Кой е открил генетичния код. Как генетичният код влияе на характера и съдбата

Благодарение на процеса на транскрипция в клетката, информацията се прехвърля от ДНК към протеин: ДНК - иРНК - протеин. Генетичната информация, съдържаща се в ДНК и иРНК, се съдържа в последователността на нуклеотидите в молекулите. Как се прехвърля информацията от „езика“ на нуклеотидите към „езика“ на аминокиселините? Този превод се извършва с помощта на генетичния код. Код или шифър е система от символи за превод на една форма на информация в друга. Генетичният код е система за запис на информация за последователността на аминокиселините в протеините, използвайки последователността на нуклеотидите в информационната РНК. Колко важна е точно последователността на подреждането на едни и същи елементи (четири нуклеотида в РНК) за разбирането и запазването на значението на информацията може да се види в един прост пример: чрез пренареждане на буквите в кода на думата, ние получаваме дума с различен смисъл - док. Какви свойства има генетичният код?

1. Кодът е триплет. РНК се състои от 4 нуклеотида: A, G, C, U. Ако се опитаме да обозначим една аминокиселина с един нуклеотид, тогава 16 от 20 аминокиселини ще останат некриптирани. Двубуквен код би шифровал 16 аминокиселини (от четири нуклеотида могат да се направят 16 различни комбинации, всяка от които съдържа два нуклеотида). Природата е създала код от три букви или триплет. Това означава, че всяка от 20-те аминокиселини е кодирана от последователност от три нуклеотида, наречена триплет или кодон. От 4 нуклеотида можете да създадете 64 различни комбинации от по 3 нуклеотида (4*4*4=64). Това е повече от достатъчно, за да кодира 20 аминокиселини и, изглежда, 44 кодона са излишни. Обаче не е така.

2. Кодът е изроден. Това означава, че всяка аминокиселина е криптирана с повече от един кодон (от два до шест). Изключение правят аминокиселините метионин и триптофан, всяка от които е кодирана само от един триплет. (Това може да се види в таблицата с генетичен код.) Фактът, че метионинът е кодиран от един триплет OUT има специално значение, което ще ви стане ясно по-късно (16).

3. Кодът е недвусмислен. Всеки кодон кодира само една аминокиселина. При всички здрави хора, в гена, носещ информация за бета веригата на хемоглобина, триплетът GAA или GAG, I на шесто място, кодира глутаминова киселина. При пациенти със сърповидноклетъчна анемия вторият нуклеотид в този триплет се заменя с U. Както се вижда от таблицата, триплетите GUA или GUG, които се образуват в този случай, кодират аминокиселината валин. До какво води подобна подмяна вече знаете от раздела за ДНК.

4. Между гените има "препинателни знаци". В печатния текст в края на всяка фраза има точка. Няколко свързани фрази съставляват абзац. На езика на генетичната информация такъв параграф е оперон и неговата комплементарна иРНК. Всеки ген в оперона кодира една полипептидна верига - фраза. Тъй като в някои случаи няколко различни полипептидни вериги се създават последователно от иРНК матрицата, те трябва да бъдат разделени една от друга. За тази цел в генетичния код има три специални триплета - UAA, UAG, UGA, всеки от които показва прекратяване на синтеза на една полипептидна верига. По този начин тези тройки функционират като препинателни знаци. Те се намират в края на всеки ген. Вътре в гена няма "препинателни знаци". Тъй като генетичният код е подобен на езика, нека анализираме това свойство, използвайки примера на фраза, съставена от триплети: имало едно време тиха котка, тази котка ми беше скъпа. Смисълът на написаното е ясен, въпреки липсата на препинателни знаци.Ако премахнем една буква в първата дума (един нуклеотид в гена), но и прочетем в тройки букви, тогава резултатът ще бъде глупост: ilb ylk ott ilb yls erm ilm no otk Нарушаване на значението възниква и когато един или два нуклеотида са загубени от ген. Протеинът, който ще бъде прочетен от такъв повреден ген, няма да има нищо общо с протеина, който е кодиран от нормалния ген .

6. Кодът е универсален. Генетичният код е един и същ за всички същества, живеещи на Земята. При бактериите и гъбичките, пшеницата и памука, рибите и червеите, жабите и хората същите триплети кодират едни и същи аминокиселини.

ГЕНЕТИЧЕН КОД(Гръцки, genetikos, свързан с произход; син.: код, биологичен код, аминокиселинен код, протеинов код, код на нуклеинова киселина) - система за записване на наследствена информация в молекулите на нуклеиновите киселини на животни, растения, бактерии и вируси чрез редуване на последователности от нуклеотиди.

Генетичната информация (фиг.) От клетка на клетка, от поколение на поколение, с изключение на РНК-съдържащи вируси, се предава чрез редупликация на ДНК молекули (виж Репликация). Прилагането на ДНК наследствена информация по време на живота на клетката се осъществява чрез 3 вида РНК: информационна (иРНК или иРНК), рибозомна (рРНК) и транспортна (тРНК), които се синтезират с помощта на ензима РНК полимераза върху ДНК като матрица. В този случай последователността на нуклеотидите в молекулата на ДНК еднозначно определя последователността на нуклеотидите и в трите вида РНК (виж Транскрипция). Информацията на гена (виж), кодираща протеинова молекула, се носи само от иРНК. Крайният продукт от внедряването на наследствената информация е синтезът на протеинови молекули, чиято специфичност се определя от последователността на аминокиселините, включени в тях (виж Превод).

Тъй като ДНК или РНК съдържа само 4 различни азотни бази [в ДНК - аденин (A), тимин (T), гуанин (G), цитозин (C); в РНК - аденин (A), урацил (U), цитозин (C), гуанин (G)], чиято последователност определя последователността на 20 аминокиселини в протеина, възниква проблемът с GK, т.е. проблемът с транслацията 4-буквена азбука от нуклеинови киселини в 20-буквена азбука от полипептиди.

За първи път идеята за матричен синтез на протеинови молекули с правилното предсказване на свойствата на хипотетична матрица е формулирана от Н. К. Колцов през 1928 г. През 1944 г. О. Ейвъри и др., установиха, че ДНК молекулите са отговорни за предаването на наследствени характеристики по време на трансформация в пневмококи. През 1948 г. Е. Чаргаф показа, че във всички молекули на ДНК има количествено равенство на съответните нуклеотиди (A-T, G-C). През 1953 г. Ф. Крик, Дж. Уотсън и М. Х. Ф. Уилкинс, въз основа на това правило и данни от рентгенова дифракция (виж), стигнаха до заключението, че ДНК молекулите са двойна спирала, състояща се от две полинуклеотидни нишки, свързани помежду си с водород облигации. Освен това само Т може да бъде срещу А на една верига във втората и само С може да бъде срещу G. Тази комплементарност води до факта, че последователността от нуклеотиди на една верига еднозначно определя последователността на другата. Второто важно заключение, което следва от този модел е, че ДНК молекулата е способна на самовъзпроизвеждане.

