Спадкова інформація і генетичний код
Такі ознаки живого, як самовідтворення, спадковість і мінливість проявляється вже на молекулярно-генетичному рівні. Вони пов’язані з певними органічними речовинами і зі спадковою (генетичною) програмою організму.
ДНК і гени. До початку 50-х рр. XX ст. вчені припустили, що основна функція генів полягає у визначенні структури білків, в першу чергу – білків-ферментів. Численні дослідження показали, що в основному перетворення речовин в живих системах відбуваються під контролем ферментів. Тому вченими було висунуто припущення, яке можна сформулювати так: “один ген – один білок-фермент”. Лише відкриття подвійної спіралі молекули ДНК дозволило з’ясувати загальні принципи процесу передачі генетичної інформації в живому.
Носіями спадкової інформації служать молекули ДНК. У них зберігається інформація про будову. властивостях, функціях білків кожної клітини і організму в цілому. Ділянка молекули ДНК, що містить інформацію про структуру однієї молекули білка-ферменту, назвали геном (від грец. Генос – рід, походження). Він і є спадковим фактором будь-якого живого тіла природи.
Генетичний код. У білках зустрічаються 20 амінокислот, послідовність яких і визначає структуру і властивості білків. Інформація про структуру білка повинна бути записана у вигляді нуклеотидної послідовності на ДНК. Правила перекладу послідовності нуклеотидів в нуклеїнової кислоти в амінокислотну послідовність білка називають генетичним кодом (від фран. Код – Збірники умовних скорочених позначень і назв).
Він був розшифрований в 60-х рр. XX ст. в результаті ряду експериментів і математичних розрахунків.
Молекула ДНК складається з набору чотирьох нуклеотндов (А, Т, Г, Ц). Якщо кожній амінокислоті відповідав би один нуклеотид, то закодувати можна було б тільки 4 амінокислоти. Якщо припустити, що одна амінокислота кодується поєднанням з двох нуклеотндов, то в цьому випадку можна закодувати тільки 42 = 16 амінокислот. Вчені припустили, що одна амінокислота повинна кодуватися трьома нуклеотидами. Такого числа комбінацій більш ніж достатньо для кодування 20 амінокислот (рис. 29). Крім того, однією амінокислоті може відповідати не одне, а кілька таких поєднань.
Генетичний код має низку властивостей (рис. 30). Код приплітаючи – кожній амінокислоті відповідає поєднання з 3-х нуклеотндов. Всього таких поєднань – триплетів (кодонів) – 64. З них 61 триплет смисловий, т. Е. Відповідають 20 амінокислотам, а 3 – безглузді стоп-кодони, які не відповідають амінокислотам. Ними заповнюються проміжки між генами.
Код однозначна – кожен триплет (кодон) відповідає тільки однієї амінокислоті. Код виродилися (надлишковий) – маються амінокислоти, що кодуються більш ніж одним кодоном (кодоном). Найчастіше амінокислоти мають 2-3 триплета (кодону).
Код універсальний – всі організми мають однаковий генетичний код, т. Е. Ті самі амінокислоти у різних організмів кодуються однаковими триплетами (кодонами).
Код безперервний – всередині гена між триплетами (кодонами) немає проміжків.
Код неперекривающіхся – кінцевий нуклеотид одного триплета (кодону) не може служити початком іншого.
На певній ділянці молекули ДНК за допомогою генетичного коду зашифрована аминокислотная послідовність молекули одного білка. Так як синтез білка відбувається в цитоплазмі, а молекули ДНК знаходяться в ядрі, то необхідна структура, яка копіювала б послідовність нуклеотидів на ДНК і переносила б її до місця синтезу білка. Таким посередником служить інформаційна РНК.
Крім переносника інформації необхідні речовини, які забезпечували б доставку відповідних амінокислот до місця синтезу і визначали їх місця в поліпептидного ланцюга. Такими речовинами є транспортні РНК. Вони не тільки забезпечують доставку амінокислот до місця синтезу, але і їх кодування. Синтез білка протікає на рибосомах, для складання яких необхідний ще один вид нуклеїнових кислот – рибосомальні РНК. Отже, для реалізації спадкової інформації в живому на молекулярно-генетичному рівні необхідні молекули ДНК і всі види РНК.
(2 votes, average: 3.50 out of 5)