Genetik kodun pratik önemi. Genetik kod nedir: genel bilgi. Transfer RNA'larının adaptör rolü

Nükleotidler DNA ve RNA Pürinler: adenin, guanin Pirimidin: sitozin, timin (urasil)	kodon- belirli bir amino asidi kodlayan bir nükleotid üçlüsü.
sekmesi. 1. Proteinlerde yaygın olarak bulunan amino asitler
İsim	Kısaltma
1. Alanin	Ala
2. Arginin	Argüman
3. Asparajin	Asn
4. Aspartik asit	asp
5. Sistein	Cys
6. Glutamik asit	Glu
7. Glutamin	Gln
8. Glisin	Gly
9. Histidin	Onun
10. İzolösin	Ile
11. Lösin	Leu
12. Lizin	Lys
13. Metionin	Tanışmak
14. Fenilalanin	Phe
15. Prolin	Profesyonel
16. Seri	Ser
17. Treonin	Thr
18. Triptofan	Trp
19. Tirozin	Tyr
20. Valin	Val

Amino asit kodu olarak da adlandırılan genetik kod, 4 azotlu bazdan birini içeren DNA'daki nükleotid kalıntılarının dizisini kullanarak bir proteindeki amino asitlerin dizisi hakkındaki bilgileri kaydeden bir sistemdir: adenin (A), guanin (G) ), sitozin (C) ve timin (T). Ancak çift sarmallı DNA sarmalı, bu sarmallardan birinin (yani RNA) kodladığı proteinin sentezinde doğrudan yer almadığından kod, onun yerine urasil (U) içeren RNA dilinde yazılır. timin. Aynı nedenden dolayı, bir kodun nükleotid çifti değil, bir nükleotid dizisi olduğunu söylemek gelenekseldir.

Genetik kod, kodon adı verilen belirli kod sözcükleriyle temsil edilir.

İlk kod sözcüğü 1961 yılında Nirenberg ve Mattei tarafından deşifre edildi. E. coli'den ribozomlar ve protein sentezi için gerekli diğer faktörleri içeren bir ekstrakt elde ettiler. Sonuç, ortama gerekli mRNA'nın eklenmesi durumunda amino asitlerden proteinleri birleştirebilen, protein sentezi için hücre içermeyen bir sistemdi. Ortama sadece urasillerden oluşan sentetik RNA eklenerek sadece fenilalanin (polifenilalanin) içeren bir proteinin oluştuğunu keşfettiler. Böylece, UUU nükleotid üçlüsünün (kodon) fenilalanine karşılık geldiği tespit edildi. Sonraki 5-6 yıl içerisinde genetik kodun tüm kodonları belirlendi.

Genetik kod, dört nükleotidle yazılan metni, 20 amino asitle yazılan protein metnine çeviren bir tür sözlüktür. Proteinde bulunan geri kalan amino asitler, 20 amino asitten birinin modifikasyonlarıdır.

Genetik kodun özellikleri

Genetik kod aşağıdaki özelliklere sahiptir.

1. Üçlü- Her amino asit üçlü bir nükleotid'e karşılık gelir. 4 3 = 64 kodon olduğunu hesaplamak kolaydır. Bunlardan 61'i semantik, 3'ü anlamsızdır (sonlandırma, durdurma kodonları).
2. Süreklilik(nükleotidler arasında ayırıcı işaret yok) - intragenik noktalama işaretlerinin olmaması;

   Bir gen içindeki her nükleotid önemli bir kodonun parçasıdır. 1961'de Seymour Benzer ve Francis Crick, kodun üçlü doğasını ve sürekliliğini (kompaktlık) deneysel olarak kanıtladılar. [göstermek]

   

   Deneyin özü: “+” mutasyon - bir nükleotidin eklenmesi. "-" mutasyon - bir nükleotidin kaybı.

   Bir genin başlangıcındaki tek bir mutasyon ("+" veya "-") veya çift mutasyon ("+" veya "-") tüm geni bozar.

   Bir genin başlangıcındaki üçlü mutasyon ("+" veya "-") genin yalnızca bir kısmını bozar.

   Dörtlü bir “+” veya “-” mutasyon yine tüm geni bozar.

   Deney iki bitişik faj geni üzerinde gerçekleştirildi ve şunu gösterdi:

   1. kod üçlüdür ve genin içinde noktalama işareti yoktur
   2. genler arasında noktalama işaretleri var
3. Genler arası noktalama işaretlerinin varlığı- başlatıcı kodonların (protein biyosentezini başlatırlar) ve sonlandırıcı kodonların (protein biyosentezinin sonunu gösterir) üçlüleri arasındaki varlığı;

   Geleneksel olarak lider diziden sonraki ilk kodon olan AUG kodonu da noktalama işaretlerine aittir. Büyük harf görevi görür. Bu pozisyonda formilmetiyonini (prokaryotlarda) kodlar.