През 1954 г. Г. Гамов формулира проблема за геометричните уравнения в съвременната му форма. През 1957 г. Ф. Крик изрази адапторната хипотеза, предполагайки, че аминокиселините взаимодействат с нуклеиновата киселина не директно, а чрез посредници (сега известни като тРНК). В годините след това всички фундаментални връзки в общата схема на предаване на генетична информация, първоначално хипотетични, бяха потвърдени експериментално. През 1957 г. са открити тРНК [A. С. Спирин, А. Н. Белозерски и др.; Фолкин и Астрачан (E. Volkin, L. Astrachan)] и тРНК [Хоугланд (M.V. Hoagland)]; през 1960 г. ДНК е синтезирана извън клетката, като се използват съществуващи ДНК макромолекули като матрица (A. Kornberg) и е открит ДНК-зависим РНК синтез [S. B. Weiss et al.]. През 1961 г. е създадена безклетъчна система, в която протеиноподобни вещества се синтезират в присъствието на естествена РНК или синтетични полирибонуклеотиди [М. Ниренберг и Матеи (J. H. Matthaei)]. Проблемът с познаването на кода се състоеше в изучаването на общите свойства на кода и действителното му дешифриране, тоест откриването кои комбинации от нуклеотиди (кодони) кодират определени аминокиселини.

Общите свойства на кода бяха изяснени независимо от неговото декодиране и главно преди него чрез анализиране на молекулярните модели на образуване на мутации (F. Krick et al., 1961; N.V. Luchnik, 1963). Те се свеждат до следното:

1. Кодът е универсален, т.е. идентичен, поне основно, за всички живи същества.

2. Кодът е триплетен, т.е. всяка аминокиселина е кодирана от триплет нуклеотиди.

3. Кодът не се припокрива, т.е. даден нуклеотид не може да бъде част от повече от един кодон.

4. Кодът е изроден, т.е. една аминокиселина може да бъде кодирана от няколко триплета.

5. Информацията за първичната структура на протеина се чете от иРНК последователно, започвайки от фиксирана точка.

6. Повечето възможни триплети имат „смисъл“, т.е. те кодират аминокиселини.

7. От трите „букви“ на кодона само две (задължителни) имат преобладаващо значение, докато третата (незадължителна) носи значително по-малко информация.

Директното декодиране на кода би се състояло от сравняване на нуклеотидната последователност в структурния ген (или иРНК, синтезирана върху него) с аминокиселинната последователност в съответния протеин. Такъв път обаче все още не е технически възможен. Използвани са два други начина: протеинов синтез в безклетъчна система, използваща изкуствени полирибонуклеотиди с известен състав като матрица и анализ на молекулярните модели на образуване на мутации (виж). Първият донесе положителни резултати по-рано и исторически изигра голяма роля в дешифрирането на G. k.

През 1961 г. M. Nirenberg и Mattei използват хомополимер като матрица - синтетична полиуридилова киселина (т.е. изкуствена РНК със състав UUUU...) и получават полифенилаланин. От това следва, че кодонът на фенилаланин се състои от няколко U, т.е. в случай на триплетен код той се дешифрира като UUU. По-късно, наред с хомополимерите, се използват полирибонуклеотиди, състоящи се от различни нуклеотиди. В същото време беше известен само съставът на полимерите, местоположението на нуклеотидите в тях беше статистическо, следователно анализът на резултатите беше статистически и даде косвени заключения. Доста бързо беше възможно да се намери поне един триплет за всичките 20 аминокиселини. Оказа се, че наличието на органични разтворители, промени в pH или температура, някои катиони и особено антибиотици правят кода двусмислен: същите кодони започват да стимулират включването на други аминокиселини, в някои случаи един кодон започва да кодира до четири различни аминокиселини. Стрептомицинът повлиява четенето на информация както в безклетъчни системи, така и in vivo и е ефективен само върху чувствителни към стрептомицин бактериални щамове. При зависимите от стрептомицин щамове той „коригира“ четенето от кодони, които са се променили в резултат на мутация. Подобни резултати дадоха основание да се съмняваме в правилността на декодирането на G. с помощта на безклетъчна система; беше необходимо потвърждение, предимно чрез in vivo данни.

Основните данни за G. in vivo са получени чрез анализиране на аминокиселинния състав на протеини в организми, третирани с мутагени (виж) с известен механизъм на действие, например азотен, което причинява заместването на С с U и А с в ДНК молекулата D. Полезна информация предоставя и анализът на мутации, причинени от неспецифични мутагени, сравнение на разликите в първичната структура на сродни протеини при различни видове, корелация между състава на ДНК и протеини и др.

Дешифрирането на G. to. въз основа на данни in vivo и in vitro дава съвпадащи резултати. По-късно са разработени три други метода за дешифриране на кода в безклетъчни системи: свързване на аминоацил-tRNA (т.е. tRNA с прикрепена активирана аминокиселина) с тринуклеотиди с известен състав (M. Nirenberg et al., 1965), свързване на аминоацил-тРНК с полинуклеотиди, започващи с определен триплет (Mattei et al., 1966), и използването на полимери като иРНК, в които не само съставът, но и редът на нуклеотидите е известен (X. Korana et al. , 1965). И трите метода се допълват взаимно, а резултатите са в съответствие с данните, получени при in vivo експерименти.

През 70-те години 20-ти век се появиха методи за особено надеждна проверка на резултатите от декодирането на G. k. Известно е, че мутациите, възникващи под въздействието на профлавин, се състоят от загуба или вмъкване на отделни нуклеотиди, което води до изместване на рамката за четене. Във фаг Т4 редица мутации са причинени от профлавин, при който съставът на лизозима се променя. Този състав беше анализиран и сравнен с онези кодони, които би трябвало да са резултат от изместване на рамката. Резултатът беше пълно съответствие. Освен това, този метод дава възможност да се установи кои триплети от дегенерирания код кодират всяка от аминокиселините. През 1970 г. J. M. Adams и неговите сътрудници успяха частично да дешифрират G. c., използвайки директен метод: във фаг R17 беше определена последователността на базите във фрагмент с дължина 57 нуклеотида и сравнена с аминокиселинната последователност на протеина на обвивката му . Резултатите бяха напълно съвместими с тези, получени с по-малко директни методи. По този начин кодът е дешифриран напълно и правилно.

Резултатите от декодирането са обобщени в таблица. Той показва състава на кодоните и РНК. Съставът на тРНК антикодоните е комплементарен на иРНК кодоните, т.е. вместо Y те съдържат А, вместо А - U, вместо C - G и вместо G - C, и съответства на кодоните на структурния ген (веригата на ДНК от който се чете информация) с единствената разлика, че урацилът заема мястото на тимина. От 64-те триплета, които могат да бъдат образувани от комбинация от 4 нуклеотида, 61 имат „смисъл“, т.е. кодират аминокиселини, а 3 са „безсмислени“ (безсмислени). Съществува доста ясна връзка между състава на триплетите и тяхното значение, което беше открито при анализа на общите свойства на кода. В някои случаи триплетите, кодиращи специфична аминокиселина (например пролин, аланин), се характеризират с факта, че първите два нуклеотида (задължителни) са еднакви, а третият (незадължителен) може да бъде всичко. В други случаи (при кодиране например на аспарагин, глутамин) две подобни триплета имат едно и също значение, при което първите два нуклеотида съвпадат, а на мястото на третия има някакъв пурин или някакъв пиримидин.

