La dégénérescence du code génétique: les bases

Le code génétique est exprimée sous la forme codons, un système de codage d'informations sur la structure des protéines, inhérente à tous les organismes vivants de la planète. Décryptage prendre des décennies, mais le fait qu'il existe, la science est compris près d'un siècle. La polyvalence, la spécificité, unidirectionnel, et en particulier la dégénérescence du code génétique ont une signification biologique.

Histoire des découvertes

Le problème de codage de l'information génétique a toujours joué un rôle clé en biologie. Par la structure de la matrice du code génétique, la science a progressé assez lentement. Depuis la découverte de J. Watson et Crick en 1953. La structure en double hélice de l'ADN est entré dans une phase de résolution d'une même structure de code, ce qui a incité la croyance à la majesté de la nature. La structure linéaire de protéines et de l'ADN de la même structure implique la présence du code génétique, la correspondance entre les deux textes, mais enregistré avec différents alphabets. Et si l'alphabet des protéines a été connue, les marques d'ADN ont fait l'objet d'étude de la biologie, la physique et les mathématiques.

Il n'y a pas besoin de décrire toutes les étapes de la solution de cette énigme. expérience directe, a prouvé et a confirmé que entre les codons d'ADN et d'acides aminés de la protéine, il est tenu respectivement claire et cohérente en 1964 Charles Janowski et S. Brenner. Un autre – lors du décodage du code génétique in vitro (in vitro) en utilisant des techniques de synthèse des protéines dans des structures sans cellules.

Code entièrement décryptée E. Coli a été promulguée en 1966, les biologistes lors du symposium à Cold Spring Harbor (États-Unis). Ensuite, j'ai ouvert la redondance (dégénération) du code génétique. Ce que cela signifie, il a expliqué tout simplement.

décodage continue

Obtenir déchiffrer les données de code héréditaires est devenu l'un des événements les plus importants du siècle dernier. Aujourd'hui, la science continue d'explorer en profondeur les mécanismes du système de codage moléculaire et ses caractéristiques et une surabondance de signes, ce qui est exprimé dans la propriété de la dégénérescence du code génétique. Une autre étude de l'industrie – l'origine et l'évolution du système de codage de matériel héréditaire. Preuve polynucléotides de liaison (ADN) et des polypeptides (protéines) ont donné une impulsion au développement de la biologie moléculaire. Et cela, à son tour, la biotechnologie, la bio-ingénierie, découvertes dans la culture et l'élevage plante.

Et les règles Dogmes

dogme Accueil de la biologie moléculaire – l'information est transférée de l'ADN à l'ARN messager, puis avec elle sur la protéine. Dans le sens de transmission opposé est possible à partir d'ARN à l'ADN et de l'ARN sur un autre ARN.

Mais la matrice ou la base de l'ADN reste toujours. Et toutes les autres caractéristiques de base du transfert d'information – reflet de la nature du transfert de la matrice. A savoir, en effectuant la transmission à la synthèse d'autres molécules de la matrice, qui sera la reproduction de la structure de l'information génétique.

code génétique

Structure de codage en ligne de molécules de protéines au moyen de codons complémentaires (triplets) nucléotides, dont seulement 4 (adein, guanine, cytosine, thymine (uracile)), ce qui conduit spontanément à la formation d'autres chaînes de nucléotides. Le même nombre de nucléotides et la complémentarité chimique – c'est la principale condition pour une telle synthèse. Mais la formation d'un correspondant à la qualité de la molécule de protéine quantité et la qualité des monomères ne sont pas (nucléotides d'ADN – acides aminés de la protéine). Ce code est héréditaire naturel – système d'enregistrement dans la séquence de nucleotides (codons), la séquence d'acides aminés de la protéine.

code génétique a plusieurs propriétés:

• Triplet.
• Le caractère unique.
• Orientation.
• Disjoints.
• La redondance (dégénérescence) du code génétique.
• La polyvalence.

Voici une brève description, en mettant l'accent sur l'importance biologique.

Triplet, la continuité et feux de circulation des disponibilités

Chacun des 61 acides aminés correspondant à une sémantique t (triplet) nucleotides. Trois triplés ne portent pas d'informations sur l'acide aminé et sont codons stop. Chaque nucléotide de la chaîne est un élément du triplet et n'existe pas par lui-même. A la fin et le début d'un enchaînement de nucléotides correspondant à une seule protéine, sont des codons stop. Ils commencent ou la diffusion d'arrêt (la synthèse d'une molécule de protéine).

Spécificité et un pointillisme disjoints

Chaque codon (triplet) code pour un seul acide aminé. Chaque triplet est indépendant de et ne chevauche pas adjacent. Un nucléotide peut appartenir à un seul triplet de la chaîne. La synthèse des protéines est toujours dans une seule direction, qui est codons stop contrôlé.

La redondance du code génétique,

Chaque triplet de nucléotides code pour un acide aminé. Un total de 64 nucleotides, 61 d'entre eux – acides aminés codée (codon sens), et trois – de sens, à savoir l'acide aminé ne code pas (codons d'arrêt). La redondance (dégénérescence) du code génétique est que des substitutions peuvent être faites dans chaque triplet – radical (conduisant à un remplacement d'acide aminé) et conservateurs (acides aminés ne changent pas de classe). Il est facile de calculer que si un triplet peut être réalisée 9 substitutions (1, 2 et 3 positions), chaque nucléotide peut être remplacé par 4 – 1 = 3 l'autre mode de réalisation, le nombre total de substitutions de nucleotides possibles seront 61-9 = 549.

La dégénérescence du code génétique est montré dans le fait que 549 des options – il est beaucoup plus que nécessaire pour obtenir des informations zakodirovki environ 21 acides aminés. Dans ce cas, des options de remplacement 549 23 conduisent à la formation d'un codon d'arrêt, 134 + 230 substitution – sont des substitutions conservatrices, et 162 – radicaux.

Règle dégénération et exceptions

Si deux codons ont deux premiers nucléotides identiques, les nucléotides restants sont présentés avec une classe (purique ou pyrimidique), l'information qu'ils portent le même acide aminé. Cela est généralement le ou la redondance dégénération du code génétique. Deux exceptions – AUA et UGA – premier code méthionine, bien aurait isoleucine, et le second – un codon stop, mais devrait encoder tryptophane.

Signification dégénération et la polyvalence

Ces deux propriétés du code génétique ont la plus haute valeur biologique. Toutes les propriétés énumérées ci-dessus sont caractéristiques de l'information génétique de toutes les formes d'organismes vivants sur notre planète.

La dégénérescence du code génétique a une valeur adaptative, en tant que duplication répétée d'un seul code d'acides aminés. De plus, cela signifie une réduction significative (dégénérescence) du troisième nucléotide dans un codon. Un tel mode de réalisation permet de minimiser les lésions mutationnelles dans l'ADN, qui entraînent de graves violations de la structure des protéines. Ceci est un mécanisme de protection des organismes vivants de la planète.