   Bir polipeptidi kodlayan her genin sonunda 3 durdurma kodonundan veya durdurma sinyallerinden en az biri bulunur: UAA, UAG, UGA. Yayını sonlandırıyorlar.

4. Doğrusallık- mRNA kodonlarının ve proteindeki amino asitlerin doğrusal dizisinin yazışması.
5. özgüllük- Her bir amino asit, başka bir amino asit için kullanılamayan yalnızca belirli kodonlara karşılık gelir.
6. Tek yönlülük- kodonlar ilk nükleotidden sonrakilere doğru tek yönde okunur
7. Dejenerasyon veya fazlalık, - bir amino asit birkaç üçlü tarafından kodlanabilir (amino asitler - 20, olası üçlüler - 64, 61 tanesi anlamsaldır, yani ortalama olarak her bir amino asit yaklaşık 3 kodona karşılık gelir); istisnalar metiyonin (Met) ve triptofandır (Trp).

   Kodun yozlaşmasının nedeni, ana anlamsal yükün üçlüdeki ilk iki nükleotid tarafından taşınması ve üçüncünün o kadar önemli olmamasıdır. Buradan kod dejenerasyonu kuralı : Eğer iki kodon aynı ilk iki nükleotide sahipse ve üçüncü nükleotidleri aynı sınıfa (pürin veya pirimidin) aitse, aynı amino asidi kodlarlar.

   Ancak bu ideal kuralın iki istisnası vardır. Bu, izolösine değil metiyonine karşılık gelmesi gereken AUA kodonudur ve bir durdurma kodonu olan UGA kodonudur, oysa triptofana karşılık gelmesi gerekir. Kodun yozlaşmasının uyarlanabilir bir önemi olduğu açıktır.

8. Çok yönlülük- genetik kodun yukarıdaki özelliklerinin tümü, tüm canlı organizmaların karakteristiğidir.

   kodon	Evrensel kod	Mitokondriyal kodlar
   		Omurgalılar	Omurgasızlar	Maya	Bitkiler
   U.G.A.	DURMAK	Trp	Trp	Trp	DURMAK
   AUA	Ile	Tanışmak	Tanışmak	Tanışmak	Ile
   CUA	Leu	Leu	Leu	Thr	Leu
   A.G.A.	Argüman	DURMAK	Ser	Argüman	Argüman
   AGG	Argüman	DURMAK	Ser	Argüman	Argüman

   Son zamanlarda, kodun evrenselliği ilkesi, Berrell'in 1979'da kod yozlaşması kuralının karşılandığı ideal insan mitokondri kodunu keşfetmesiyle bağlantılı olarak sarsıldı. Mitokondriyal kodda, kod dejenerasyonu kuralının gerektirdiği gibi, UGA kodonu triptofana, AUA ise metiyonine karşılık gelir.

   Belki de evrimin başlangıcında tüm basit organizmalar mitokondri ile aynı koda sahipti ve daha sonra hafif sapmalara uğradı.

9. Örtüşmeyen- genetik metnin üçlülerinden her biri birbirinden bağımsızdır, bir nükleotid yalnızca bir üçlüye dahil edilmiştir; İncirde. örtüşen ve örtüşmeyen kod arasındaki farkı gösterir.

   1976'da Faj φX174'ün DNA'sı dizilendi. 5375 nükleotidden oluşan tek sarmallı dairesel DNA'ya sahiptir. Fajın 9 proteini kodladığı biliniyordu. Bunlardan 6 tanesinde arka arkaya yer alan genler belirlendi.

   Bir örtüşmenin olduğu ortaya çıktı. E geni tamamen D geninin içinde bulunur. Başlangıç ​​kodonu, bir nükleotidin çerçeve kaymasının bir sonucu olarak ortaya çıkar. J geni, D geninin bittiği yerde başlar. J geninin başlangıç ​​kodonu, iki nükleotid kaymasının bir sonucu olarak gen D'nin durdurma kodonu ile örtüşür. Bu yapıya, üçün katı değil, bir dizi nükleotid tarafından "okuma çerçeve değişimi" adı veriliyor. Bugüne kadar örtüşme yalnızca birkaç faj için gösterilmiştir.

10. Gürültü bağışıklığı- konservatif ikame sayısının radikal ikame sayısına oranı.

    Kodlanan amino asidin sınıfında bir değişikliğe yol açmayan nükleotid ikame mutasyonlarına konservatif denir. Kodlanan amino asidin sınıfında değişikliğe yol açan nükleotid yer değiştirme mutasyonlarına radikal denir.