Безсмислените кодони, 2 от които имат специални имена, съответстващи на обозначението на фаговите мутанти (UAA-охра, UAG-кехлибар, UGA-опал), въпреки че не кодират никакви аминокиселини, са от голямо значение при четене на информация, кодираща края на полипептидната верига.

Четенето на информация се извършва в посока от 5 1 -> 3 1 - до края на нуклеотидната верига (виж Дезоксирибонуклеинови киселини). В този случай протеиновият синтез протича от аминокиселина със свободна аминогрупа към аминокиселина със свободна карбоксилна група. Началото на синтеза се кодира от триплети AUG и GUG, които в този случай включват специфична изходна аминоацил-тРНК, а именно N-формилметионил-тРНК. Същите тези триплети, когато са локализирани във веригата, кодират съответно метионин и валин. Двусмислието се премахва от факта, че началото на четенето е предшествано от глупости. Има доказателства, че границата между областите на иРНК, кодиращи различни протеини, се състои от повече от два триплета и че вторичната структура на РНК се променя на тези места; този въпрос е в процес на проучване. Ако безсмислен кодон се появи в рамките на структурен ген, тогава съответният протеин се изгражда само до местоположението на този кодон.

Откриването и дешифрирането на генетичния код - изключително постижение на молекулярната биология - повлия на всички биологични науки, като в някои случаи доведе до разработването на специални големи раздели (виж Молекулярна генетика). Ефектът от откритието на Г. и свързаните с него изследвания се сравнява с ефекта, който теорията на Дарвин оказва върху биологичните науки.

Универсалността на генетиката е пряко доказателство за универсалността на основните молекулярни механизми на живота във всички представители на органичния свят. Междувременно големите разлики във функциите на генетичния апарат и неговата структура по време на прехода от прокариоти към еукариоти и от едноклетъчни към многоклетъчни организми вероятно са свързани с молекулярни различия, изследването на които е една от задачите на бъдещето. Тъй като изследванията на G. са само през последните години, значението на получените резултати за практическата медицина е само косвено, което ни позволява да разберем естеството на заболяванията и механизма на действие на патогени и лекарствени вещества. Въпреки това, откриването на такива явления като трансформация (виж), трансдукция (виж), потискане (виж), показва фундаменталната възможност за коригиране на патологично променена наследствена информация или нейната корекция - т.нар. генно инженерство (виж).

Таблица. ГЕНЕТИЧЕН КОД

Първи нуклеотид на кодона	Втори нуклеотид на кодона								Трето, нуклеотиден кодон
		Фенилаланин
						J Глупости
								Триптофан
						Хистидин
						Глутаминова киселина
		Изолевцин				Аспарагин
		Метионин
						Аспарагин
						Глутамин

* Кодира края на веригата.

** Също така кодира началото на веригата.

Библиография:Ичас М. Биологичен код, прев. от англ., М., 1971; Арчър Н.Б. Биофизика на цитогенетичните лезии и генетичен код, Л., 1968; Молекулярна генетика, прев. от английски, изд. А. Н. Белозерски, част 1, М., 1964; Нуклеинови киселини, транс. от английски, изд. А. Н. Белозерски, М., 1965; Watson J.D. Молекулярна биология на гена, прев. от англ., М., 1967; Физиологична генетика, изд. М. Е. Лобашева С. Г., Инге-Вечтомо-ва, Л., 1976, библиогр.; Desoxyribonuc-leins&ure, Schlttssel des Lebens, hrsg. v„ Е. Гайслер, Б., 1972; Генетичният код, Gold Spr. Харб. Symp. количество Biol., v. 31, 1966; W o e s e C. R. Генетичният код, N. Y. a. о., 1967 г.

Генетичният код е начин за кодиране на последователността от аминокиселини в протеинова молекула, използвайки последователността от нуклеотиди в молекула на нуклеинова киселина. Свойствата на генетичния код произтичат от характеристиките на това кодиране.

Всяка протеинова аминокиселина е съпоставена с три последователни нуклеотида на нуклеинова киселина - триплет, или кодон. Всеки нуклеотид може да съдържа една от четирите азотни бази. В РНК това са аденин (A), урацил (U), гуанин (G), цитозин (C). Чрез комбиниране на азотни бази (в този случай нуклеотиди, които ги съдържат) по различни начини, можете да получите много различни триплети: AAA, GAU, UCC, GCA, AUC и т.н. Общият брой възможни комбинации е 64, т.е. 43.

Протеините на живите организми съдържат около 20 аминокиселини. Ако природата „планира“ да кодира всяка аминокиселина не с три, а с два нуклеотида, тогава разнообразието от такива двойки не би било достатъчно, тъй като ще има само 16 от тях, т.е. 42.

По този начин, основното свойство на генетичния код е неговата тройност. Всяка аминокиселина е кодирана от триплет нуклеотиди.

Тъй като има значително повече възможни различни триплети от аминокиселините, използвани в биологичните молекули, следното свойство е реализирано в живата природа: съкращаванегенетичен код. Много аминокиселини започнаха да се кодират не от един кодон, а от няколко. Например аминокиселината глицин е кодирана от четири различни кодона: GGU, GGC, GGA, GGG. Излишъкът също се нарича израждане.

Съответствието между аминокиселините и кодоните е показано в таблици. Например тези:

По отношение на нуклеотидите генетичният код има следното свойство: еднозначност(или специфичност): всеки кодон отговаря само на една аминокиселина. Например кодонът GGU може да кодира само глицин и никаква друга аминокиселина.

Отново. Излишъкът означава, че няколко триплета могат да кодират една и съща аминокиселина. Специфичност - всеки специфичен кодон може да кодира само една аминокиселина.

В генетичния код няма специални препинателни знаци (с изключение на стоп кодони, които показват края на синтеза на полипептид). Функцията на препинателни знаци се изпълнява от самите тройки - краят на един означава, че следващ ще започне друг. Това предполага следните две свойства на генетичния код: приемственостИ не препокриващи се. Непрекъснатостта се отнася до четенето на тройки непосредствено една след друга. Неприпокриването означава, че всеки нуклеотид може да бъде част само от един триплет. Така че първият нуклеотид на следващия триплет винаги идва след третия нуклеотид на предишния триплет. Кодонът не може да започва с втория или третия нуклеотид на предходния кодон. С други думи, кодът не се припокрива.

Генетичният код има свойството многофункционалност. Тя е еднаква за всички организми на Земята, което показва единството на произхода на живота. Има много редки изключения от това. Например, някои триплети в митохондриите и хлоропластите кодират аминокиселини, различни от техните обичайни. Това може да предполага, че в зората на живота е имало малко по-различни вариации на генетичния код.

