прокариоти).
4. Недвусмисленост.
Всеки триплет кодира само една аминокиселина или е транслационен терминатор.
Изключение е кодонът AUG ... При прокариотите на първа позиция (главна буква) той кодира формилметионин, а във всяка друга - метионин.
5. Компактност или липса на интрагенни препинателни знаци.
В рамките на гена всеки нуклеотид е част от смислов кодон.
През 1961 г. Сиймор Бенцер и Франсис Крик експериментално доказват, че кодът е триплетен и компактен.
Същността на експеримента: "+" мутация - вмъкване на един нуклеотид. "-" мутацията е загубата на един нуклеотид. Единична "+" или "-" мутация в началото на ген разваля целия ген. Двойна "+" или "-" мутация също разваля целия ген.
Тройна "+" или "-" мутация в началото на ген разваля само част от него. Четворна "+" или "-" мутация отново разваля целия ген.
Експериментът доказва това кодът е сложен и вътре в гена няма препинателни знаци.Експериментът е проведен върху два съседни фагови гена и показва, в допълнение, наличието на препинателни знаци между гените.
6. Универсалност.
Генетичният код е еднакъв за всички същества, живеещи на Земята.
През 1979 г. Burrell отваря врати идеаленкод на човешки митохондрии.
Определение:
"Идеал" е генетичен код, при който се спазва правилото за дегенерация на квазидублетния код: Ако първите два нуклеотида съвпадат в две триплети, а третите нуклеотиди принадлежат към един и същ клас (и двата са пурини или и двете са пиримидини) , тогава тези тризнаци кодират една и съща аминокиселина ...
Има две изключения от това правило в общия код. И двете отклонения от идеалния код в универсалния се отнасят до основните точки: началото и края на синтеза на протеини:
Кодон | Универсален код | Митохондриални кодове |
|||
Гръбначни животни | Безгръбначни | Дрожди | Растения |
||
СПРИ СЕ | СПРИ СЕ |
||||
С UA | |||||
А Г А | СПРИ СЕ | ||||
СПРИ СЕ | 230 замествания не променят класа на кодираната аминокиселина. на разкъсваща способност. През 1956 г. Георги Гамов предлага вариант на припокриващия се код. Според кода на Гамов всеки нуклеотид, започвайки от третия в гена, е включен в 3 кодона. При дешифриране на генетичния код се оказа, че той не се припокрива, т.е. всеки нуклеотид е включен само в един кодон. Предимства на припокриващия се генетичен код: компактност, по -малка зависимост на протеиновата структура от вмъкване или делеция на нуклеотиди. Недостатък: висока зависимост на протеиновата структура от нуклеотидно заместване и ограничение от съседите. През 1976 г. ДНК на фага φX174 е секвениран. Той има едноверижна кръгова ДНК от 5375 нуклеотида. Известно е, че фагът кодира 9 протеина. За 6 от тях са идентифицирани гени, които се намират един след друг. Оказа се, че има припокриване. Ген Е е изцяло в генад ... Иницииращият му кодон се появява в резултат на изместване на отчитане на един нуклеотид. Ген J започва там, където генът свършвад ... Ген стар кодон J се припокрива с терминационния кодон на генад в резултат на изместване на два нуклеотида. Конструкцията се нарича "смяна на рамката за четене" от редица нуклеотиди, които не са кратни на три. Към днешна дата припокриването е показано само за няколко фага. Информационен капацитет на ДНК 6 милиарда души живеят на Земята. Наследствена информация за тях 4x10 13 страници с книги. Тези страници ще заемат обема от 6 сгради на NSU. 6x10 9 сперматозоиди заемат половината от напръстника. Тяхната ДНК заема по -малко от една четвърт от напръстника. | ||||
0
Генетичен код- Това е метод, присъщ на всички живи организми за кодиране на аминокиселинната последователност на протеини, използвайки последователността на нуклеотиди в молекулата на ДНК.
Внедряването на генетична информация в живи клетки (тоест синтез на протеин, кодиран в ДНК) се извършва с помощта на два матрични процеса: транскрипция (тоест синтез на тРНК върху ДНК матрица) и транслация (синтез на полипептидна верига върху иРНК матрица).
