Mae degeneracy y cod genetig: ffeithiau sylfaenol

Mae'r cod genetig yn cael ei fynegi fel codonau, system o amgodiad gwybodaeth am strwythur proteinau, sy'n gynhenid ym mhob organebau byw y blaned. Gwall Rheolwr gymryd degawdau, ond y ffaith ei fod yn bodoli, gwyddoniaeth yn cael ei ddeall bron i ganrif. Hyblygrwydd, penodoldeb, Uncyfeiriad, ac yn enwedig y degeneracy y cod genetig arwyddocâd biolegol.

Hanes darganfyddiadau

Mae'r broblem o amgodio gwybodaeth enetig bob amser wedi bod yn allweddol mewn bioleg. Erbyn strwythur matrics y cod genetig, gwyddoniaeth ymlaen braidd yn araf. Ers darganfod J. Watson a Crick yn 1953. Mae strwythur helics dwbl DNA ar gyfnod o ddatrys strwythur cod ei hun, a ysgogodd y gred yn y mawredd natur. Mae strwythur llinol o broteinau a DNA o'r un strwythur yn awgrymu presenoldeb y cod genetig, yr ohebiaeth rhwng y ddau destun, ond cofnodi gyda gwahanol wyddor. Ac os yr wyddor o broteinau wedi bod yn hysbys, y marciau DNA yn destun astudio bioleg, ffiseg a mathemateg.

Nid oes angen i ddisgrifio'r holl gamau wrth ddatrys enigma hwn. arbrawf Direct, profi a chadarnhaodd fod rhwng codonau DNA ac asidau amino y protein ceir clir a chyson a gynhelir yn y drefn honno yn 1964 Charles JANOWSKI a S. Brenner. A bellach - yn ystod y decoding y cod genetig in vitro (in vitro) gan ddefnyddio technegau synthesis protein mewn strwythurau rhydd-gell.

Llawn cod decrypted E. Coli ei gyhoeddi yn 1966, biolegwyr yn y symposiwm yn Cold Spring Harbor (UDA). Yna mi agor y diswyddo (degeneracy) o'r cod genetig. Beth mae hyn yn ei olygu, esboniwyd yn syml.

datgodio parhau

Cael dehongli'r data cod etifeddol wedi dod yn un o'r digwyddiadau mwyaf arwyddocaol y ganrif ddiwethaf. Heddiw, gwyddoniaeth yn parhau i archwilio yn fanwl y dulliau o system moleciwlaidd amgodio a'i nodweddion ac overabundance o arwyddion, yr hyn yn cael ei fynegi yn yr eiddo y degeneracy y cod genetig. Mae astudiaeth ar wahân o'r diwydiant - tarddiad ac esblygiad system deunydd godio etifeddol. Dystiolaeth sy'n cysylltu polynucleotides (DNA) a polypeptidau (proteinau) rhoddodd hwb i ddatblygiad bioleg foleciwlaidd. A dyna, yn ei dro, biotechnoleg, bioengineering, darganfyddiadau yn y bridio a phlanhigion sy'n tyfu.

Dogmas a rheolau

dogma cartref bioleg foleciwlaidd - mae'r wybodaeth yn cael ei drosglwyddo o DNA i RNA negeseuol, ac yna gyda hi ar y protein. Yn y cyfeiriad arall o drosglwyddiad yn bosibl o RNA i DNA ac RNA ar RNA eraill.

Ond mae'r matrics neu'r sail y DNA bob amser yn parhau i fod. A'r holl nodweddion sylfaenol eraill o drosglwyddo gwybodaeth - yn adlewyrchiad o natur y trosglwyddo y matrics. Sef, gan berfformio trosglwyddo i'r synthesis o foleciwlau matrics arall, a fydd yn atgynhyrchu strwythur wybodaeth enetig.

cod genetig

Llinell codio adeiledd moleciwlau protein drwy codonau cyflenwol (dripledi) niwcleotidau, a dim ond 4 (adein, gwanin, cytosin, thymin (uracil)), a oedd yn ddigymell yn arwain at ffurfio cadwyni eraill o niwcleotidau. Yr un nifer o niwcleotidau a cyfatebolrwydd cemegol - mae hyn yn y prif amod ar gyfer synthesis o'r fath. (- asidau amino protein niwcleotidau DNA) Ond nid ffurfio cyfateb nifer ac ansawdd y monomerau ansawdd moleciwl protein yn. Mae hyn yn y cod etifeddol naturiol - system gofnodi yn y dilyniant o niwcleotidau (codonau) y amino dilyniant asid y protein.

Mae cod genetig sawl eiddo:

• Tripled.
• Mae unigryw.
• Cyfeiriadedd.
• Disjointness.
• Diswyddiadau (degeneracy) o'r cod genetig.
• Hyblygrwydd.

Dyma ddisgrifiad byr, gan ganolbwyntio ar arwyddocâd biolegol.

Tripled, parhad a stoplights argaeledd

Mae pob un o 61 asidau amino sy'n cyfateb i t semantig niwcleotidau (tripledi). Nid yw tri tripledi yn cario gwybodaeth am yr asid amino ac maent yn codonau stop. Mae pob niwcleotid yn y gadwyn yn aelod o'r tripled, ac nid yw'n bodoli ei ben ei hun. Ar ddiwedd a dechrau cadwyn o niwcleotidau sy'n cyfateb i brotein sengl, yn codonau stop. Maent yn dechrau neu ddarlledu stop (y synthesis o moleciwl protein).

Penodolrwydd, ac disjointness un-pointedness

Mae pob codon (tripled) amgodio'r dim ond un asid amino. Mae pob tripled yn annibynnol ar, ac nid yw'n gorgyffwrdd cyfagos. Gall un niwcliotid perthyn i dim ond un tripledi yn y gadwyn. synthesis protein bob amser i un cyfeiriad codonau stop yn unig, sy'n cael ei reoli.

Mae diswyddo y cod genetig

Mae pob tripled o niwcleotidau amgodio'r un asid amino. Mae cyfanswm o 64 o niwcleotidau, 61 ohonynt - asid amino hamgodio (synnwyr codon), a thri - ddiystyr, nid hy asid amino yn amgodio (atal codonau). Mae'r diswyddo (degeneracy) o'r cod genetig yw y gellir gwneud cyfnewidiadau ym mhob tripled - radical (gan arwain at amino amnewid asid) a cheidwadol (nid asidau amino yn newid dosbarth). Mae'n hawdd cyfrifo bod os gall tripled yn cael ei 9 dirprwyon (safle 1, 2 a 3), gall pob niwcleotid yn cael eu disodli erbyn 4 - 1 = 3 ymgorfforiad arall, bydd cyfanswm nifer y dirprwyon niwcleotid posibl mai 61 i 9 = 549.

Mae degeneracy y cod genetig yn cael ei ddangos yn y ffaith fod 549 opsiwn - mae'n llawer mwy nag sydd ei angen i gael gwybodaeth zakodirovki tua 21 asidau amino. Yn yr achos hwn o opsiynau newydd 549 23 yn arwain at ffurfio codon stop, 134 + 230 amnewidiad - yn dirprwyon ceidwadol, a 162 - radical.

Rheol degeneracy ac eithriadau

Os oes dau codonau wedi dwy niwcleotid cyntaf yn union, mae'r niwcleotidau sy'n weddill yn cael eu cyflwyno gyda dosbarth (purine neu pyrimidine), y wybodaeth y maent cario'r un asid amino. Mae hyn fel arfer yw'r degeneracy neu ddileu swydd y cod genetig. Mae dau eithriad - AUA a UGA - yn gyntaf amgodio'r fethionin, er y byddai'n rhaid i isoleucine, a'r ail - codon stop, ond byddai'n rhaid i amgodio tryptoffan.

Ystyr degeneracy ac amlbwrpasedd

Mae'r ddau eiddo o'r cod genetig yn cael y gwerth biolegol uchaf. Mae pob un o'r nodweddion a restrir uchod yn nodweddiadol o wybodaeth enetig pob math o organebau byw ar ein planed.

Mae degeneracy y cod genetig iddo werth addasol, gan fod y dyblygu dro ar ôl tro cod asid amino sengl. Yn ogystal, mae hyn yn golygu gostyngiad sylweddol yn (dirywiad) y trydydd niwcleotid mewn codon. ymgorfforiad o'r fath yn lleihau'r lesions mutational mewn DNA, sy'n golygu troseddau difrifol yn y strwythur protein. Mae hwn yn fecanwaith amddiffynnol o organebau byw y blaned.