Універсальний генетичний код

Генетичний код - це особлива шифровка спадкової інформації за допомогою молекул нуклеїнових кислот. Грунтуючись на цій закодованої інформації, гени відповідне керують синтезом білків і ферментів в організмі, визначаючи тим самим обмін речовин. У свою чергу, будова окремих білків і їх функції обумовлюється розташуванням і складом амінокислот - структурних одиниць молекули білка.

У середині минулого століття були виявлені гени, які є окремими ділянками дезоксирибонуклеїнової кислоти (Скорочено - ДНК). Ланки нуклеотидів утворюють в молекулах ДНК характерну подвійну ланцюг, зібрану у формі спіралі.

Вчені знайшли зв'язок між генами і хімічною структурою окремих білків, сутність якої полягає в тому, що структурний порядок розташування амінокислот в молекулах білка повністю відповідає порядку нуклеотидів в гені. Встановивши цей зв'язок, вчені вирішили розшифрувати генетичний код, тобто встановити закони відповідності структурних порядків нуклеотидів в ДНК і амінокислот в білках.

Існує всього чотири типи нуклеотидів:

1) А - аденіловие-

2) Г - гуаніловие-

3) Т - тіміділовие-

4) Ц - цітіділовие.

До складу білків входить двадцять видів основних амінокислот. З розшифровкою генетичного коду виникли труднощі, оскільки нуклеотидів набагато менше, ніж аміноскіслот. При вирішенні цієї проблеми було висловлено припущення, що амінокислоти кодуються різними поєднаннями з трьох нуклеотидів (так званим кодоном або кодонів).

Якщо порахувати всі можливі поєднання, то таких триплетів буде 64, тобто в три рази більше, ніж амінокислот - виходить надлишок триплетів.

Крім того, необхідно було пояснити, як саме розташовуються триплети уздовж гена. Так виникли три основні групи теорій:

1) триплети слідують один за одним безперервно, тобто формують суцільний код-

2) триплети розташовуються з чергуванням «безглуздих» ділянок, тобто формуються так звані «коми» і «абзаци» в коде-

3) триплети можуть перекриватися, тобто кінець першого триплета може формувати початок наступного.

В даний час в основному використовують теорію про безперервність коду.

Генетичний код і його властивості

1) Код триплетів - він складається з довільних поєднань трьох нуклеотидів, які утворюють кодони.

2) Генетичний код надлишковий - це наслідок його триплетности. Одна амінокислота може бути закодована декількома кодонами, оскільки кодонів, за математичними підрахунками, в три рази більше, ніж амінокислот. Деякі кодони виконують певні терминирующего функції: одні можуть бути «стоп-сигналами», які програмують закінчення виробництва амінокислотної ланцюга, а інші можуть позначати ініціювання зчитування коду.

3) Генетичний код однозначний - кожному з кодонів може відповідати тільки одна амінокислота.

4) Генетичний код має коллінеарність, тобто послідовність нуклеотидів і послідовність амінокислот чітко відповідають один одному.

5) Код записаний безперервно і компактно, «безглузді» нуклеотиди в ньому відсутні. Він починається певним кодонів, який змінюється наступним без перерви і закінчується терминирующего кодоном.

6) Генетичний код володіє універсальністю - гени будь-якого організму кодують інформацію про білках абсолютно однаково. Це не залежить від рівня складності організації організму або його системного положення.

Сучасна наука припускає, що генетичний код виникає безпосередньо при зародженні нового організму з кісткової матерії. Випадкові зміни і процеси еволюції роблять можливими будь-які варіанти коду, тобто амінокислоти можуть переставлятися в будь-якій послідовності. Чому в ході еволюції вижив саме такий вид коду, чому код універсальний і має подібну структуру? Чим більше наука дізнається про феномен генетичного коду, тим більше виникає нових загадок.