ДНК използва четири нуклеотида - аденин (А), гуанин (G), цитозин (С), тимин (Т). Тези "букви" съставляват азбуката на генетичния код. РНК използва същите нуклеотиди, с изключение на тимина, който е заменен с урацил (U). В молекулите на ДНК и РНК нуклеотидите са подредени във вериги и по този начин се получават последователности от "букви".
В нуклеотидната последователност на ДНК има кодови "думи" за всяка аминокиселина на бъдещата протеинова молекула - генетичния код. Състои се в определена последователност от подреждането на нуклеотидите в молекулата на ДНК.
Три последователни нуклеотида кодират "името" на една аминокиселина, тоест всяка от 20 -те аминокиселини е кодирана със значителна единица от кода - комбинация от три нуклеотида, наречени триплет или кодон.
В момента ДНК кодът е напълно дешифриран и можем да говорим за определени свойства, характерни за този уникален биологична система, осигуряващ превод на информация от "езика" на ДНК в "езика" на протеина.
Носителят на генетична информация е ДНК, но тъй като иРНК, копие на една от нишките на ДНК, участва пряко в синтеза на протеини, най -често генетичният код е написан на „езика на РНК“.
| Аминокиселина | РНК кодиращи тризнаци |
|---|---|
| Аланин | HCC HCC HZA HCH |
| Аргинин | ЦГУ ЦГЦ ЦГА ЦГГ АГА АГГ |
| Аспарагин | ААУ ААЦ |
| Аспарагинова киселина | GAU GATS |
| Валин | GUU GUTS GUA GUG |
| Хистидин | ЦАУ ЦАК |
| Глицин | GGU GGC GGA GGG |
| Глутамин | CAA TsAG |
| Глутаминова киселина | GAA GAG |
| Изолевцин | AUU AUC AUA |
| Левцин | TSUU TSUTS TSUA TSUG UUA UUG |
| Лизин | AAA AAH |
| Метионин | AUG |
| Пролин | CCU CCC CCCA CCG |
| Серин | UCU UCC UCA UCG ASU AGC |
| Тирозин | UAU UAC |
| Треонин | ACU ACC ACA ACG |
| Триптофан | UGG |
| Фенилаланин | UUU UUTS |
| Цистеин | USU UGTs |
| СПРИ СЕ | UGA UAG UAA |
Свойства на генетичния код
Три последователни нуклеотида (азотни основи) кодират "името" на една аминокиселина, тоест всяка от 20 -те аминокиселини е криптирана със значителна единица от кода - комбинация от три нуклеотида, т.нар. тройка или кодон.
Триплет (кодон)- последователност от три нуклеотида (азотни бази) в молекула на ДНК или РНК, която определя включването на определена аминокиселина в протеинова молекула по време на нейния синтез.
- Недвусмисленост (дискретност)
Един триплет не може да кодира две различни аминокиселини, той криптира само една аминокиселина. Специфичен кодон съответства само на една аминокиселина.
Всяка аминокиселина може да бъде определена от повече от един триплет. Изключение - метионини триптофан... С други думи, няколко кодона могат да съответстват на една и съща аминокиселина.
- Не се припокриват
Една и съща база не може едновременно да влиза в два съседни кодона.
Някои тризнаци не кодират аминокиселини, но са особени " пътни знаци", Които определят началото и края на отделните гени (UAA, UAG, UGA), всеки от които означава прекратяване на синтеза и се намира в края на всеки ген, така че можем да говорим за полярността на генетичния код.
При животните и растенията, при гъбите, бактериите и вирусите един и същ триплет кодира един и същ тип аминокиселина, тоест генетичният код е един и същ за всички живи същества. С други думи, универсалността е способността на генетичния код да работи еднакво в организмите. различни нивасложност от вируси до хора. Универсалността на ДНК кода потвърждава единството на произхода на целия живот на нашата планета. Методите на генното инженерство се основават на използването на свойството универсалност на генетичния код.