И накрая, генетичният код има шумоустойчивост, което е следствие от свойството му като излишък. Точковите мутации, които понякога се появяват в ДНК, обикновено водят до заместване на една азотна основа с друга. Това променя триплета. Например беше AAA, но след мутацията стана AAG. Такива промени обаче не винаги водят до промяна в аминокиселината в синтезирания полипептид, тъй като и двата триплета, поради свойството на излишък на генетичния код, могат да съответстват на една аминокиселина. Като се има предвид, че мутациите често са вредни, свойството на шумоустойчивост е полезно.

Генетичният или биологичен код е едно от универсалните свойства на живата природа, доказващо единството на нейния произход. Генетичен коде метод за кодиране на последователността от аминокиселини на полипептид, използвайки последователност от нуклеотиди на нуклеинова киселина (информационна РНК или комплементарна ДНК секция, върху която се синтезира иРНК).

Има и други определения.

Генетичен код- това е съответствието на всяка аминокиселина (част от живите протеини) на определена последователност от три нуклеотида. Генетичен коде връзката между базите на нуклеиновите киселини и протеиновите аминокиселини.

В научната литература под генетичен код не се разбира последователността от нуклеотиди в ДНК на даден организъм, която определя неговата индивидуалност.

Неправилно е да се приеме, че един организъм или вид има един код, а друг има друг. Генетичният код е как аминокиселините се кодират от нуклеотиди (т.е. принцип, механизъм); той е универсален за всички живи същества, еднакъв за всички организми.

Ето защо е неправилно да се каже например „Генетичният код на човек“ или „Генетичният код на организъм“, което често се използва в псевдонаучната литература и филми.

В тези случаи обикновено имаме предвид генома на човек, организъм и т.н.

Разнообразието на живите организми и характеристиките на тяхната жизнена дейност се дължи преди всичко на разнообразието на протеините.

Специфичната структура на протеина се определя от реда и количеството на различните аминокиселини, които съставляват неговия състав. Аминокиселинната последователност на пептида е криптирана в ДНК с помощта на биологичен код. От гледна точка на разнообразието на набора от мономери, ДНК е по-примитивна молекула от пептида. ДНК се състои от различни редувания от само четири нуклеотида. Това отдавна не позволява на изследователите да разглеждат ДНК като материал на наследствеността.

Как аминокиселините се кодират от нуклеотиди?

1) Нуклеиновите киселини (ДНК и РНК) са полимери, състоящи се от нуклеотиди.

Всеки нуклеотид може да съдържа една от четирите азотни бази: аденин (A, en: A), гуанин (G, G), цитозин (C, en: C), тимин (T, en: T). В случая на РНК тиминът се заменя с урацил (U, U).

При разглеждане на генетичния код се вземат предвид само азотните основи.

Тогава веригата на ДНК може да бъде представена като тяхната линейна последователност. Например:

Разделът на иРНК, допълващ този код, ще бъде както следва:

2) Протеините (полипептидите) са полимери, състоящи се от аминокиселини.

В живите организми 20 аминокиселини се използват за изграждане на полипептиди (още няколко са много редки). За да ги обозначите, можете да използвате и една буква (въпреки че по-често използват три - съкращение за името на аминокиселината).

Аминокиселините в полипептида също са свързани линейно чрез пептидна връзка. Да предположим например, че има част от протеин със следната последователност от аминокиселини (всяка аминокиселина е обозначена с една буква):

3) Ако задачата е да се кодира всяка аминокиселина с помощта на нуклеотиди, тогава се свежда до това как да се кодират 20 букви с помощта на 4 букви.

Това може да стане чрез съпоставяне на букви от 20-буквена азбука с думи, съставени от няколко букви от 4-буквена азбука.

Ако една аминокиселина е кодирана от един нуклеотид, тогава могат да бъдат кодирани само четири аминокиселини.

Ако всяка аминокиселина е свързана с два последователни нуклеотида във веригата на РНК, тогава могат да бъдат кодирани шестнадесет аминокиселини.

Наистина, ако има четири букви (A, U, G, C), тогава броят на техните различни двойки комбинации ще бъде 16: (AU, UA), (AG, GA), (AC, CA), (UG, GU), (UC, CU), (GC, CG), (AA, UU, GG, CC).

[Скобите се използват за по-лесно възприемане.] Това означава, че само 16 различни аминокиселини могат да бъдат кодирани с такъв код (двубуквена дума): всяка ще има своя собствена дума (два последователни нуклеотида).

От математиката формулата за определяне на броя на комбинациите изглежда така: ab = n.

Тук n е броят на различните комбинации, a е броят на буквите от азбуката (или основата на числовата система), b е броят на буквите в думата (или цифрите в числото). Ако заместим 4-буквената азбука и думите, състоящи се от две букви в тази формула, получаваме 42 = 16.

Ако три последователни нуклеотида се използват като кодова дума за всяка аминокиселина, тогава могат да бъдат кодирани 43 = 64 различни аминокиселини, тъй като 64 различни комбинации могат да бъдат направени от четири букви, взети в групи от по три (например AUG, GAA, CAU , GGU и др.).

д.). Това вече е повече от достатъчно за кодиране на 20 аминокиселини.

Точно трибуквен код, използван в генетичния код. Наричат ​​се три последователни нуклеотида, кодиращи една аминокиселина триплет(или кодон).

Всяка аминокиселина е свързана със специфичен триплет от нуклеотиди.

В допълнение, тъй като комбинациите от триплети припокриват броя на аминокиселините в излишък, много аминокиселини са кодирани от няколко триплета.

Три триплета не кодират нито една от аминокиселините (UAA, UAG, UGA).

Те отбелязват края на предаването и се извикват стоп кодони(или безсмислени кодони).

Триплетът AUG кодира не само аминокиселината метионин, но и инициира транслацията (играе ролята на стартов кодон).

По-долу са дадени таблици на аминокиселинното съответствие на нуклеотидните триплети.

С помощта на първата таблица е удобно да се определи съответната аминокиселина от даден триплет. За второто - за дадена аминокиселина, съответните й триплети.

Нека разгледаме пример за внедряване на генетичен код. Нека има иРНК със следното съдържание:

Нека разделим нуклеотидната последователност на триплети:

Нека свържем всеки триплет с аминокиселината на полипептида, който кодира:

Метионин - Аспарагинова киселина - Серин - Треонин - Триптофан - Левцин - Левцин - Лизин - Аспарагин - Глутамин

Последният триплет е стоп кодон.

Свойства на генетичния код

Свойствата на генетичния код до голяма степен са следствие от начина, по който се кодират аминокиселините.

Първото и очевидно свойство е тройност.

Отнася се до факта, че кодовата единица е последователност от три нуклеотида.

Важно свойство на генетичния код е неговата не препокриващи се. Нуклеотид, включен в един триплет, не може да бъде включен в друг.

Тоест, последователността AGUGAA може да се чете само като AGU-GAA, но не, например, така: AGU-GUG-GAA. Тоест, ако GU двойка е включена в един триплет, тя вече не може да бъде компонент на друга.