    Aynı amino asit farklı üçlüler tarafından kodlanabildiğinden, üçlülerdeki bazı ikameler kodlanan amino asitte bir değişikliğe yol açmaz (örneğin, UUU -> UUC fenilalanin bırakır). Bazı ikameler bir amino asidi aynı sınıftan bir başkasına (polar olmayan, polar, bazik, asidik) dönüştürürken, diğer ikameler de amino asidin sınıfını değiştirir.

    Her üçlüde 9 tekli oyuncu değişikliği yapılabilir. Hangi konumun değiştirileceğini seçmenin üç yolu vardır (1. veya 2. veya 3.) ve seçilen harf (nükleotid), 4-1=3 diğer harf (nükleotid) olarak değiştirilebilir. Olası nükleotid ikamelerinin toplam sayısı 61'e 9 = 549'dur.

    Genetik kod tablosunu kullanarak doğrudan hesaplama yaparak şunları doğrulayabilirsiniz: 23 nükleotid değişimi kodonların (translasyon sonlandırıcıları) ortaya çıkmasına neden olur. 134 ikame kodlanan amino asidi değiştirmez. 230 ikame, kodlanan amino asidin sınıfını değiştirmez. 162 ikame amino asit sınıfında bir değişikliğe yol açar; radikaldirler. 3. nükleotidin 183 ikamesinden 7'si çeviri sonlandırıcıların ortaya çıkmasına neden olur ve 176'sı muhafazakardır. 1. nükleotidin 183 ikamesinden 9'u sonlandırıcıların ortaya çıkmasına yol açar, 114'ü muhafazakar ve 60'ı radikaldir. 2. nükleotidin 183 ikamesinden 7'si sonlandırıcıların ortaya çıkmasına neden olur, 74'ü muhafazakar, 102'si radikaldir.

Yirmi amino asidin dizi bilgisinin dört nükleotidlik bir dizi kullanılarak kodlandığı bir yöntemdir.

Gen kodu özellikleri

1) Üçlü
Bir amino asit üç nükleotid tarafından kodlanır. DNA'da bunlara üçlü, mRNA'da - kodon, tRNA'da - antikodon denir. Toplamda 64 üçlü vardır, bunların 61'i amino asitleri kodlar ve 3'ü durma sinyalidir; bunlar ribozoma protein sentezinin durması gereken yeri gösterir.

2) Dejenerasyon (artıklık)
Amino asitleri kodlayan 61 kodon vardır, ancak yalnızca 20 amino asit vardır, dolayısıyla çoğu amino asit birden fazla kodon tarafından kodlanır. Örneğin, alanin amino asidi dört kodon tarafından kodlanır: HCU, HCC, HCA, HCH. Bunun istisnası metiyonindir, bir AUG kodonu tarafından kodlanır - ökaryotlarda bu, çeviri sırasındaki başlangıç ​​​​kodonudur.

3) Belirsizlik
Her kodon yalnızca bir amino asidi kodlar. Örneğin, HCU kodonu yalnızca bir amino asit olan alanini kodlar.

4) Süreklilik
Bireysel üçlüler arasında hiçbir ayırıcı (“noktalama işareti”) yoktur. Bu nedenle, bir nükleotid silindiğinde veya eklendiğinde bir "okuma çerçevesi kayması" meydana gelir: Mutasyon bölgesinden başlayarak üçlü kodun okunması bozulur ve tamamen farklı bir protein sentezlenir.

5) Çok Yönlülük
Genetik kod Dünya üzerindeki tüm canlı organizmalar için aynıdır.

Genetik Kod- nükleik asitteki nükleotid dizisini kullanarak proteinlerdeki amino asit kalıntıları dizisini kodlamaya yönelik, tüm canlı organizmaların karakteristik özelliği olan bir yöntem.

DNA, Rus literatüründe A, G, C ve T harfleriyle gösterilen adenin (A), guanin (G), sitozin (C), timin (T) olmak üzere dört azotlu baz kullanır. Bu harfler alfabeyi oluşturur. genetik kod. RNA, U harfiyle (Rus literatüründe U) gösterilen, urasil içeren benzer bir nükleotid ile değiştirilen timin içeren nükleotid dışında aynı nükleotidleri kullanır. DNA ve RNA moleküllerinde nükleotidler zincirler halinde dizilir ve böylece genetik harf dizileri elde edilir.

