Ділянка молекули ДНК, що містить інформацію про певний білок і на якій синтезується одна молекула РНК, називається ген. Також гени можна визначити як частини хромосоми, які визначають будь-яку спадкову ознаку.
У еукаріотичній ДНК інформація, необхідна для синтезу білка в гені зберігається на ділянках-екзонах, розділених інтронами – ділянками які не містять генетичної інформації (некодуючі ділянки). При транскрипції гена спочатку утворюється первинний транскрипт, який потім підлягає „доопрацюванню” – процесингу. Сутність доопрацювання полягає у вирізанні інтронів (сплайсинг) з мРНК перед трансляцією та в приєднанні характерних для мРНК кінцевих послідовностей. Інтрони – це регуляторні послідовності. Вони можуть означати початок або кінець структурного гена, запускають або зупиняють транскрипцію. Їх значення до кінця не встановлено; взагалі, матеріалу, що не транслюється, в клітинах еукаріот досить багато – близько 10%.
Генетичний код
|
Клітини організму певного виду (навіть які належать до різних тканин) містять ДНК з однаковим нуклеотидним складом, і цей склад не залежить ні від харчування, ні від оточуючого середовища, ні від віку організму. Нуклеотидний склад ДНК різних видів відрізняється.
|
|
ІРНК, синтезована на матриці ДНК, тобто одержавши від неї інформацію, переходить з ядра до рибосом, де бере безпосередню участь у формуванні первинної структури відповідного білка. Одиниця генетичного коду являє собою послідовність трьох нуклеотидів іРНК, що відповідає певній амінокислоті у молекулі білка називається кодон (триплет нуклеотидів). За допомогою кодонів структура молекул білка зашифрована в молекулах ДНК. Це явище має назву код ДНК (генетичний код, або біологічний код).
Генетичний код (біологічний код) – це спосіб запису інформації про амінокислотну послідовність білків за допомогою послідовносіт нуклеотидів.
Синтез білка зводиться до переходу від однієї системи інформації (нуклеотидна послідовність – чотирибуквена мова) до іншої (амінокислотна послідовність – двадцятибуквена мова).
Властивості генетичного коду:
універсальність. Генетичний код однаковий для всіх організмів, значить з’явився на ранніх етапах розвитку живих систем і, очевидно, мало змінюється в ході еволюції (за деяким виключенням);
|
|
виродженість. Одну амінокислоту можуть кодувати кілька (від 2 до 6) триплетів. Це зумовлює наявність декількох тРНК для однієї амінокислоти;
триплетність. Кодове число дорівнює 3; отже три нуклеотидні залишки (триплет) кодують одну амінокислоту. Термінуючі триплети – УАА, УАГ, УГА не кодують амінокислоти й є сигналами до припинення синтезу білка;
специфічність. Кожен триплет кодує тільки одну амінокислоту (крім ініціюючих ГУГ і АГУ, що сигналізують про початок синтезу);
не перекривається, тобто нуклеотиди, які входять до складу триплету, не беруть участі в формуванні наступних триплетів. Після зчитування інформації з одного триплету механізм зчитування переміщується відразу на всі три нуклеотиди;
неперервність. Кожний триплет, який кодує відповідну амінокислоту, перебуває поряд з іншим триплетом без проміжних розділяючих ділянок (факторів);
однонапрямленість. Кодони під час синтезу білка транслюються в одному напрямку, починаючи з першої нуклеотидної основи. Зчитування інформації проходить у напрямку 5′→3′.
Експериментальним дослідженнями було встановлено склад кожного триплету, визначено, якій амінокислоті відповідає той чи інший триплет. З 64 існуючих кодонів 61 визначає послідовність розміщення залишків амінокислот у поліпептидному ланцюгу, при цьому кодони ГУГ (валіновий), АУГ (метіоніновий) є також ініціаторними, стартовими кодонами. Три інших кодони – УАГ, УАА, УГА – називають беззмістовними, термінаторними або нонсенс-триплетами, вони сигналізують про закінчення синтезу поліпептидного ланцюга.