Под еднозначностГенетичният код разбира, че всеки триплет съответства само на една аминокиселина.

Например триплетът AGU кодира аминокиселината серин и нищо друго.

Генетичен код

Този триплет уникално съответства само на една аминокиселина.

От друга страна, няколко триплета могат да съответстват на една аминокиселина. Например, същият серин, в допълнение към AGU, съответства на AGC кодона. Това свойство се нарича изражданегенетичен код.

Дегенерацията позволява на много мутации да останат безвредни, тъй като често заместването на един нуклеотид в ДНК не води до промяна в стойността на триплета. Ако погледнете внимателно таблицата на съответствието на аминокиселините с триплетите, можете да видите, че ако една аминокиселина е кодирана от няколко триплета, те често се различават в последния нуклеотид, т.е. може да бъде всичко.

Отбелязват се и някои други свойства на генетичния код (непрекъснатост, шумоустойчивост, универсалност и др.).

Устойчивостта като адаптация на растенията към условията на живот. Основни реакции на растенията към действието на неблагоприятни фактори.

Устойчивостта на растенията е способността да издържат на въздействието на екстремни фактори на околната среда (засушаване на почвата и въздуха).

Уникалността на генетичния код се проявява в това, че

Това свойство е развито в процеса на еволюцията и е генетично фиксирано. В райони с неблагоприятни условия са се образували стабилни декоративни форми и местни сортове устойчиви на суша културни растения. Определено ниво на устойчивост, присъщо на растенията, се разкрива само под въздействието на екстремни фактори на околната среда.

В резултат на появата на такъв фактор започва фазата на дразнене - рязко отклонение от нормата на редица физиологични параметри и бързото им връщане към нормалното. След това има промяна в скоростта на метаболизма и увреждане на вътреклетъчните структури. При това се потискат всички синтетични, активират се всички хидролитични и общото енергоснабдяване на организма намалява. Ако ефектът на фактора не надвишава праговата стойност, започва фазата на адаптация.

Адаптираното растение реагира по-малко на повтарящо се или нарастващо излагане на екстремен фактор. На ниво организъм, взаимодействието между органите се добавя към адаптационните механизми. Отслабването на движението на водните потоци, минералните и органичните съединения през растението изостря конкуренцията между органите и растежът им спира.

Определена биостабилност в растенията. максималната стойност на екстремния фактор, при който растенията все още образуват жизнеспособни семена. Агрономическата стабилност се определя от степента на намаляване на добива. Растенията се характеризират със своята устойчивост на специфичен вид екстремни фактори - зимуващи, газоустойчиви, солеустойчиви, устойчиви на суша.

Типът кръгли червеи, за разлика от плоските червеи, има първична телесна кухина - шизоцел, образуван поради разрушаването на паренхима, който запълва празнините между стената на тялото и вътрешните органи - неговата функция е транспортна.

Поддържа хомеостазата. Формата на тялото е кръгла в диаметър. Обвивката е кутикулирана. Мускулите са представени от слой надлъжни мускули. Червата са проходни и се състоят от 3 отдела: преден, среден и заден. Устният отвор е разположен на вентралната повърхност на предния край на тялото. Фаринксът има характерен триъгълен лумен. Отделителната система е представена от протонефридии или специални кожни жлези - хиподермални жлези. Повечето видове са двудомни и се размножават само полово.

Развитието е директно, по-рядко с метаморфоза. Имат постоянен клетъчен състав на тялото и им липсва способност за регенерация. Предното черво се състои от устна кухина, фаринкс и хранопровод.

Те нямат средна или задна част. Отделителната система се състои от 1-2 гигантски клетки на хиподермата. Надлъжните екскреторни канали лежат в страничните гребени на хиподермата.

Свойства на генетичния код. Доказателство за триплет код. Декодиране на кодони. Стоп кодони. Концепцията за генетично потискане.

Идеята, че ген кодира информация в първичната структура на протеин, е конкретизирана от F.

Крик в неговата хипотеза за последователност, според която последователността на генните елементи определя последователността на аминокиселинните остатъци в полипептидната верига. Валидността на хипотезата за последователността се доказва от колинеарността на структурите на гена и полипептида, който кодира. Най-значимото развитие през 1953 г. е съображението, че. Че кодът най-вероятно е триплет.

; Базови двойки ДНК: A-T, T-A, G-C, C-G - могат да кодират само 4 аминокиселини, ако всяка двойка отговаря на една аминокиселина. Както знаете, протеините съдържат 20 основни аминокиселини. Ако приемем, че всяка аминокиселина има 2 базови двойки, тогава могат да бъдат кодирани 16 аминокиселини (4*4) - това отново не е достатъчно.

Ако кодът е триплетен, тогава 64 кодона (4*4*4) могат да бъдат направени от 4 базови двойки, което е повече от достатъчно за кодиране на 20 аминокиселини. Крик и колегите му приемат, че кодът е триплетен; между кодоните няма "запетая", т.е. Кодът в гена се чете от фиксирана точка в една посока. През лятото на 1961 г. Киренберг и Матеи съобщават за декодирането на първия кодон и предлагат метод за установяване състава на кодоните в безклетъчна система за синтез на протеини.

Така кодонът за фенилаланин се транскрибира като UUU в иРНК. Освен това, в резултат на прилагането на методи, разработени от Корана, Ниренберг и Ледер през 1965 г.

е съставен кодов речник в съвременния му вид. По този начин, появата на мутации в Т4 фагите, причинени от загубата или добавянето на бази, е доказателство за триплетната природа на кода (свойство 1). Тези изтривания и добавки, водещи до изместване на рамката при „четене“ на кода, бяха елиминирани само чрез възстановяване на коректността на кода; това предотврати появата на мутанти. Тези експерименти също показаха, че триплетите не се припокриват, тоест всяка основа може да принадлежи само на един триплет (свойство 2).

Повечето аминокиселини имат няколко кодона. Код, в който броят на аминокиселините е по-малък от броя на кодоните, се нарича изроден (свойство 3), т.е.

д. дадена аминокиселина може да бъде кодирана от повече от един триплет. В допълнение, три кодона изобщо не кодират никаква аминокиселина („безсмислени кодони“) и действат като „стоп сигнал“. Стоп кодонът е крайната точка на функционална единица на ДНК, цистронът. Стоп кодоните са еднакви при всички видове и са представени като UAA, UAG, UGA. Забележителна характеристика на кода е, че той е универсален (свойство 4).

Във всички живи организми едни и същи триплети кодират едни и същи аминокиселини.

Съществуването на три типа мутантни кодонови терминатори и тяхното потискане са демонстрирани в Е. coli и дрожди. Откриването на супресорни гени, които „интерпретират” безсмислени алели на различни гени, показва, че преводът на генетичния код може да се промени.