От историята на откриването на генетичния код
За първи път идеята за съществуване генетичен кодформулиран от А. Даун и Г. Гамов през 1952 - 1954 г. Учените са показали, че последователността от нуклеотиди, която уникално определя синтеза на определена аминокиселина, трябва да съдържа най -малко три връзки. По -късно беше доказано, че такава последователност се състои от три нуклеотида, наречени кодонили тройка.
Въпросите за това кои нуклеотиди са отговорни за включването на определена аминокиселина в протеинова молекула и колко нуклеотиди определят това включване, остават нерешени до 1961 г. Теоретичният анализ показа, че кодът не може да се състои от един нуклеотид, тъй като в този случай само 4 аминокиселини могат да бъдат кодирани. Кодът обаче не може да бъде дублетен, тоест комбинацията от два нуклеотида от четирибуквената „азбука“ не може да обхване всички аминокиселини, тъй като теоретично такива комбинации са възможни само 16 (4 2 = 16).
Три последователни нуклеотида са достатъчни за кодиране на 20 аминокиселини, както и стоп сигнал, което означава края на протеиновата последователност, когато броят на възможните комбинации е 64 (4 3 = 64).
Министерство на образованието и науката Руска федерация Федерална агенцияна образованието
Щат образователна институцияпо-висок професионално образованиеДържавата Алтай Технически университеттях. I.I. Ползунова "
Департамент по естествени науки и системен анализ
Резюме на тема "Генетичен код"
1. Понятието за генетичния код
3. Генетична информация
Библиография
1. Понятието за генетичния код
Генетичният код е характерен за живите организми една системазаписи на наследствена информация в молекули нуклеинова киселина под формата на последователност от нуклеотиди. Всеки нуклеотид е обозначен с главна буква, която започва името на азотната основа, включена в състава му: - А (А) аденин; - G (G) гуанин; - С (С) цитозин; - T (T) тимин (в ДНК) или U (U) урацил (в иРНК).
Внедряването на генетичния код в клетката протича на два етапа: транскрипция и транслация.
Първият от тях се провежда в ядрото; той се състои в синтеза на i-РНК молекули в съответните участъци на ДНК. В този случай ДНК нуклеотидната последователност се "преписва" в нуклеотидната последователност на РНК. Вторият етап протича в цитоплазмата, върху рибозомите; последователността на нуклеотидите на м-РНК се транслира в последователността на аминокиселини в протеина: този етап протича с участието на транспортната РНК (t-РНК) и съответните ензими.
2. Свойства на генетичния код
1. Тройка
Всяка аминокиселина е кодирана като последователност от 3 нуклеотида.
Триплет или кодон - последователност от три нуклеотида, която кодира една аминокиселина.
Кодът не може да бъде синглет, тъй като 4 (броят на различните нуклеотиди в ДНК) е по -малък от 20. Кодът не може да бъде дублетен, тъй като 16 (броят комбинации и пермутации на 4 нуклеотида по 2) е по -малък от 20. Кодът може да бъде триплътен, тъй като 64 (броят на комбинациите и пермутациите от 4 до 3) е повече от 20.
2. Дегенерация.
Всички аминокиселини, с изключение на метионин и триптофан, са кодирани от повече от един триплет: 2 аминокиселини по 1 триплет всяка = 2 9 аминокиселини по 2 тройки всяка = 18 1 аминокиселина 3 триплета = 3 5 аминокиселини по 4 тройки всяка = 20 3 аминокиселини киселини по 6 тройки всяка = 18 Общо 61 тройки кодират 20 аминокиселини.
3. Наличието на междугенни препинателни знаци.
Генът е парче ДНК, което кодира една полипептидна верига или една молекула на тРНК, рРНК или сРНК.
Гените tRNA, rRNA, sRNA протеини не кодират.
В края на всеки ген, кодиращ полипептид, има поне един от 3 терминационни кодона или стоп сигнали: UAA, UAG, UGA. Те прекратяват излъчването.
Обикновено кодонът AUG, първият след лидерната последователност, също се отнася до пунктуационни знаци. Той действа като главна буква. В това положение той кодира формилметионин (в прокариоти).
4. Недвусмисленост.
Всеки триплет кодира само една аминокиселина или е транслационен терминатор.