Genetik Kod

Hemen hemen tüm canlı organizmaların proteinleri yalnızca 20 çeşit amino asitten oluşur. Bu amino asitlere kanonik denir. Her protein, kesin olarak tanımlanmış bir sıraya bağlı bir zincir veya birkaç amino asit zinciridir. Bu dizi, proteinin yapısını ve dolayısıyla tüm biyolojik özelliklerini belirler.

Genetik bilginin canlı hücrelere uygulanması (yani, bir gen tarafından kodlanan bir proteinin sentezi), iki matris işlemi kullanılarak gerçekleştirilir: transkripsiyon (yani, bir DNA matrisinde mRNA'nın sentezi) ve genetik kodun çevrilmesi. bir amino asit dizisine (mRNA üzerinde bir polipeptit zincirinin sentezi). Ardışık üç nükleotid, 20 amino asidi kodlamak için yeterlidir ve ayrıca protein dizisinin sonunu gösteren durdurma sinyali de yeterlidir. Üç nükleotitten oluşan bir diziye üçlü denir. Amino asitlere ve kodonlara karşılık gelen kabul edilen kısaltmalar şekilde gösterilmiştir. "Genetik kod" kavramının, nükleik asitteki üçlü (kodon) dizilişle ve dolayısıyla bir protein molekülündeki amino asit kalıntıları dizilişiyle hiçbir ilgisi yoktur. Genetik kod, kaydın içeriği değil, kayıt yöntemidir.

Çoğu pro- ve ökaryotta ortak olan genetik kod. Tablo 64 kodonun tamamını ve bunlara karşılık gelen amino asitleri göstermektedir. Bazların sırası mRNA'nın 5' ucundan 3' ucuna kadardır.

Standart genetik kod

1 inci temel	2. üs								3 üncü temel
	sen		C		A		G
sen	UUU	(Phe/F) Fenilalanin	UCU	(Ser/S) Serin	UAU	(Tyr/Y) Tirozin	UGU	(Cys/C) Sistein	sen
	UUC		UCC		UAC		UGC		C
	UUA	(Leu/L) Lösin	UCA		UAA	Durmak ( Okra)	U.G.A.	Durmak ( Opal)	A
	UUG		UCG		UAG	Durmak ( kehribar)	UGG	(Trp/W) Triptofan	G
C	CUU		CCU	(Pro/P) Prolin	CAU	(Onun/H) Histidin	C.G.U.	(Arg/R) Arginin	sen
	CUC		CCC		C.A.C.		C.G.C.		C
	CUA		CCA		CAA	(Gln/Q) Glutamin	C.G.A.		A
	C.U.G.		CCG		CAG		CGG		G
A	AuU	(Ile/I) İzolösin	ACU	(Thr/T) Treonin	AAU	(Asn/N) Asparajin	AGÜ	(Ser/S) Serin	sen
	EAA		ACC		A.A.C.		A.G.C.		C
	AUA		ACA		AAA	(Lys/K) Lizin	A.G.A.	(Arg/R) Arginin	A
	AĞUSTOS[A]	(Met/M) Metiyonin	A.C.G.		AAG		AGG		G
G	GUU	(Val/V) Valin	G.C.U.	(Ala/A) Alanin	GAÜ	(Asp/D) Aspartik asit	GGU	(Gly/G) Glisin	sen
	GUC		GCC		GAC		GGC		C
	GUA		G.C.A.		GAA	(Glu/E) Glutamik asit	GGA		A
	G.U.G.		GCG		GAG		GGG		G

A AUG kodonu metionini kodlar ve aynı zamanda çeviri başlatma bölgesidir: mRNA'nın kodlama bölgesindeki ilk AUG kodonu, protein sentezinin başlangıcı olarak hizmet eder. Kaydın sektör versiyonu, iç daire - kodonun 1. tabanı (5' ucundan itibaren) Ters tablo (her amino asit için kodonların yanı sıra durdurma kodonları da gösterilmiştir)

Ala/A	GCU, GCC, GCA, GCG	Leu/L	UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, KÜG
Arg/R	CGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG	Lys/K	AAA, AAG
Asn/H	AAU, AAC	Buluştu/A	AĞUSTOS
Asp/D	GAÜ, GAC	Fe/F	UUU, UUC
Sis/C	UGU, UGC	Profesyonel/P	CCU, CCC, CCA, CCG
Gln/Q	CAA, CAG	Sunucu/G	UCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC
Zamk	GAA, GAG	Th/T	ACU, ACC, ACA, ACG
Giy/G	GGU, GGC, GGA, GGG	Trp/W	UGG
Onun/H	CAU, CAC	Tyr/Y	UAU, UAC
Ile/I	AUU, AUC, AUA	Değer/V	GUU, GUC, GUA, GUG
BAŞLANGIÇ	AĞUSTOS	DURMAK	UAG, UGA, UAA