Мутациите, засягащи антикодона на тРНК, променят тяхната специфичност на кодона и създават възможност за потискане на мутациите на ниво транслация. Потискането на ниво транслация може да възникне поради мутации в гените, кодиращи определени рибозомни протеини. В резултат на тези мутации рибозомата „прави грешки“, например, при четенето на безсмислени кодони и ги „интерпретира“, използвайки някои немутантни тРНК. Наред с генотипното потискане, действащо на ниво транслация, е възможно и фенотипно потискане на безсмислени алели: когато температурата се понижава, когато клетките са изложени на аминогликозидни антибиотици, които се свързват с рибозоми, например стрептомицин.

22. Размножаване на висшите растения: вегетативно и безполово. Спорообразуване, структура на спори, равни и разноспорови.Възпроизводството като свойство на живата материя, т.е.способността на индивида да създаде себеподобни, съществува в ранните етапи на еволюцията.

Формите на размножаване могат да бъдат разделени на 2 вида: безполово и сексуално. Самото безполово размножаване се осъществява без участието на зародишни клетки, с помощта на специализирани клетки - спори. Те се образуват в органите за безполово размножаване - спорангии в резултат на митотично делене.

При покълването си спората възпроизвежда нов индивид, подобен на майката, с изключение на спорите на семенните растения, при които спората е загубила функцията си за размножаване и разпръскване. Спорите могат да се образуват и чрез редукционно делене, като едноклетъчните спори се разпръскват.

Възпроизвеждането на растения с помощта на вегетативно (част от издънка, лист, корен) или разделяне на едноклетъчни водорасли наполовина се нарича вегетативно (луковица, резници).

Половото размножаване се осъществява от специални полови клетки - гамети.

Гаметите се образуват в резултат на мейозата, има женски и мъжки. В резултат на тяхното сливане се появява зигота, от която впоследствие се развива нов организъм.

Растенията се различават по видовете гамети. В някои едноклетъчни организми той функционира като гамета в определени моменти. Разнополовите организми (гамети) се сливат – този полов процес се нарича hologamia.Ако мъжките и женските гамети са морфологично сходни и подвижни, това са изогамети.

И сексуалният процес - изогамен. Ако женските гамети са малко по-големи и по-малко подвижни от мъжките, тогава това са хетерогамети и процесът е хетерогамия. Оогамия – женските гамети са много големи и неподвижни, мъжките са малки и подвижни.

12345678910Напред ⇒

Генетичен код - съответствие между ДНК триплети и протеинови аминокиселини

Необходимостта от кодиране на структурата на протеините в линейната последователност от нуклеотиди на иРНК и ДНК е продиктувана от факта, че по време на транслацията:

• няма съответствие между броя на мономерите в матрицата на иРНК и продукта - синтезирания протеин;
• няма структурно сходство между РНК и протеиновите мономери.

Това елиминира комплементарното взаимодействие между матрицата и продукта - принципът, по който се осъществява изграждането на нови ДНК и РНК молекули по време на репликация и транскрипция.

От това става ясно, че трябва да има „речник“, който позволява да се разбере коя последователност от mRNA нуклеотиди осигурява включването на аминокиселини в протеин в дадена последователност. Този „речник“ се нарича генетичен, биологичен, нуклеотиден или аминокиселинен код. Той ви позволява да шифровате аминокиселините, които изграждат протеините, като използвате специфична последователност от нуклеотиди в ДНК и иРНК. Характеризира се с определени свойства.

Тройност.Един от основните въпроси при определяне на свойствата на кода беше въпросът за броя на нуклеотидите, които трябва да определят включването на една аминокиселина в протеина.

Беше установено, че кодиращите елементи в криптирането на аминокиселинна последователност наистина са триплети от нуклеотиди, или тризнаци,които бяха наименувани "кодони".

Значението на кодоните.

Възможно е да се установи, че от 64 кодона включването на аминокиселини в синтезираната полипептидна верига кодира 61 триплета, а останалите 3 - UAA, UAG, UGA - не кодират включването на аминокиселини в протеина и първоначално са били наречени безсмислени или безсмислени кодони. Въпреки това, по-късно беше показано, че тези триплети сигнализират завършването на транслацията и затова те се наричат ​​терминиращи или стоп кодони.

Кодоните на иРНК и триплетите от нуклеотиди в кодиращата верига на ДНК с посока от 5' към 3' края имат същата последователност от азотни бази, с изключение на това, че в ДНК вместо урацил (U), характерен за иРНК, има е тимин (Т).

Специфичност.

Всеки кодон отговаря само на една специфична аминокиселина. В този смисъл генетичният код е строго еднозначен.

Таблица 4-3.

Еднозначността е едно от свойствата на генетичния код, проявяващо се в това, че...

Основни компоненти на системата за синтез на протеини

Необходими компоненти	Функции
1 . Аминокиселини	Субстрати за протеинов синтез
2. тРНК	tRNA действат като адаптери. Техният акцепторен край взаимодейства с аминокиселините, а антикодонът им взаимодейства с кодона на иРНК.
3. Аминоацил-тРНК синтетаза	Всяка aa-tRNA синтетаза катализира специфичното свързване на една от 20 аминокиселини към съответната tRNA
4.mRNA	Матрицата съдържа линейна последователност от кодони, които определят първичната структура на протеините
5. Рибозоми	Рибонуклеопротеинови субклетъчни структури, които са мястото на протеиновия синтез
6.	Енергиен източник
7. Протеинови фактори на инициация, елонгация, терминация	Специфични екстрарибозомни протеини, необходими за процеса на транслация (12 иницииращи фактора: elF; 2 фактора на удължаване: eEFl, eEF2 и терминиращи фактори: eRF)
8. Магнезиеви йони	Кофактор, който стабилизира структурата на рибозомата

Бележки: elF( еукариотни инициационни фактори) — иницииращи фактори; eEF ( еукариотни фактори на удължаване) — коефициенти на удължение; eRF ( еукариотни освобождаващи фактори) са фактори за прекратяване.

Дегенерация. В иРНК и ДНК има 61 триплета, всеки от които кодира включването на една от 20 аминокиселини в протеина.

От това следва, че в информационните молекули включването на една и съща аминокиселина в протеина се определя от няколко кодона. Това свойство на биологичния код се нарича израждане.

При човека само 2 аминокиселини са кодирани с един кодон - Met и Tri, докато Leu, Ser и Apr - с шест кодона, а Ala, Val, Gly, Pro, Tre - с четири кодона (табл.

Излишъкът от кодиращи последователности е най-ценното свойство на кода, тъй като повишава устойчивостта на информационния поток към неблагоприятните въздействия на външната и вътрешната среда. При определяне на природата на аминокиселината, която трябва да бъде включена в протеина, третият нуклеотид в кодона не е толкова важен, колкото първите два. Както се вижда от табл. 4-4, за много аминокиселини заместването на нуклеотид в третата позиция на кодона не влияе на неговото значение.

Линейност на записа на информация.

По време на транслацията кодоните на иРНК се „четат“ от фиксирана начална точка последователно и не се припокриват. Информационният запис не съдържа сигнали, показващи края на един кодон и началото на следващия. AUG кодонът е иницииращият кодон и се чете както в началото, така и в други части на иРНК като Met. Следващите го триплети се четат последователно без пропуски до стоп кодона, при който е завършен синтезът на полипептидната верига.

