Тема 8. Кодирование и реализация генетической
Все морфологические, анатомические и функциональные особенности любой клетки и организма в целом определяются структурой специфических белков, входящих в состав клеток. Способность к синтезу только строго определенных белков является характерным свойством, присущим как для каждого вида, так и для отдельных организмов.
В молекуле ДНК может быть закодирована аминокислотная последовательность для многих белков. Участок молекулы ДНК, несущий информацию о структуре одного белка, называется геном.
Определенная последовательность расположения аминокислот в гюлипептидной цепочке (первичная структура белка) определяет специфичность белковой молекулы, а, следовательно, и специфичность признаков, которые определяются данным белком.
От расположения аминокислот в полипептидной цепочке белковой молекулы зависят биологические свойства белков, их специфичность. Таким
образом, первичная структура белковой молекулы определяется определенной последовательностью нуклеотидов в участке ДНК (гене).
|
|
Генетический код - это определенное расположение нуклеотидов в молекуле ДНК, кодирующих аминокислоты в молекуле белка.
Для кодирования 20 аминокислот в молекуле ДНК используются четыре различных азотистых основания (аденин, тимин, цитозин, гуанин). Каждая аминокислота кодируется группой из трёх мононуклеотидов, которая называется триплетом (см.таблицу 1)
Свойства генетического кода:
- триплвтность - одна аминокислота кодируется одним триплетом, в состав которого входит три нуклеотида. Такой триплет называется кодоном. При комбинации четырёх нуклеотидов по три 43 вероятные сочетания составят 64 варианта (триплета),что более, чем достаточно для кодирования 20 аминокислот;
- «вырожденность», или избыточность генетического кода, т.е. одну и ту же аминокислоту может кодировать несколько триплетов, так как известно 20 аминокислот и 64 кодона, например, фенил-аланин кодируется двумя триплетами (УУУ, УУЦ), изолейцин - тремя (АУУ,АУЦАУА);
- неперекрываемость, т.е. между триплетами в молекуле ДНК не существует разделительных знаков, они расположены в линейном порядке, следуя один за другимтри рядом расположенных нуклеотида образуют один триплет;
- линейность и отсутствие знаков разделения, т.е. триплеты в молекуле ДНК следуют один за другим в линейном порядке без знаков остановки; если произойдёт выпадение одного нуклеотида, то произойдёт "сдвиг рамки", что приведёт к изменению последовательности нуклеотидов в молекуле РНК, и, следовательно, изменению последовательности аминокислот в молекуле белка;
|
|
- универсальность, т.е. для всех организмов, начиная с прокариот и заканчивая человеком, 20 аминокислот кодируются одними и теми же триплетами, что является одним из доказательств единства происхождения всего живого на Земле
- коллинеарность (соответствие) -.линейное расположение нуклеотидов в молекуле ДНК соответствует линейному расположению аминокислот в молекуле белка
Таблица 1 Генетический код
Первое основание | Втораое основание | Третье основание | |||
У | Ц | А | Г | ||
У | ФЕН | СЕР | ТИР | цис | У |
ФЕН | СЕР | ТИР | цис | Ц | |
ЛЕИ | СЕР | - | - | А | |
ЛЕИ | СЕР | - | ТИР | Г | |
Ц | ЛЕИ | ПРО | ПС | АРГ | У |
ЛЕИ | ПРО | ПС | АРГ | ц | |
ЛЕИ | ПРО | ГЛН | АРГ | А | |
ЛЕИ | ПРО | глн | АРГ | Г | |
А | 1ЛЕ | ТРЕ | АСН | СЕР | У |
1ЛЕ | ТРЕ | АСН | СЕР | ц | |
1ЛЕ | ТРЕ | газ | АРГ | А | |
МЕТ | ТРЕ | лгз | АРГ | Г | |
Г | ВАЛ | АЛА | АСП | ГЛ1 | У |
ВАЛ | АЛА | АСП | ГЛ1 | ц | |
ВАЛ | АЛА | ГЛУ | ГЛ1 | А | |
ВАЛ | АЛА | ГЛУ | ГЛ1 | Г |