Standart genetik koddan sapmalar

Örnek	kodon	Normal anlam	Şöyle okur:
Bazı maya türleri Aday	C.U.G.	Lösin	Serin
Mitokondri, özellikle Saccharomyces cerevisiae	CU(U, C, A, G)	Lösin	Serin
Yüksek bitkilerin mitokondrileri	CGG	Arginin	Triptofan
Mitokondri (istisnasız incelenen tüm organizmalarda)	U.G.A.	Durmak	Triptofan
Siliatların nükleer genomu Euplotlar	U.G.A.	Durmak	Sistein veya selenosistein
Memelilerin mitokondrisi, Drosophila, S. cerevisiae ve birçok protozoa	AUA	İzolösin	Metiyonin = Başlangıç
Prokaryotlar	G.U.G.	Valin	Başlangıç
Ökaryotlar (nadir)	C.U.G.	Lösin	Başlangıç
Ökaryotlar (nadir)	G.U.G.	Valin	Başlangıç
Prokaryotlar (nadir)	UUG	Lösin	Başlangıç
Ökaryotlar (nadir)	A.C.G.	Treonin	Başlangıç
Memeli mitokondrisi	AGC, AGÜ	Serin	Durmak
Drosophila mitokondri	A.G.A.	Arginin	Durmak
Memeli mitokondrisi	BİR ŞAKA)	Arginin	Durmak

Aynı nükleotidler, (Rus literatüründe) harfle gösterilen, urasil içeren benzer bir nükleotid ile değiştirilen timin içeren nükleotid haricinde kullanılır. DNA ve RNA moleküllerinde nükleotidler zincirler halinde dizilir ve böylece genetik harf dizileri elde edilir.

Hemen hemen tüm canlı organizmaların proteinleri yalnızca 20 çeşit amino asitten oluşur. Bu amino asitlere kanonik denir. Her protein, kesin olarak tanımlanmış bir sıraya bağlı bir zincir veya birkaç amino asit zinciridir. Bu dizi, proteinin yapısını ve dolayısıyla tüm biyolojik özelliklerini belirler.

Ancak 20. yüzyılın 60’lı yıllarının başlarında ortaya çıkan yeni veriler “virgülsüz kod” hipotezinin tutarsızlığını ortaya çıkardı. Daha sonra deneyler, Crick tarafından anlamsız kabul edilen kodonların in vitro protein sentezini tetikleyebileceğini gösterdi ve 1965'e gelindiğinde 64 üçlünün hepsinin anlamı belirlendi. Bazı kodonların gereksiz olduğu, yani bir dizi amino asidin iki, dört ve hatta altı üçlü tarafından kodlandığı ortaya çıktı.

Özellikler

MRNA kodonları ile amino asitler arasındaki yazışma tabloları

Çoğu pro- ve ökaryotta ortak olan genetik kod. Tablo 64 kodonun tamamını ve bunlara karşılık gelen amino asitleri göstermektedir. Temel sıralama mRNA'nın 5" ucundan 3" ucuna kadardır.

Standart genetik kod

1 inci temel	2. üs								3 üncü temel
	sen		C		A		G
sen	UUU	(Phe/F) Fenilalanin	UCU	(Ser/S) Serin	UAU	(Tyr/Y) Tirozin	UGU	(Cys/C) Sistein	sen
	UUC		UCC		UAC		UGC		C
	UUA	(Leu/L) Lösin	UCA		UAA	Durmak ( Okra)	U.G.A.	Durmak ( Opal)	A
	UUG		UCG		UAG	Durmak ( kehribar)	UGG	(Trp/W) Triptofan	G
C	CUU		CCU	(Pro/P) Prolin	CAU	(Onun/H) Histidin	C.G.U.	(Arg/R) Arginin	sen
	CUC		CCC		C.A.C.		C.G.C.		C
	CUA		CCA		CAA	(Gln/Q) Glutamin	C.G.A.		A
	C.U.G.		CCG		CAG		CGG		G
A	AuU	(Ile/I) İzolösin	ACU	(Thr/T) Treonin	AAU	(Asn/N) Asparajin	AGÜ	(Ser/S) Serin	sen
	EAA		ACC		A.A.C.		A.G.C.		C
	AUA		ACA		AAA	(Lys/K) Lizin	A.G.A.	(Arg/R) Arginin	A
	AĞUSTOS	(Met/M) Metiyonin	A.C.G.		AAG		AGG		G
G	GUU	(Val/V) Valin	G.C.U.	(Ala/A) Alanin	GAÜ	(Asp/D) Aspartik asit	GGU	(Gly/G) Glisin	sen
	GUC		GCC		GAC		GGC		C
	GUA		G.C.A.		GAA	(Glu/E) Glutamik asit	GGA		A
	G.U.G.		GCG		GAG		GGG		G

AUG kodonu metionini kodlar ve aynı zamanda çeviri başlatma bölgesidir: mRNA'nın kodlama bölgesindeki ilk AUG kodonu, protein sentezinin başlangıcı olarak hizmet eder. Ters tablo (her amino asit için kodonların yanı sıra durdurma kodonları da gösterilmiştir)

Ala/A	GCU, GCC, GCA, GCG	Leu/L	UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, KÜG
Arg/R	CGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG	Lys/K	AAA, AAG
Asn/H	AAU, AAC	Buluştu/A	AĞUSTOS
Asp/D	GAÜ, GAC	Fe/F	UUU, UUC
Sis/C	UGU, UGC	Profesyonel/P	CCU, CCC, CCA, CCG
Gln/Q	CAA, CAG	Sunucu/G	UCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC
Zamk	GAA, GAG	Th/T	ACU, ACC, ACA, ACG
Giy/G	GGU, GGC, GGA, GGG	Trp/W	UGG
Onun/H	CAU, CAC	Tyr/Y	UAU, UAC
Ile/I	AUU, AUC, AUA	Değer/V	GUU, GUC, GUA, GUG
BAŞLANGIÇ	AĞUSTOS	DURMAK	UAG, UGA, UAA

Standart genetik koddaki varyasyonlar

Standart genetik koddan sapmanın ilk örneği, 1979'da insan mitokondriyal genleri üzerinde yapılan bir çalışma sırasında keşfedildi. O zamandan bu yana, çeşitli alternatif mitokondriyal kodlar da dahil olmak üzere birkaç benzer varyant bulunmuştur; örneğin, UGA durdurma kodonunun mikoplazmalarda triptofanı belirleyen kodon olarak okunması. Bakterilerde ve arkelerde HUG ve UUG sıklıkla başlangıç ​​kodonları olarak kullanılır. Bazı durumlarda genler, türün normalde kullandığı kodondan farklı bir başlangıç ​​kodonunda bir proteini kodlamaya başlar.

Bazı proteinlerde selenosistein ve pirolizin gibi standart olmayan amino asitler, mRNA'daki dizilere bağlı olarak durdurma kodonunu okuyan bir ribozom tarafından eklenir. Selenosistein artık proteinleri oluşturan amino asitlerin 21.'si, pirolizin ise 22.'si olarak kabul ediliyor.

Bu istisnalara rağmen, tüm canlı organizmalar ortak genetik kodlara sahiptir: kodonlar üç nükleotitten oluşur; kodonlar, ilk ikisi belirleyicidir; kodonlar, tRNA ve ribozomlar tarafından bir amino asit dizisine çevrilir.

Standart genetik koddan sapmalar.

Örnek	kodon	Normal anlam	Şöyle okur:
Bazı maya türleri Aday	C.U.G.	Lösin	Serin
Mitokondri, özellikle Saccharomyces cerevisiae	CU(U, C, A, G)	Lösin	Serin
Yüksek bitkilerin mitokondrileri	CGG	Arginin	Triptofan
Mitokondri (istisnasız incelenen tüm organizmalarda)	U.G.A.	Durmak	Triptofan
Siliatların nükleer genomu Euplotlar	U.G.A.	Durmak	Sistein veya selenosistein
Memelilerin mitokondrisi, Drosophila, S. cerevisiae ve birçok protozoa	AUA	İzolösin	Metiyonin = Başlangıç
Prokaryotlar	G.U.G.	Valin	Başlangıç
Ökaryotlar (nadir)	C.U.G.	Lösin	Başlangıç
Ökaryotlar (nadir)	G.U.G.	Valin	Başlangıç
Prokaryotlar (nadir)	UUG	Lösin	Başlangıç
Ökaryotlar (nadir)	A.C.G.	Treonin	Başlangıç
Memeli mitokondrisi	AGC, AGÜ	Serin	Durmak
Drosophila mitokondri	A.G.A.	Arginin	Durmak
Memeli mitokondrisi	BİR ŞAKA)	Arginin	Durmak

Evrim

Üçlü kodun yaşamın evriminde oldukça erken bir zamanda geliştiğine inanılıyor. Ancak farklı evrim aşamalarında ortaya çıkan bazı organizmalarda farklılıkların varlığı, onun her zaman böyle olmadığını göstermektedir.