Универсалност.

Доскоро се смяташе, че кодът е абсолютно универсален, т.е. значението на кодовите думи е еднакво за всички изследвани организми: вируси, бактерии, растения, земноводни, бозайници, включително хора.

По-късно обаче стана известно едно изключение; оказа се, че митохондриалната иРНК съдържа 4 триплета, които имат различно значение от това в иРНК с ядрен произход. Така в митохондриалната иРНК триплетът UGA кодира Tri, AUA кодира Met, а ACA и AGG се четат като допълнителни стоп кодони.

Колинеарност на ген и продукт.

При прокариотите е установено линейно съответствие между кодонната последователност на гена и аминокиселинната последователност в протеиновия продукт или, както се казва, има колинеарност между гена и продукта.

Таблица 4-4.

Генетичен код

Първа база	Втора база
	U	СЪС	А	Ж
U	UUU Сешоар	UCU Cep	Стрелбище UAU	UGU Cis
UUC сешоар	UCC Ser	iASTir	UGC Cis
UUA лей	UCA Cep	UAA*	UGA*
UUG Лей	UCG Ser	UAG*	UGG април
СЪС	CUU лей	CCU Pro	CAU Gis	CGU април
CUC лей	SSS Pro	SAS Gis	CGC април
CUA лей	SSA Pro	SAA Gln	CGA април
CUG Лей	CCG Pro	CAG Gln	CGG април
А	AUU Ile	ACU Tpe	AAU Asn	AGU Сер
AUC Ile	ACC Tre	AAS Asn	AGG Сив
AUA Meth	ASA Tre	ААА Лиз	AGA април
АВГУСТ Мет	ACG Tre	AAG Лиз	AGG април
Ж	Забрана на GUU	GCU Ala	GAU Asp	GGU Gli
GUC Вал	GCC Ala	GAC Asp	GGC Gli
GUA Вал	GSA Ala	GAA Glu	GGA Gli
GUG Вал	GСG Ala	GAG Glu	GGG Glee

Бележки: U - урацил; С - цитозин; А - аденин; G - гуанин; *—терминиращ кодон.

При еукариотите базовите последователности в гена, които са колинеарни с аминокиселинната последователност в протеина, се прекъсват от нитрони.

Следователно в еукариотните клетки аминокиселинната последователност на протеин е колинеарна с последователността на екзоните в ген или зряла иРНК след пост-транскрипционно отстраняване на интрони.

Всеки жив организъм има специален набор от протеини. Определени нуклеотидни съединения и тяхната последователност в молекулата на ДНК образуват генетичния код. Той предава информация за структурата на протеина. В генетиката е приета определена концепция. Според него един ген съответства на един ензим (полипептид). Трябва да се каже, че изследванията върху нуклеиновите киселини и протеините са проведени в продължение на доста дълъг период от време. По-нататък в статията ще разгледаме по-отблизо генетичния код и неговите свойства. Ще бъде представена и кратка хронология на изследването.

Терминология

Генетичният код е начин за кодиране на последователността от аминокиселинни протеини, включваща нуклеотидната последователност. Този метод на генериране на информация е характерен за всички живи организми. Протеините са естествени органични вещества с висока молекулярност. Тези съединения присъстват и в живите организми. Те се състоят от 20 вида аминокиселини, които се наричат ​​канонични. Аминокиселините са подредени във верига и свързани в строго установена последователност. Той определя структурата на протеина и неговите биологични свойства. В протеина има и няколко вериги от аминокиселини.

ДНК и РНК

Дезоксирибонуклеиновата киселина е макромолекула. Тя отговаря за предаването, съхранението и прилагането на наследствената информация. ДНК използва четири азотни бази. Те включват аденин, гуанин, цитозин, тимин. РНК се състои от същите нуклеотиди, с изключение на това, че съдържа тимин. Вместо това има нуклеотид, съдържащ урацил (U). Молекулите на РНК и ДНК са нуклеотидни вериги. Благодарение на тази структура се формират последователности - „генетична азбука“.

Внедряване на информация

Синтезът на протеин, който е кодиран от гена, се осъществява чрез комбиниране на иРНК върху ДНК шаблон (транскрипция). Генетичният код също се прехвърля в аминокиселинната последователност. Тоест се осъществява синтеза на полипептидната верига върху иРНК. За кодиране на всички аминокиселини и сигнала за края на протеиновата последователност са достатъчни 3 нуклеотида. Тази верига се нарича триплет.

История на изследването

Изследването на протеини и нуклеинови киселини се провежда от дълго време. В средата на 20-ти век най-накрая се появиха първите идеи за природата на генетичния код. През 1953 г. е открито, че някои протеини се състоят от последователности от аминокиселини. Вярно е, че по това време те все още не можеха да определят точния им брой и имаше много спорове за това. През 1953 г. са публикувани две произведения на авторите Уотсън и Крик. Първият говори за вторичната структура на ДНК, вторият говори за допустимото й копиране с помощта на шаблонен синтез. Освен това беше акцентирано върху факта, че определена последователност от бази е код, който носи наследствена информация. Американският и съветски физик Георги Гамов приема хипотезата за кодиране и открива метод за нейното тестване. През 1954 г. е публикувана неговата работа, по време на която той предлага да се установят съответствия между страничните вериги на аминокиселините и "дупките" с форма на диамант и да се използва това като кодиращ механизъм. Тогава се нарича ромбичен. Обяснявайки работата си, Гамов призна, че генетичният код може да бъде триплет. Работата на физика беше една от първите сред онези, които се смятаха за близки до истината.

Класификация

През годините бяха предложени различни модели на генетични кодове от два типа: припокриващи се и неприпокриващи се. Първият се основава на включването на един нуклеотид в няколко кодона. Той включва триъгълен, последователен и голям-минорен генетичен код. Вторият модел предполага два вида. Неприпокриващите се кодове включват комбиниран код и код без запетая. Първият вариант се основава на кодирането на аминокиселина чрез триплети нуклеотиди, а основното е нейният състав. Според "кода без запетаи" някои триплети отговарят на аминокиселини, но други не. В този случай се смяташе, че ако някои значими триплети са подредени последователно, други, разположени в различна рамка за четене, биха били ненужни. Учените смятат, че е възможно да се избере нуклеотидна последователност, която да отговаря на тези изисквания, и че има точно 20 триплета.

Въпреки че Гамов и неговите съавтори поставиха под съмнение този модел, той се смяташе за най-правилния през следващите пет години. В началото на втората половина на 20 век се появиха нови данни, които позволиха да се открият някои недостатъци в „кода без запетаи“. Установено е, че кодоните са способни да индуцират протеинов синтез in vitro. По-близо до 1965 г. беше разбран принципът на всички 64 триплета. В резултат на това беше открито излишък на някои кодони. С други думи, аминокиселинната последователност е кодирана от няколко триплета.

