Приложение. Генетический код

Приложение. Генетический код

Генетический код — это небольшой словарь, который устанавливает связь между языком нуклеиновых кислот из четырех букв и языком белков из двадцати букв. Каждый триплет оснований соответствует определенной аминокислоте, за исключением трех триплетов, которые обозначают завершение полипептидной цепи. Код изложен в стандартной форме, воспроизводимой в противоположной, понять которую, вследствие использования аббревиатур, можно за одну-две минуты. Четыре основания информационной РНК представлены своими первыми буквами: Урацил, Цитозин, Аденин, Гуанин. Каждая из двадцати аминокислот представлена тремя буквами, обычно первыми тремя буквами своего названия. Таким образом, ГЛИ означает Глицин, ФЕН — Фекилаланин.

В качестве примера рассмотрим левый угол кода. Мы видим, что как УУУ, так и УУЦ кодируют фенилаланин, поскольку в этой позиции записано ФЕН. В нижнем правом углу мы видим, что глицин (ГЛИ) закодирован всеми четырьмя триплетами, которые начинаются с ГГ, то есть ГГУ, ГГЦ, ГГА и ГГГ. Большинство аминокислот имеют несколько так называемых «кодонов», но триптофан имеет только один, УГГ, также как и метионин, АУГ.

Довольно удивительно, но триплет АУГ также является частью сигнала «начало цепочки», поскольку все цепочки начинаются с метионина или его близкого родственника. Эта исходная аминокислота обычно отщепляется до завершения синтеза белка.

Приведенный ниже код — это стандартный код, которым пользуется огромное большинство систем по синтезу белка, обнаруженных у животных, в растениях и в микроорганизмах. В этой схеме не отражены недавно установленные некоторые незначительные отклонения. В соответствии с этой новой информацией, гены внутри митохондрий человека используют для обозначения триптофана как УГА, так и УГГ. УАА кодирует скорее метионин, чем изолейцин. Таким образом, в митохондриях человека все аминокислоты кодируются, по крайней мере, двумя триплетами. Вместо обычных трех существует четыре СТОП[7] кодона (УГА теперь обозначает триптофан), поскольку АГА и АГГ также кодируют скорее СТОП, а не аргинин.

Другие виды митохондрий, например, такие как у дрожжей, похожи, хотя отклонения от стандартного кода не полностью совпадают с отклонениями митохондрий человека.

РНК и генетический код

РНК очень похожа на ДНК. Вместо сахара дезоксирибозы, она содержит обычную рибозу (отсюда название РибоНуклеиновая Кислота), которая имеет одну -ОН-группу, дезоксирибоза которой имеет -Н-группу. Три из четырех оснований (А, Г и Ц) идентичны основаниям ДНК. Четвертое, Урацил (У), является близким родственником Тимина (Т), поскольку тимин — это как раз урацил с —CHз-группой, заменяющей -H-группу. Это оказывает незначительное влияние на спаривание оснований. У образует пару с А так же, как в ДНК, Т спаривается с А. Можно сказать, что РНК пользуется тем же самым языком, что и ДНК, но с другим акцентом. РНК может образовывать двойную спираль, похожую на двойную спираль ДНК, но не вполне ей идентичную. Она может также образовывать смешанную двойную спираль, в которой одна цепочка принадлежит РНК, а другая — ДНК. В общем и целом, длинные двойные спирали РНК встречаются редко, молекулы РНК обычно однонитевые, хотя часто свертываются на себя в обратную сторону с целью образования коротких отрезков двойной спирали.

Как установлено, в современных организмах РНК используется с тремя целями. В немногих мелких вирусах, таких как вирус полиомиелита, она используется вместо ДНК в качестве генетического материала. Некоторые вирусы имеют однонитевую РНК, а другие двунитевую. РНК используется также в структурных целях. Рибосомы, сложное собрание макромолекул, которые являются фактическим местом синтеза белка, состоят из нескольких структурных молекул РНК, которым содействуют несколько десятков различных молекул белка. Молекулы, которые служат местом стыковки аминокислоты и связанного с ней триплета оснований, также созданы из РНК. Это семейство молекул РНК называется тРНК (транспортные РНК) и используется для перемещения каждой аминокислоты в рибосому, где она будет добавлена в растущую полипептидную цепь, которая, по завершении, станет свернутым белком.

Третья и, возможно, самая важная цель использования РНК клеткой — это информационная РНК. В повседневной деятельности клетка пользуется не самой ДНК, а вместо этого сохраняет ее в качестве архивной копии. В рабочих целях она создает множество копий РНК избранных участков ДНК. Именно эти ленты информационной РНК направляют процесс синтеза белка на рибосомах, используя генетический код, кратко описанный в приложении.

При любом обстоятельном обсуждении проблемы возникновения жизни свойства молекул тРНК принимают угрожающие размеры, поскольку существует сильное подозрение, что сначала появились именно они или их упрощенный вариант, если не в самом начале зарождения системы саморепликации, то, по крайней мере, вскоре после этого. Молекулы однонитевой нуклеиновой кислоты и, в частности, РНК часто свертываются на себя, поворачиваясь в обратную сторону для создания коротких отрезков двойной спирали там, где позволяет последовательность оснований. Молекулы тРНК — отличный тому пример. Остов не свисает свободно, а сворачивается в относительно компактную и довольно сложную структуру. Это выявляет в одной точке набор из трех оснований (он называется антикодоном), который спаривается с соответствующими тремя основаниями (они называются кодонами) информационной РНК. тРНК действует в качестве адаптера, с аминокислотой на одном конце и антикодоном на другом, поскольку механизма, с помощью которого аминокислота может распознать кодон (соответствующий триплет оснований на информационной РНК) прямым методом, не существует. Поэтому специфика современного генетического кода воплощена в наборе молекул тРНК, по крайней мере, одного типа (и обычно больше) для каждой аминокислоты, которая соединяется с каждой аминокислотой соответствующих молекул тРНК. Информация для создания всех этих важных компонентов для синтеза белка (и многого другого) сейчас закодирована в генах, в соответствующих участках ДНК.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Похожие главы из других книг

ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

Из книги Эволюция автора Дженкинс Мортон

ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ В 1980 годах профессор Алек Джеффрис из Лестерского университета доказал наличие многочисленных участков ДНК, которые не следует считать кодом аминокислот. Эти участки назвали минисателлитные ДНК. Тысячи ДНК разбросаны по всем хромосомам; возможно,


Глава G@C. Генетический код — явление "героя" (X)

Из книги КЛЕЙМО СОЗДАТЕЛЯ. Гипотеза происхождения жизни на Земле. автора Филатов Феликс Петрович

Глава G@C. Генетический код ? явление "героя" (X) События, связанные с эволюцией Вселенной и коротко описанные выше, привели, в конечном счете (а может быть, и «в том числе») к возникновению жизни, центральным феноменом которой стало объединение мира нуклеиновых кислот и мира


Генетический алфавит

Из книги Путешествие в страну микробов автора Бетина Владимир

Генетический алфавит Авторы модели ДНК представляют систему «кодирования» следующим образом: различные свойства ДНК в разных организмах объясняются различием в составе нуклеотидов в ее молекуле. Нуклеотиды, по их мнению, являются своего рода генетическим алфавитом,


Генетический допинг

Из книги Власть генов [прекрасна как Монро, умен как Эйнштейн] автора Хенгстшлегер Маркус

Генетический допинг Генотерапия Мы знаем, что человек страдает тяжелыми заболеваниями, если имеет дефектные варианты генов. Изменения в гене, из-за которых может возникнуть болезнь, называют патогенной мутацией. Сегодня известны примерно 1500 генов, несущих в себе


Генетический возраст

Из книги Генетика человека с основами общей генетики [Учебное пособие] автора Курчанов Николай Анатольевич

Генетический возраст Итак, человек умирает. Ну хорошо – все мы рано или поздно умрем. Но как это происходит? Большинство людей, с которыми я обсуждал этот вопрос в винном ресторанчике Heuring, постоянно спрашивали: если человек никогда не болеет, он все равно умрет? Есть у


Генетический рецепт

Из книги Антропология и концепции биологии автора Курчанов Николай Анатольевич

Генетический рецепт Для меня генетическое будущее человечества, однако, выглядит совершенно иначе. И то, о чем я хочу поговорить в заключение этой книги, не когда-нибудь появится, а уже есть. Я считаю, что будущее принадлежит не изменениям в генетике человека. Знание о его


3.2. Генетический материал эукариот

Из книги Секс и эволюция человеческой природы автора Ридли Мэтт

3.2. Генетический материал эукариот Генетический материал эукариот сконцентрирован в ядре и представлен хромосомами, в которых молекула ДНК образует сложный комплекс с различными белками.Каждая клетка любого организма содержит определенный набор хромосом.


4.2. Генетический анализ

Из книги Клеймо создателя автора Филатов Феликс Петрович

4.2. Генетический анализ Совокупность методов изучения наследственности получила название «генетический анализ». Его основа – гибридологический метод, разработанный Г. Менделем. С открытия законов наследования Г. Менделем и начинается история генетики. Не меньшая


6.2. Генетический код

Из книги Тайны пола [Мужчина и женщина в зеркале эволюции] автора Бутовская Марина Львовна

6.2. Генетический код Генетическая информация записывается последовательностями нуклеотидов в нуклеиновых кислотах с помощью 4 символов, как информация текста книги записывается с помощью букв, количество которых зависит от конкретного алфавита. В структуру белка эта


Генетический код

Из книги Синдром Паганини [и другие правдивые истории о гениальности, записанные в нашем генетическом коде] автора Кин Сэм

Генетический код Поскольку информация о структуре белков в ДНК и и-РНК записана последовательностью нуклеотидов, для перезаписи в последовательность аминокислот должна существовать система кодировки, которая получила название «генетический код».Генетический код –


Как взломать генетический замок

Из книги автора

Как взломать генетический замок Однако эволюционные черепахи перемешивают свои гены сильнее, чем эволюционные зайцы. Открытие Остина Берта о связи между длиной поколения и количеством рекомбинаций свидетельствует о том, что Черная Королева работает. Чем длительнее


Глава 4 Пол и генетический мятеж

Из книги автора

Глава 4 Пол и генетический мятеж Черепаха живет между двух пластин, Она или он — вид один. Черепаха, я думаю, очень умна, Раз так, притом, плодовита она. Огден Нэш (пер. О. Волковой). В средневековых английских деревнях одно пастбище было общинным. Каждый имел право пасти


Глава G@С. Генетический код – явление «героя» (Х)

Из книги автора

Глава G@С. Генетический код – явление «героя» (Х) События, связанные с эволюцией Вселенной и коротко описанные выше, привели, в конечном счете (а может быть, и «в том числе») к возникновению жизни, центральным феноменом которой стало объединение мира нуклеиновых кислот


Генетический пол

Из книги автора

Генетический пол Первым в списке Мани значится хромосомный (или генетический) пол. Генетические различия между мужским и женским полом представляют собой фундаментальную основу феномена пола, отражающую важнейшую черту полового размножения. У подавляющего большинства