Degeneracije genetskega koda: osnove

Genetska koda je izražena kot kodonoma, sistem kodiranja podatkov o strukturi proteinov, ki je del vseh živih organizmov na planetu. Dešifriranje trajalo desetletja, vendar je dejstvo, da obstaja, je znanost razume skoraj stoletje. Konj, specifičnost, enosmerno, in zlasti degeneracije genetske kode imajo biološki pomen.

Zgodovina odkritij

Problem kodiranje genetske podatke je bila vedno ključna pri biologiji. Z matrični strukturi genetskega zapisa, znanost napredovala bolj počasi. Od odkritja J. Watson in Crick leta 1953. dvojne vijačnice struktura DNA vnesena v fazo rešiti sama kodo strukturo, je morala prepričanje, da veličini narave. Linearna struktura proteinov in DNA enak način implicitno prisotnost genetskega koda, korespondenco med obema besedil, vendar posnete z različnimi abecede. In če je bilo znano, abeceda proteinov, so oznake DNA predmet študija biologije, fizike in matematike.

Nobene potrebe ni, da se opisati vse korake pri reševanju te uganke. Neposredna poskus, izkazali in potrdili, da obstaja med kodoni DNK in aminokislin proteina jasno in dosledno oz potekal v 1964 Charles Janowski in S. Brenner. Nadaljnji - pri dekodiranju genetskega koda in vitro (in vitro) z uporabo tehnike sinteze proteinov v celičnih struktur brez.

Popolnoma je dešifrira koda E. coli je objavil leta 1966, biologi na simpoziju v Cold Spring Harbor (ZDA). Potem sem odprl redundance (degeneracije) genetskega koda. Kaj to pomeni, je pojasnil preprosto.

dekodiranje nadaljuje

Kako dešifriranja dedne podatke kod je postal eden izmed najbolj pomembnih dogodkov v zadnjem stoletju. Danes, znanost še raziskati v globino mehanizme sistema molekularne kodiranje in njenih značilnosti in preobilja znakov, kar se izraža v lasti degeneracije genetske kode. Ločena študija industrije - izvor in razvoj dedne sistema materiala kodiranja. Dokazi povezujejo polinukleotidi (DNA) in polipeptidi (proteini) dal zagon razvoju molekularne biologije. In da, po drugi strani, biotehnologije, bioinženiringa, odkritja v vzrejo in gojenje rastlin.

Dogme in pravila

Hiša dogma molekularne biologije - podatki se prenesejo iz DNA na RNA, in nato z njo na proteinu. V nasprotni smeri prenosa je mogoče iz RNA v DNA in RNA na druge RNA.

Toda matrika ali osnova DNK vedno ostaja. In vse druge osnovne funkcije, za prenos podatkov - odraz narave prenosa matrice. Namreč, ki ga opravlja prenos za sintezo drugih matričnih molekul, ki bo reprodukcija strukture genetski informaciji.

genetski zapis

Linija kodiranje strukture proteinskih molekul z komplementarne kodoni (triplets) nukleotidov, ki samo 4 (adein, gvanin, citozin, timin (uracil)), ki spontano vodi do tvorbe drugih verig nukleotidov. Enako število nukleotidov in kemijsko komplementarnosti - to je glavni pogoj za takšno sintezo. Toda tvorba kakovostjo beljakovinske molekule, ki ustreza količini in kakovosti monomerov ni (DNA nukleotidov - protein aminokisline). To je naravni dedna koda - snemalni sistem v sekvenci nukleotidov (kodoni) aminokislinskega zaporedja proteina.

Genetski zapis ima več lastnosti:

• Trojček.
• Edinstvenost.
• Usmerjenost.
• Disjointness.
• Redundanca (degenerira) genetskega koda.
• Vsestranskost.

Tukaj je kratek opis, s poudarkom na biološki pomen.

Trojček, kontinuiteta in razpoložljivost stoplights

Vseh 61 aminokislin, ki ustreza pomensko t (trojček) nukleotidov. Tri trojčki nimajo informacij o aminokisline in so stop kodoni. Vsak nukleotid v verigi je član triplet in ne obstaja sama. Na koncu in na začetku verige nukleotidov, ki ustrezajo enemu protein, so končnih kodonov. Začnejo ali zavorna oddajanje (sintezo proteinske molekule).

Specifičnost in enotočkovnost disjointness

Vsak kodon (triplet) kodira samo eno aminokislino. Vsak trojček je neodvisen od in se ne prekriva v bližini. Eden nukleotid lahko pripada le en trojček v verigi. sinteza proteinov je vedno samo v eni smeri, ki je pod nadzorom končnih kodonov.

Odpustitev genetskega koda

Vsaka triplet nukleotidov kodira eno aminokislino. Skupno 64 nukleotidov, 61 od njih - kodirana aminokislina (občutek kodona), in tri - brez pomena, tj aminokisline ne kodira (stop kodonov). Odveč (degenerira) genetskega koda, ki se substitucije lahko v vsakem triplet - ostanek (ki vodi amino zamenjavo kislina) in konzervativno (aminokisline ne spreminjajo razred). To je enostavno izračunati, da če se trojček lahko izvedemo 9 substitucije (1, 2 in 3 stališča) lahko vsaka nukleotidna nadomesti z 4 - 1 = 3 druge izvedbe, bo skupno število možnih nukleotidnih substitucij biti od 61 do 9 = 549.

Degeneracije genetske kode je prikazan v tem, da 549 možnosti - je to veliko več, kot je potrebno za zakodirovki informacij približno 21 aminokislin. V tem primeru nadomestnih možnosti 549 23 privede do nastanka stop kodon, 134 + 230 substitucije - so konzervativne substitucije in 162 - ostanek.

Pravilo degeneracije in izjeme

Če imata dve kodoni dva identična prvi nukleotid, so preostali nukleotidi predstavljeni z razredom (purinske ali pirimidinske), informacije, ki jih nosijo isto aminokislino. To je navadno degenerira ali odpuščanje genetskega koda. Dve izjemi - AUA in UGA - prva kodira metionin, čeprav bi morali izolevcina, in drugi - kodon postanek, vendar bi morali za kodiranje triptofan.

Pomen degeneracije in vsestranskost

Ti dve lastnosti genetske kode imajo najvišjo biološko vrednost. Vse lastnosti, navedene zgoraj, so značilne za genetske informacije v vseh oblikah živih organizmov na našem planetu.

Degeneracije genetskega koda je prilagodljivo vrednost, kot ponavljajočih se podvajanje eno oznako aminokislin. Poleg tega to pomeni znatno zmanjšanje (degeneracija) tretjega nukleotida v kodonu. Taka izvedba zmanjšuje mutacij lezij v DNA, ki vključujejo resne kršitve v strukturi proteina. To je zaščitni mehanizem živih organizmov na planetu.