Изключение е кодонът AUG. При прокариотите на първа позиция (главна буква) той кодира формилметионин, а във всяка друга - метионин.
5. Компактност или липса на интрагенни препинателни знаци.
В рамките на гена всеки нуклеотид е част от смислов кодон.
През 1961г. Сеймур Бенцер и Франсис Крик експериментално доказаха, че кодът е троен и компактен.
Същността на експеримента: "+" мутация - вмъкване на един нуклеотид. "-" мутацията е загубата на един нуклеотид. Единична "+" или "-" мутация в началото на ген разваля целия ген. Двойна "+" или "-" мутация също разваля целия ген. Тройна "+" или "-" мутация в началото на ген разваля само част от него. Четворна "+" или "-" мутация отново разваля целия ген.
Експериментът доказва, че кодът е триплетен и няма препинателни знаци вътре в гена. Експериментът беше проведен върху два съседни фагови гена и показа, освен това, наличието на препинателни знаци между гените.
3. Генетична информация
Генетичната информация е програма от свойства на организма, получена от предци и вградена в наследствени структури под формата на генетичен код.
Предполага се, че формирането на генетична информация протича по схемата: геохимични процеси - образуване на минерали - еволюционна катализа (автокатализа).
Възможно е първите примитивни гени да са микрокристални кристали от глина, като всеки нов глинен слой е изграден в съответствие със структурните особености на предишния, сякаш получава информация за структурата от него.
Внедряването на генетична информация става по време на синтеза на протеинови молекули, използващи три РНК: информационна (тРНК), транспортна (тРНК) и рибозомна (рРНК). Процесът на предаване на информация е: - чрез директна връзка: ДНК - РНК - протеин; и - по канал обратна връзка: среда - протеин - ДНК.
Живите организми са в състояние да приемат, съхраняват и предават информация. Нещо повече, живите организми са склонни да използват получената информация за себе си и света около тях възможно най -ефективно. Наследствената информация, вградена в гените и необходима за съществуването, развитието и възпроизвеждането на живия организъм, се предава от всеки индивид на неговите потомци. Тази информация определя посоката на развитие на организма и в процеса на неговото взаимодействие с заобикаляща средареакцията към неговия индивид може да бъде изкривена, като по този начин се гарантира еволюцията на развитието на потомците. В процеса на еволюция на жив организъм възниква и се запомня нова информация и стойността на информацията се увеличава за нея.
По време на внедряването на наследствена информация в определени условия външна средасе формира фенотипът на организмите от даден биологичен вид.
Генетичната информация определя морфологичната структура, растежа, развитието, метаболизма, психичния състав, предразположеността към заболявания и генетичните дефекти на тялото.
Много учени, правилно подчертавайки ролята на информацията при формирането и еволюцията на живите същества, отбелязват това обстоятелство като един от основните критерии за живота. И така, V.I. Карагодин смята: „Животът е такава форма на съществуване на информация и структури, кодирани от него, която осигурява възпроизвеждането на тази информация в подходящи условия на външната среда“. Връзката между информация и живот се отбелязва и от А.А. Ляпунов: "Животът е силно подредено състояние на материята, което използва информация, кодирана от състоянията на отделните молекули, за да генерира устойчиви реакции." Нашият известен астрофизик Н.С. Кардашев подчертава и информационния компонент на живота: „Животът възниква поради възможността за синтез на специален вид молекули, способни да запомнят и използват отначало най-простата информация за околната среда и собствената си структура, която използват за самосъхранение, за възпроизвеждане и, което е особено важно за нас, за получаване на повече Повече ▼информация. "Екологът F. Tipler обръща внимание на тази способност на живите организми да съхраняват и предават информация в книгата си" Физика на безсмъртието ":" Определям живота като някакъв вид кодирана информация, която се запазва чрез естествения подбор. "Освен това, той вярва, че ако това е така, тогава системният живот - информацията е вечна, безкрайна и безсмъртна.
Разкриване на генетичния код и установяване на модели молекулярна биологияпоказа необходимостта от комбиниране на съвременната генетика и еволюционната теория на Дарвин. Така се ражда нова биологична парадигма - синтетична теорияеволюция (STE), която може да се разглежда като некласическа биология.
