La degenerazione del codice genetico: le basi

Il codice genetico è espresso come codoni, un sistema di codifica delle informazioni sulla struttura delle proteine, insita in tutti gli organismi viventi del pianeta. Decrittografia prendere decenni, ma il fatto che egli esiste, la scienza è intesa quasi un secolo. Versatilità, specificità, unidirezionale, e in particolare la degenerazione del codice genetico hanno un significato biologico.

La storia di scoperte

Il problema di codifica delle informazioni genetiche è sempre stato fondamentale nella biologia. Dalla struttura a matrice del codice genetico, scienza procedeva piuttosto lentamente. Dalla scoperta di J. Watson e Crick nel 1953. La struttura a doppia elica del DNA è entrata in una fase di risoluzione di una struttura di codice stesso, che ha indotto la fede nella maestosità della natura. La struttura lineare di proteine e DNA della stessa struttura implicava la presenza del codice genetico, la corrispondenza tra i due testi, ma registrato con differenti alfabeti. E se l'alfabeto delle proteine è stato conosciuto, i segni di DNA sono stati oggetto di studio della biologia, fisica e matematica.

Non c'è bisogno di descrivere tutti i passaggi della soluzione di questo enigma. esperimento diretto, ha dimostrato e ha confermato che tra i codoni del DNA e aminoacidi della proteina v'è una chiara e coerente, rispettivamente, tenutasi nel 1964 Charles Janowski e S. Brenner. Un ulteriore – durante la decodifica del codice genetico in vitro (in vitro) usando tecniche di sintesi proteica in strutture acellulari.

Completamente codice decifrato E. Coli è stata promulgata nel 1966, i biologi al simposio a Cold Spring Harbor (Stati Uniti d'America). Poi ho aperto la ridondanza (degenerazione) del codice genetico. Che cosa questo significa, ha spiegato molto semplicemente.

decodifica continua

Ottenere decifrare i dati del codice ereditari è diventato uno degli eventi più significativi del secolo scorso. Oggi, la scienza continua ad esplorare a fondo i meccanismi del sistema molecolare codifica e le sue caratteristiche e una sovrabbondanza di segni, ciò che è espresso nella proprietà della degenerazione del codice genetico. Uno studio separato del settore – l'origine e l'evoluzione del sistema di codifica materiale ereditario. Evidence polinucleotidi che collegano (DNA) e polipeptidi (proteine) hanno dato impulso allo sviluppo della biologia molecolare. E che, a sua volta, la biotecnologia, bioingegneria, scoperte nel allevamento e la coltivazione di piante.

Dogmi e regole

Inizio dogma della biologia molecolare – l'informazione è trasferita da DNA a RNA messaggero, e poi con la sua sulla proteina. Nella direzione opposta di trasmissione è possibile da RNA a DNA e RNA su altri RNA.

Ma la matrice o base di DNA rimane sempre. E tutte le altre caratteristiche di base di trasferimento di informazioni – un riflesso della natura del trasferimento della matrice. Vale a dire, eseguendo trasmissione alla sintesi di altre molecole della matrice, che sarà la riproduzione della struttura delle informazioni genetiche.

codice genetico

Codifica linea struttura delle molecole proteiche mediante codoni complementari (triplette) nucleotidi, che solo 4 (adein, guanina, citosina, timina (uracile)), che porta spontaneamente alla formazione di altre catene di nucleotidi. Lo stesso numero di nucleotidi e complementarità chimico – questa è la condizione principale per tale sintesi. (- proteine amminoacidi nucleotidi del DNA), ma la formazione di una molecola proteica di qualità corrispondente alla quantità e qualità dei monomeri non lo è. Questo è il codice ereditario naturale – sistema di registrazione nella sequenza dei nucleotidi (codoni) la sequenza aminoacidica della proteina.

codice genetico ha diverse proprietà:

• Tripletta.
• L'unicità.
• Orientamento.
• Disgiunzione.
• Ridondanza (degenerazione) del codice genetico.
• Versatilità.

Ecco una breve descrizione, concentrandosi sul significato biologico.

Triplet, continuità e disponibilità semafori

Ciascuno dei 61 aminoacidi corrispondente ad una semantica t (tripletto) nucleotidi. Tre triplette non portano informazioni sulla aminoacidi e sono codoni di stop. Ciascun nucleotide della catena è un membro della tripletta, e non esiste per sé. Alla fine e l'inizio di una catena di nucleotidi corrispondenti ad una singola proteina, sono codoni di stop. Iniziano o diffusione di arresto (la sintesi di una molecola proteica).

Specificità, ed un'unificazione disgiunzione

Ogni codone (tripletta) codifica un solo aminoacido. Ciascuna tripletta è indipendente da e non si sovrappone adiacente. Un nucleotide può appartenere a una sola tripletta nella catena. La sintesi proteica è sempre in una sola direzione codoni di stop solo, che è controllata.

La ridondanza del codice genetico

Ogni tripletta di nucleotidi codifica un amminoacido. Un totale di 64 nucleotidi, 61 di loro – amminoacidi codificata (senso codone), e tre – insignificante, cioè amminoacido non codifica (codoni di stop). La ridondanza (degenerazione) del codice genetico è che le sostituzioni possono essere fatte in ogni tripletta – radicale (che porta a amino acido sostituzione) e conservatrice (aminoacidi non cambiano classe). È facile calcolare che se una tripletta può essere effettuata 9 sostituzioni (1, 2 e 3 posizione), ciascun nucleotide può essere sostituito da 4 – 1 = 3 l'altra forma di realizzazione, il numero totale dei possibili sostituzioni nucleotidiche sarà pari a 61 a 9 = 549.

La degenerazione del codice genetico è mostrata dal fatto che 549 opzioni – è molto più di quanto necessario per informazioni zakodirovki circa 21 aminoacidi. In questo caso di opzioni di sostituzione 549 23 portano alla formazione di un codone di stop, 134 + 230 sostituzione – sono sostituzioni conservative, e 162 – radicali.

Regola la degenerazione e le eccezioni

Se due codoni hanno due identici primo nucleotide, i nucleotidi rimanenti sono presentati con una classe (purine o pirimidine), le informazioni che portano lo stesso aminoacido. Questo è di solito la degenerazione o la ridondanza del codice genetico. Due eccezioni – AUA e UGA – prima codifica metionina, anche se avrebbe dovuto isoleucina, e la seconda – un codone di stop, ma avrebbe dovuto codificare triptofano.

Cioè degenerazione e versatilità

Queste due proprietà del codice genetico hanno il più alto valore biologico. Tutte le proprietà sopra elencate sono caratteristiche delle informazioni genetiche di tutte le forme di organismi viventi sul nostro pianeta.

La degenerazione del codice genetico ha un valore adattativo, la duplicazione ripetuta di un singolo codice amminoacido. Inoltre, questo significa una riduzione significativa (degenerazione) del terzo nucleotide in un codone. Una tale forma di realizzazione minimizza le lesioni mutazionali nel DNA, che comportano gravi violazioni nella struttura proteica. Questo è un meccanismo di protezione di organismi viventi del pianeta.