Bazı modellere göre kod ilk olarak, az sayıda kodonun nispeten az sayıda amino asidi belirlediği ilkel bir biçimde mevcuttu. Daha kesin kodon anlamları ve daha fazla amino asit daha sonra tanıtılabilir. İlk başta, üç bazın yalnızca ilk ikisi tanıma için kullanılabiliyordu (bu, tRNA'nın yapısına bağlıdır).

- Lewin B. Genler. M.: 1987. S. 62.

Ayrıca bakınız

Notlar

1. Sanger F. (1952). “Proteinlerde amino asitlerin düzenlenmesi.” Av. Protein Kimyası. 7 : 1-67. PMID.
2. İchas M. Biyolojik kod. - M.: Mir, 1971.
3. Watson J.D., Crick F.H. (Nisan 1953). “Nükleik asitlerin moleküler yapısı; deoksiriboz nükleik asit için bir yapı.” Doğa. 171 : 737-738. PMID. referans)
4. Watson J.D., Crick F.H. (Mayıs 1953). “Deoksiribonükleik asit yapısının genetik etkileri.” Doğa. 171 : 964-967. PMID. Kullanımdan kaldırılan |ay= parametresini kullanıyor (yardım)
5. Crick F.H. (Nisan 1966). "Genetik kod; dün, bugün ve yarın." Soğuk Bahar Harb. Semp. Quant. Biyol.: 1-9. PMID. Kullanımdan kaldırılan |ay= parametresini kullanıyor (yardım)
6. Gamow G. (Şubat 1954). “Deoksiribonükleik asit ile protein yapıları arasındaki olası ilişki.” Doğa. 173 : 318.DOI:10.1038/173318a0. PMID. Kullanımdan kaldırılan |ay= parametresini kullanıyor (yardım)
7. Gamow G., Zengin A., Ycas M. (1956). “Nükleik asitlerden proteinlere bilgi aktarımı sorunu.” Av. Bio.l Med. Fizik.. 4 : 23-68. PMID.
8. Gamow G, Ycas M. (1955). “Protein” ve “ribonükleik” asit” bileşiminin istatistiksel korelasyonu”. Proc. Natl. Acad. Bilim. AMERİKA BİRLEŞİK DEVLETLERİ.. 41 : 1011-1019. PMID.
9. Crick F.H., Griffith J.S., Orgel L.E. (1957).

>> Amino asit dizilerini kodlama prensibi

5.5.3. Amino asit dizilerini kodlama prensibi

Vücudun gelişimi ve hücrelerinin stabilitesi için öncelikle proteinlerin sürekli sentezi, yani belirli bir amino asit dizisi gereklidir. Doğa kodlama için, yani proteinlerdeki amino asitlerin sırasının bilgi açısından anlamlı bir şekilde kaydedilmesi için hangi yöntemi buldu? Geçtiğimiz yıllarda moleküler düzeyde yapılan incelikli biyokimyasal deneyler sayesinde, protein sentezi sırasının DNA zincirlerinde sabitlendiğini bulmak mümkün olmuştur.
bazı durumlarda RNA) kodonlar şeklinde. Bir kodon ardışık azotlu bazların üçlüsüdür.

Her bir protein, kendi geni (çok spesifik bir kodon dizisi) tarafından kodlanır. Belirli bir proteindeki amino asitlerin sayısı kodonların sayısına eşittir. Genler birbirlerinden intronlarla ayrılır; DNA zincirinin nükleotidlerin ilk bakışta rastgele düzenlendiği bölümleri, böylece hiçbir kodon ayırt edilmez.

Modern kavramlara göre intronlar işaretleyici görevi görür ve bir anda kopyalanması gereken spesifik gen bölgelerinin "seçim" süreçlerine katılır. Gerçek şu ki, vücudun hemen hemen tüm hücrelerinin kromozomlarında aynı genetik bilgi bulunmasına rağmen, farklı hücrelerde yalnızca hücrenin uzmanlaşmasıyla belirlenen sınırlı sayıda protein sentezlenir.

Şaşırtıcı bir şekilde CD teknolojisi, bilgi dosyalarının veya müzik programlarının düzenlenmesinde benzer bir prensibe ulaştı. Belirli bir kontrol komutunu seçerek, o anda ilginizi çeken kayıt parçasını etkinleştirebilir (okuyabilir, dinleyebilirsiniz).

Böylece DNA ve RNA'nın içerdiği genetik bilgi, bu moleküllerdeki nükleotid dizisinde yer alır. DNA, proteinlerin birincil yapısını nasıl kodlar (şifreler)? Kodun özü, DNA'daki nükleotid dizisinin, proteinlerdeki amino asit dizisini belirlemesidir. Bu koda genetik denir ve kodunun çözülmesi, modern doğa biliminin en büyük başarılarından biridir.