Основните идеи за еволюцията на Дарвин с неговата триада - наследственост, променливост, естествен подбор - в съвременния възглед за еволюцията на живия свят се допълват от идеите не просто за естествен подбор, но за такъв подбор, който е генетично обусловен. Началото на развитието на синтетичната или общата еволюция може да се счита за дело на S.S. Четвериков за популационната генетика, в която е показано, че селекцията не е обект на индивидуални черти и индивиди, а на генотипа на цялата популация, но се извършва чрез фенотипните черти на отделните индивиди. Това води до разпространение на благоприятни промени сред населението. По този начин еволюционният механизъм се реализира както чрез случайни мутации на генетично ниво, така и чрез наследяване на най -ценните черти (стойност на информацията!), Които определят адаптацията на мутационните черти към околната среда, осигурявайки най -жизнеспособното потомство.
Сезонни промени в климата, различни природни или техногенни бедствияот една страна, те водят до промяна в честотата на повторение на гените в популациите и в резултат на това до намаляване на наследствената вариабилност. Този процес понякога се нарича дрейф на гени. От друга страна, това води до промени в концентрацията на различни мутации и намаляване на разнообразието от генотипове, съдържащи се в популацията, което може да доведе до промени в посоката и интензивността на селекцията.
4. Декодиране на човешкия генетичен код
През май 2006 г. учени, работещи за дешифриране на човешкия геном, публикуваха пълната генетична карта на хромозома 1, която беше последната непълно секвенирана човешка хромозома.
Предварителна човешка генетична карта беше публикувана през 2003 г., отбелязваща официалното завършване на проекта за човешкия геном. В неговите рамки бяха секвенирани фрагменти от генома, съдържащи 99% човешки гени. Точността на идентификация на гена е 99,99%. Въпреки това, към момента на завършване на проекта, само четири от 24 хромозоми бяха напълно секвенирани. Факт е, че освен гени, хромозомите съдържат фрагменти, които не кодират никакви признаци и не участват в синтеза на протеини. Ролята, която тези фрагменти играят в живота на организма, все още е неизвестна, но все повече изследователи са склонни да смятат, че тяхното изследване изисква най -голямо внимание.
Във всяка клетка и организъм всички характеристики на анатомичната, морфологичната и функционалната природа се определят от структурата на протеините, които са включени в тях. Наследственото свойство на организма е способността да синтезира определени протеини. Аминокиселините се намират в полипептидната верига, от която зависят биологичните характеристики.
Всяка клетка се характеризира със собствена последователност от нуклеотиди в полинуклеотидната ДНК верига. Това е генетичният код на ДНК. Чрез него се записва информация за синтеза на определени протеини. Тази статия описва какво представлява генетичният код, неговите свойства и генетична информация.
Малко история
Идеята, че генетичният код може да съществува, е формулирана от Дж. Гамов и А. Даун в средата на ХХ век. Те описаха, че последователността от нуклеотиди, отговорни за синтеза на определена аминокиселина, съдържа най -малко три единици. По -късно те доказаха точния брой на три нуклеотида (това е единица от генетичния код), който се нарича триплет или кодон. Общо има шестдесет и четири нуклеотида, тъй като киселинната молекула, където се появява РНК, се състои от остатъци от четири различни нуклеотида.
Какъв е генетичният код
Начинът на кодиране на протеиновата последователност на аминокиселините поради нуклеотидната последователност е характерен за всички живи клетки и организми. Това е генетичният код.
В ДНК има четири нуклеотида:
- аденин - А;
- гуанин - G;
- цитозин - С;
- тимин - Т.
Те са обозначени с главни букви на латински или (в литературата на руски език) руски.
В РНК има и четири нуклеотида, но един от тях е различен от ДНК:
- аденин - А;
- гуанин - G;
- цитозин - С;
- урацил - У.
Всички нуклеотиди са подредени във вериги и се получава двойна спирала в ДНК и единична спирала в РНК.
