Генетический код и его свойства

Основой видовой специфичности являются белки. Всякий вид растений или животных обладает неповторимым, только ему присущим набором белков. Матрицей для синтеза белков, носителем генетической информации служит ДНК. Многочисленные ДНК содержат информацию о белках — ферментах, гормонах, — которые в большом количестве производятся клеткой. Ген — единица наследственной информации, фрагмент ДНК, в котором хранится информация об одной полипептидной цепи.

Транскрипция — это процесс передачи информации с ДНК на информационную РНК. На следующем этапе иРНК отправляется в цитоплазму, где на ее матрице синтезируется белок. Является ли иРНК копией молекулы ДНК? Она не копирует ДНК полностью, а только один ген у эукариот, или группу взаимосвязанных генов у прокариот.

Каковы четыре стадии трансляции?

1.      РНК-полимераза связывается с промотором (специальной посадочной посадкой).

2.      Инициация — старт синтеза. В этот момент создается первая фосфодиэфирная связь.

3.      Элонгация — увеличение длины цепи РНК благодаря присоединение нуклеотидов. Порядок тот же, в каком составлены комплементарные нуклеотиды в транскрибируемой нити ДНК. Элонгация происходит со скоростью до 50 нуклеотидов в секунду.

4.      Терминация — последняя фаза синтеза иРНК.

Свойства генетического кода

Как же переводится информация между двумя языками, нуклеотидов и аминокислот? Что такое код или шифр?

1.      Перевод идет с помощью генетического кода (шифра). Код — это некая система символов, служащих для «упаковки» и преобразования одной формы информации в другую.

2.      О чем «говорит» генетический код? О том, как информация про последовательность расположения аминокислот в белках записана с помощью последовательности нуклеотидов в иРНК. Итак, код — это связка «аминокислоты — нуклеотиды РНК».

3.      Например, русский язык закодирован в русско-английских словарях множеством английских слов. В нашем же случае надо закодировать всего 20 аминокислот. Но если каждое русское слово кодируется английским, то каждая аминокислота кодируется триплетом нуклеотидов, которых всего существует 64.

4.      Итак, код триплетен. Любая из 20 аминокислот зашифрована определенной последовательностью тройки нуклеотидов, получивших название триплет или кодон. Можно в этом случаем метафорически представить, что аминокислота — это мама троих детей (триплетов).

5.      Всего 20 аминокислот, целых 64 триплета... Выходит, 44 триплета лишние? Нет, так как код вырожден, избыточен — некоторые аминокислоты могут кодироваться и более чем двумя триплетами, от 2 до 6. Одним триплетом кодируются только метионин и триптофан.

6.      При этом код однозначен, определенный кодон шифрует только одну определенную аминокислоту. Каждый из этих деток-тройняшек (кодонов, триплетов) имеет только одну маму.

7.      Между генами имеются «знаки препинания», отделяющие один ген от другого — УАА, УАГ, УГА. А вот внутри генов «знаки препинания» не расставлены. Поэтому мы говорим, что ген целостный, в нем триплеты нуклеотидов следуют друг за другом. При выпадении одного нуклеотида может нарушаться синтез белка по причине сдвига всей рамки считывания.

8.      Код универсален. Для всех живых существ генетический код един, — те же триплеты кодируют те же 20 аминокислот.