DNA 4 nükleotidden oluşur. Eğer hayat alfabesinde sadece 4 harf varsa, onlardan kelimeler nasıl oluşuyor? Bu soru G.A. tarafından gündeme getirilen ilk sorulardan biriydi. Gamow. Her biri 2 nükleotid içeren 4 nükleotidden yalnızca 16 farklı kombinasyon yapılabildiğinden, iki harfli bir kod yalnızca 16 amino asidin şifrelenmesini mümkün kılacaktır. Doğada protein sentezi için kullanılan 20 amino asit için bu yeterli değildir. Gamow her kelimenin üç harften oluşması gerektiği varsayımını yaptı. Üçlü kodu kullanarak 4 nükleotidden 64 farklı kombinasyon oluşturabilirsiniz: 4'ün 3'ü üssü 64'e eşittir. Bu zaten amino asit sayısından gözle görülür derecede daha fazladır.

Ne yapmalıyım? Kelimelerin mutlaka üç harften oluşması gerekmediğini mi düşünüyorsunuz? Yoksa 64 kelimenin arasında eş anlamlılar var mı? Gamow ikinci olasılığa karar verdi: Bazı kelimeler (kodonlar) aynı amino asidi ifade edebilir. Deneysel çalışmalar Gamow'un hipotezini doğruladı; neredeyse her amino asit birden fazla kodon tarafından şifreleniyor. Örneğin arginin, serin ve lösin altı kodon varyantı tarafından kodlanabilir. Ancak genetik kod kesindir. Her üçlü - kodon - amino asitlerden yalnızca birini şifreler. Genetik kodda, her biri protein zinciri sentezinin durduğunu gösteren üç özel üçlü UGA, UAG ve UAA vardır. Genin içinde noktalama işareti olmamalıdır. Bu çok önemli. Örneğin alfabedeki sıradan harflerin üçlemesinden oluşan bir cümleyi rahatlıkla okuyup anlayabiliriz: “Bir zamanlar sessiz bir kedi vardı, o kedi benim için çok değerliydi.” Sabit başlangıcı, bir harfi (veya gendeki bir nükleotidi) kaldırırsak, o zaman yeni harf üçlüleri (üçlü kombinasyonlarla - kodonlarla okumalıyız) şu şekilde olacaktır: “ilb ylk ott iho yls erm ilm no otk. ” Tüm sağlıklı insanlarda, hemoglobin zincirlerinden biri hakkında bilgi taşıyan gende altıncı sırada yer alan üçlü GAA veya GAG, glutamik asidi kodlar. Bu üçlülerdeki ikinci nükleotid Y ile değiştirilirse glutamik asit yerine valin eklenecektir. Sonuçlar şiddetli olacaktır - böyle bir insandaki tüm kırmızı kan hücreleri, hastalığa - orak hücreli anemiye neden olacak "bozulmuş" hemoglobine sahip olacaktır.

Şizofreninin bir türü olan katatoni, WKL1 proteininde yalnızca bir amino asidin diğeriyle yer değiştirmesiyle ilişkilidir. Kodu, insan kromozomu 22'nin genlerinden birinde bulunur. Genetik koddaki tek bir "yazım hatası" ciddi akıl hastalıklarının gelişmesine yol açar.

Modern doğa biliminin kavramları. Starodubtsev V.A., 2. baskı, ekle. - Tomsk: Tom. Polytech. üniversitesi, 2002. - 184 s.

Ders içeriği ders notları destekleyici çerçeve ders sunumu hızlandırma yöntemleri etkileşimli teknolojiler Pratik görevler ve alıştırmalar kendi kendine test atölyeleri, eğitimler, vakalar, görevler ödev tartışma soruları öğrencilerden gelen retorik sorular İllüstrasyonlar ses, video klipler ve multimedya fotoğraflar, resimler, grafikler, tablolar, diyagramlar, mizah, anekdotlar, şakalar, çizgi romanlar, benzetmeler, sözler, bulmacalar, alıntılar Eklentiler Özetler makaleler meraklı beşikler için püf noktaları ders kitapları temel ve ek terimler sözlüğü diğer Ders kitaplarının ve derslerin iyileştirilmesiDers kitabındaki hataların düzeltilmesi ders kitabındaki bir parçanın güncellenmesi, dersteki yenilik unsurları, eski bilgilerin yenileriyle değiştirilmesi Sadece öğretmenler için mükemmel dersler yılın takvim planı; metodolojik tartışma programı; Entegre Dersler