Протеините са изградени върху двадесет аминокиселини, където те, разположени в определена последователност, определят неговите биологични свойства.
Свойства на генетичния код
Тризначност. Единицата на генетичния код се състои от три букви, тя е тройна. Това означава, че двадесетте съществуващи аминокиселини са кодирани с три специфични нуклеотида, наречени кодони или трилпети. Има шестдесет и четири комбинации, които могат да бъдат направени от четири нуклеотида. Това количество е повече от достатъчно, за да кодира двадесет аминокиселини.
Дегенерация. Всяка аминокиселина съответства на повече от един кодон, с изключение на метионин и триптофан.
Недвусмисленост. Един кодон криптира една аминокиселина. Например, в ген здрав човекс информация за бета целта на хемоглобина, триплетният GAG и GAA кодира А при всеки, който е болен от сърповидно -клетъчна анемия, се заменя един нуклеотид.
Колинеарност. Аминокиселинната последователност винаги съвпада с нуклеотидната последователност, която генът съдържа.
Генетичният код е непрекъснат и компактен, което означава, че няма "препинателни знаци". Тоест, като се започне от определен кодон, има непрекъснато отчитане. Например AUGGUGTSUUAAUGUG ще се чете като: AUG, GUG, TSUU, AAU, GUG. Но не AUG, UGG и така нататък или по някакъв друг начин.
Универсалност. Същото е за абсолютно всички сухоземни организми, от хора до риби, гъбички и бактерии.
маса
Не всички налични аминокиселини присъстват в показаната таблица. Хидроксипролин, хидроксилизин, фосфосерин, йодни производни на тирозин, цистин и някои други липсват, тъй като те са производни на други аминокиселини, кодирани от иРНК и образувани след протеинова модификация в резултат на транслация.
От свойствата на генетичния код е известно, че един кодон е способен да кодира една аминокиселина. Изключение е изпълнителят допълнителни функциии кодиране на валин и метионин, генетичния код. IRNA, като в началото е с кодон, свързва t-РНК, която носи формилметион. След завършване на синтеза, той се отделя сам и улавя формиловия остатък, превръщайки се в остатък от метионин. По този начин гореспоменатите кодони са инициатори на синтеза на полипептидна верига. Ако не са в началото, значи не се различават от другите.
Генетична информация
Тази концепция се отнася до програма за собственост, която се предава от предците. Той е заложен в наследствеността като генетичен код.
Генетичният код се прилага по време на синтеза на протеини:
- информационна i-RNA;
- рибозомна р-РНК.
Информацията се предава чрез директна комуникация (ДНК-РНК-протеин) и обратна (околна среда-протеин-ДНК).
Организмите могат да го приемат, съхраняват, предават и използват най -ефективно.
Преминавайки по наследство, информацията определя развитието на организма. Но поради взаимодействие с околната среда реакцията на последната се изкривява, поради което настъпва еволюция и развитие. Така в тялото се внася нова информация.
Изчисляването на законите на молекулярната биология и откриването на генетичния код илюстрира, че е необходимо да се комбинира генетиката с теорията на Дарвин, въз основа на която се е появила синтетична теория на еволюцията - некласическа биология.
Наследствеността, променливостта и естественият подбор на Дарвин се допълват от генетично обусловен подбор. Еволюцията се осъществява на генетично ниво чрез случайни мутации и наследяване на най -ценните черти, които са най -адаптирани към околната среда.
Декодиране на кода в човек
През деветдесетте години стартира проектът „Човешки геном“, в резултат на който през 2000 -те бяха открити фрагменти от генома, съдържащи 99,99% човешки гени. Фрагменти, които не участват в синтеза на протеини и не са кодирани, останаха неизвестни. Тяхната роля все още е неизвестна.
Последната хромозома 1, открита през 2006 г., е най -дългата в генома. Повече от триста и петдесет болести, включително рак, се появяват в резултат на нарушения и мутации в него.
Ролята на подобни изследвания трудно може да бъде надценена. Когато откриха какъв е генетичният код, стана известно по какви модели протича развитието, как се формират морфологичната структура, психиката, предразположеността към определени заболявания, метаболизма и пороците на индивидите.