Отличителни черти

Свойствата на генетичния код включват:

Вариации

Първото отклонение на генетичния код от стандарта е открито през 1979 г. при изследване на митохондриалните гени в човешкото тяло. Други подобни варианти бяха допълнително идентифицирани, включително много алтернативни митохондриални кодове. Те включват декодирането на UGA стоп кодона, който се използва за определяне на триптофан в микоплазмите. GUG и UUG в археи и бактерии често се използват като начални опции. Понякога гените кодират протеин със стартов кодон, който се различава от този, който обикновено се използва от вида. Освен това, в някои протеини селеноцистеинът и пиролизинът, които са нестандартни аминокиселини, се вмъкват от рибозомата. Тя чете стоп кодона. Това зависи от последователностите, открити в иРНК. Понастоящем селеноцистеинът се счита за 21-вата, а пиролизанът за 22-рата аминокиселина, присъстваща в протеините.

Общи характеристики на генетичния код

Всички изключения обаче са редки. В живите организми генетичният код обикновено има редица общи характеристики. Те включват състава на кодон, който включва три нуклеотида (първите два принадлежат към определящите), прехвърлянето на кодони от tRNA и рибозоми в аминокиселинната последователност.

07.04.2015 13.10.2015

Поръчайте ДНК тест

Оставете вашия телефонен номер и ние ще ви се обадим при първа възможност

Поискайте обаждане

В ерата на нанотехнологиите и иновациите във всички сфери на човешкия живот трябва да знаете много за самочувствие и общуване с хората. Технологиите на двадесет и първи век са стигнали много далеч, например в областта на медицината и генетиката. В тази статия ще се опитаме да опишем подробно най-важната стъпка на човечеството в изследването на ДНК.

Описание на ДНК кода

Какъв е този код? Кодът е изроден от генетични свойства и генетиците го изучават. Всички живи същества на нашата планета са надарени с този код. Научно дефиниран като метод за протеиново секвениране на аминокиселини с помощта на верига от нуклеотиди.
Така наречената азбука се състои от четири основи, обозначени с A, G, T, C:
А - аденин,
G – гуанин,
Т – тимин,
С – цитозин.
Кодовата верига е спирала от последователно съставени гореописани основи; оказва се, че всяка стъпка от спиралата съответства на определена буква.
Кодът на ДНК се изражда от протеини, които участват в състава и са изградени от вериги. В който участват двадесет вида аминокиселини. Аминокиселините на разкриващия код се наричат ​​канонични, те са подредени по определен начин във всяко същество и образуват протеинови единици.

История на откриване

Човечеството отдавна изучава протеини и киселини, но първите хипотези и създаването на теорията за наследствеността възникват едва в средата на ХХ век. Към този момент учените са събрали достатъчно знания по този въпрос.
През 1953 г. изследване показва, че протеинът на индивидуалния организъм има уникална верига от аминокиселини. Освен това беше направено заключението, че тази верига няма ограничение в полипептида.

Сравнени са рекордите на различни световни учени, които са различни. Следователно се формира определена концепция: всеки ген съответства на определен полипептид. По същото време се появява и името ДНК, за което категорично е доказано, че не е протеин.
Изследователите Крик и Уотсън за първи път говорят за схемата на матричния обяснителен шифър през 1953 г. В най-новата работа на велики учени беше доказан фактът, че шифърът е носител на информация.

Впоследствие остава да се разбере само въпросът за определянето и образуването на протеинови аминокиселинни вериги, бази и свойства.

Първият учен, изградил хипотезата за генетичното кодиране, е физикът Гамов, който също предлага определен начин за тестване на матрицата.
Генетиката предлага установяване на съответствие между двете странични напречни греди на аминокиселинната верига и получените ромбовидни стъпала. Диамантените стъпала на веригата се образуват с помощта на четири нуклеотида на генетичния код. Този мач беше наречен мач на диаманти.
В по-нататъшните си изследвания Гамов предлага теорията за триплетния код. Това предположение става първостепенно във въпроса за природата на генетичния код. Въпреки че теорията на физика Гамов има недостатъци, един от които е кодирането на протеиновата структура чрез генетичния код.
Съответно Джордж Гамов става първият учен, който разглежда въпроса за гените като кодиране на четирицифрена система в нейния превод в двадесетцифрен фундаментален факт.

Принцип на работа

Един протеин се състои от няколко низа аминокиселини. Логиката на свързващите вериги определя структурата и характеристиките на протеина на тялото, което съответно помага да се идентифицира информация за биологичните параметри на живо същество.

Информацията от живите клетки се получава чрез два матрични процеса:
Транскрипция, т.е. синтезиран процес на сливане на РНК и ДНК шаблони.
Транслация, тоест синтез на верига от полипептиди върху РНК матрица.
По време на процеса на превод генетичният код се пренасочва към логическа верига от аминокиселини.

За идентифициране и внедряване на генна информация са необходими най-малко три верижни нуклеотида, когато се вземат предвид двадесет строго последователни аминокиселини. Този набор от три нуклеотида се нарича триплет.
Генетичните кодове се разпределят между две категории:
Припокриване – код второстепенен, триъгълен и последователен.
Неприпокриване – комбиниран код и „без запетаи“.
Проучванията доказват, че редът на аминокиселините е хаотичен и съответно индивидуален, въз основа на това учените дават предпочитание на кодовете, които не се припокриват. Впоследствие теорията за „без запетая“ беше опровергана.
Защо трябва да знаете ДНК кода?
Познаването на генетичния код на живия организъм дава възможност да се определи информацията на молекулите в наследствен и еволюционен смисъл. Необходим е запис на наследствеността, разкрива изследване за формирането на системни знания в света на генетиката.
Универсалността на генетичния код се смята за най-уникалното свойство на живия организъм. Въз основа на данните могат да се получат отговори на повечето медицински и генетични въпроси.

Използване на знанията в медицината и генетиката

Напредъкът в молекулярната биология на двадесети век позволи големи крачки в изучаването на болести и вируси с различни причини. Информацията за генетичния код се използва широко в медицината и генетиката.
Идентифицирането на природата на конкретно заболяване или вирус се припокрива с изследването на генетичното развитие. Познаването и формирането на теории и практики могат да лекуват трудно лечими или нелечими болести на съвременния свят и бъдещето.

Перспективи за развитие

Тъй като е научно доказано, че генетичният код съдържа информация не само за наследствеността, но и за продължителността на живота на организма, развитието на генетиката поставя въпроса за безсмъртието и дълголетието. Тази перспектива се подкрепя от редица хипотези за земно безсмъртие, ракови клетки и човешки стволови клетки.

През 1985 г. изследователят в техническия институт П. Гаряев случайно открива чрез спектрален анализ празно пространство, което по-късно е наречено фантом. Фантомите откриват мъртви генетични молекули.
Което допълнително очерта теорията за промените в живия организъм с течение на времето, което предполага, че човек може да живее повече от четиристотин години.
Феноменът е, че ДНК клетките са способни да произвеждат звукови вибрации от сто херца. Тоест ДНК може да говори.