În primul rând, întreaga diversitate a vieții este determinată de diversitatea moleculelor de proteine care îndeplinesc diferite funcții biologice în celule. Structura proteinelor este determinată de setul și ordinea aminoacizilor din lanțurile lor peptidice. Această secvență de aminoacizi din peptide este codificată în molecule ADN care utilizează codul biologic (genetic). Relativa structura ADN-ului primitiv reprezentand cercetatorii întrețesere doar patru nucleotide diferite de mult timp îngreunate considera acest compus ca un substrat de material de moștenire și variabilitate, care sunt extrem de diverse informații trebuie să fie criptate.
În 1954, G. Gamow a sugerat că codificarea informațiilor în moleculele ADN ar trebui să fie efectuată prin combinații de mai multe nucleotide. În varietatea de proteine existente în natură, s-au găsit aproximativ 20 de aminoacizi diferiți. Pentru a cripta un astfel de număr, un număr suficient de combinații de nucleotide poate furniza doar un cod triplet în care fiecare aminoacid este codificat de trei nucleotide care se află unul lângă celălalt. În acest caz, 4 3 = 64 de tripleți sunt formate din patru nucleotide. Un cod format din două nucleotide ar da posibilitatea de a cripta doar 4 2 = 16 aminoacizi diferiți.
O defalcare completa a codului genetic a fost efectuata in anii '60. secolul nostru. Dintre cei 64 de tripleți posibili, 61 codifică diferiți aminoacizi; Ceilalți trei au fost numiți fără sens, sau "tripleți prostii". Ei nu criptează aminoacizii și nu îndeplinesc funcția de semne de punctuație atunci când citesc informații ereditare. Acestea includ ATT, ACT, ATC.
Se atrage atenția asupra redundanței evidente a codului, care se manifestă prin faptul că mulți aminoacizi sunt criptați de mai multe tripleți (Figura 3.6). Această proprietate a degenerării codului triplet al titlului, este foarte important, deoarece apariția unei modificări molecula de ADN structura prin înlocuirea unui tip de-nucleici otida în lanțul de polinucleotide nu se poate schimba sensul tripletului. Noua combinație de trei nucleotide care rezultă codifică același aminoacid.
În procesul de studiere a proprietăților codului genetic, specificul său a fost dezvăluit. Fiecare triplet este capabil să codifice numai un aminoacid specific. Un fapt interesant este corespondența completă a codului la diferite specii de organisme vii. Această universalitate a codului genetic indică unitatea originii întregii varietăți de forme vii pe Pământ în procesul de evoluție biologică.
Diferențele minore în codul genetic se găsesc în ADN-ul mitocondrial al unor specii. Acest lucru nu contrazice poziția generală a universalității codului, dar dovezile în favoarea unei anumite divergențe în evoluția sa în primele etape ale vieții. Descifrarea codul din ADN-ul mitocondrial al diferitelor specii au aratat ca, in toate cazurile in ADN-ul mitocondrial există o caracteristică generală: triplet ACC citește ACC și, prin urmare, triplet nonsens este convertită în codul aminoacidul triptofan.
Fig. 3.6. Aminoacizi și codificarea pentru tripletele lor ADN
Alte caracteristici sunt specifice pentru diferite tipuri de organisme. În drojdie, un triplet de GAT și, eventual, întreaga familie de GA codifică treonina în locul leucinei aminoacide. La mamifere, TAG triplet are aceeași valoare ca și TAC și codifică metionina aminoacidului în locul izoleucinei. Tripletele TTG și TTS din ADN-ul mitocondriilor unor specii nu codifică aminoacizii, fiind tripleți nonsens.
Împreună cu tripletness, degenerare, specificitate și universalitate, cele mai importante caracteristici ale codului genetic sunt continuitatea și neaplicarea codonilor în lectură. Aceasta înseamnă că secvența de nucleotide este triplă citită după triplet fără omisiuni, în timp ce tripletele adiacente nu se suprapun reciproc, adică fiecare nucleotidă unică este inclusă într-un singur triplet pentru un cadru de citire dat (Figura 3.7). Dovada faptului că nu se suprapune codul genetic este înlocuirea unui singur aminoacid în peptidă prin înlocuirea unei nucleotide în ADN. Dacă nucleotidul a fost inclus în mai multe tripleți suprapuse, înlocuirea acestuia ar implica înlocuirea a 2-3 aminoacizi în lanțul peptidic.
Fig. 3.7. Continuitatea și indiscutabilitatea codului genetic
când citește informațiile ereditare
Numerele denotă nucleotidele
Trimiteți-le prietenilor: