Кодондор менен туюнтулган генетикалык код планетадагы бардык тирүү организмдерге мүнөздүү белоктордун түзүлүшү жөнүндө маалыматты коддоо системасы. Анын декоддоосу он жылга созулду, бирок анын бар экенин илим дээрлик бир кылым бою түшүндү. Универсалдуулугу, өзгөчөлүгү, бир багыттуулугу жана өзгөчө генетикалык коддун бузулушу биологиялык зор мааниге ээ.
Ачылуулар таржымалы
Генетикалык маалыматты коддоо маселеси биологияда ар дайым негизги маселе болуп келген. Илим генетикалык коддун матрицалык түзүлүшүн көздөй акырындык менен жылыды. 1953-жылы ДНКнын кош спираль түзүлүшүн Дж. Уотсон жана Ф. Крик ачкандан бери, табияттын улуулугуна ишенимди пайда кылган коддун түзүмүн ачуу стадиясы башталган. Белоктордун сызыктуу түзүлүшү жана ДНКнын бирдей түзүлүшү эки тексттин дал келүүсү катары генетикалык коддун болушун билдирген, бирок ар кандай алфавиттер менен жазылган. Жана эгербелоктордун алфавити белгилүү болгон, андан кийин ДНКнын белгилери биологдордун, физиктердин жана математиктердин изилдөө предмети болуп калган.
Бул табышмакты чечүүнүн бардык кадамдарын сүрөттөп берүүнүн мааниси жок. ДНК кодондору менен белок аминокислоталарынын ортосунда так жана ырааттуу дал келүү бар экенин далилдеген жана тастыктаган түз эксперимент 1964-жылы К. Яновски жана С. Бреннер тарабынан жүргүзүлгөн. Андан кийин - клеткасыз структураларда белок синтезинин ыкмаларын колдонуу менен in vitro (in vitro) генетикалык кодду чечмелөө мезгили.
Толугу менен дешифрленген E. coli коду 1966-жылы Cold Spring Harbor (АКШ) шаарында өткөн биологдордун симпозиумунда жалпыга жарыяланган. Андан кийин генетикалык коддун ашыкчалыгы (дегенерациясы) ачылган. Бул эмнени билдирери жөнөкөй эле түшүндүрүлгөн.
декоддоо уланууда
Тукум куучулук кодду декоддоо боюнча маалыматтарды алуу өткөн кылымдагы эң маанилүү окуялардын бири болуп калды. Бүгүнкү күндө илим молекулярдык коддоо механизмдерин жана анын системалык өзгөчөлүктөрүн жана генетикалык коддун бузулуу касиетин билдирген белгилердин көптүгүн терең изилдөөнү улантууда. Изилдөөнүн өзүнчө тармагы тукум куума материалды коддоо системасынын пайда болушу жана эволюциясы болуп саналат. Полинуклеотиддер (ДНК) жана полипептиддер (белоктар) ортосундагы байланыштын далилдери молекулярдык биологиянын өнүгүшүнө түрткү берген. Ал эми бул, өз кезегинде, биотехнологияга, биоинженерияга, селекциядагы жана өсүмдүк өстүрүүдөгү ачылыштарга.
Догмалар жана эрежелер
Молекулярдык биологиянын негизги догмасы - маалымат ДНКдан маалыматка өтөтРНК, андан кийин протеинге. Карама-каршы багытта РНКдан ДНКга жана РНКдан башка РНКга берилиши мүмкүн.
Бирок матрица же негиз дайыма ДНК болуп саналат. Ал эми маалыматты берүүнүн башка бардык фундаменталдык өзгөчөлүктөрү бул берүүнүн матрицалык мүнөзүн чагылдырат. Тактап айтканда, башка молекулалардын матрицасына синтез жолу менен өтүү, ал тукум куучулук маалыматтын көбөйүү структурасына айланат.
Генетикалык код
Белок молекулаларынын структурасын сызыктуу коддоо нуклеотиддердин комплементарлык кодондорун (үчтүктөрүн) колдонуу менен ишке ашырылат, алардын ичинен 4 гана (адеин, гуанин, цитозин, тимин (урацил)) өзүнөн өзү пайда болот. башка нуклеотиддер чынжырынан. Нуклеотиддердин бирдей саны жана химиялык комплементардуулугу мындай синтездин негизги шарты болуп саналат. Бирок белок молекуласынын пайда болушунда мономерлердин саны менен сапаты ортосунда эч кандай дал келүү болбойт (ДНК нуклеотиддери белок аминокислоталары). Бул табигый тукум куучулук код - белоктогу аминокислоталардын ырааттуулугун нуклеотиддердин (кодондордун) ырааттуулугуна жазуу системасы.
Генетикалык коддун бир нече касиеттери бар:
- Үчтүк.
- Уникалдуулук.
- Багыт.
- Кабатталбайт.
- Генетикалык коддун ашыкча болушу (дегенерациясы).
- Ар тараптуулук.
Келгиле, биологиялык маанисине токтолуп, кыскача мүнөздөмө берели.
Үчтүк, үзгүлтүксүздүк жана светофор
61 аминокислоталардын ар бири нуклеотиддердин бир семантикалык триплетине (үч эселенген) туура келет. Үч триплет аминокислота жөнүндө маалымат алып жүрбөйт жана токтотуу кодондору. Чынжырдагы ар бир нуклеотид триплеттин бир бөлүгү жана өз алдынча жок. Бир белок үчүн жооптуу нуклеотиддер чынжырынын аягында жана башында токтотуу кодондору бар. Алар которууну баштайт же токтотот (белок молекуласынын синтези).
Өзгөчө, бири-бирине дал келбеген жана бир багыттуу
Ар бир кодон (үчтүк) бир гана аминокислотаны коддойт. Ар бир үчилтик кошунасынан көз карандысыз жана бири-бирин кайталабайт. Бир нуклеотид чынжырдагы бир гана триплетке киргизилиши мүмкүн. Протеин синтези ар дайым бир гана багытта жүрөт, ал токтотуу кодондору менен жөнгө салынат.
Генетикалык коддун ашыкчалары
Нуклеотиддердин ар бир триплети бир аминокислотаны коддойт. Бардыгы болуп 64 нуклеотид бар, алардын 61и аминокислоталарды (сезим кодондору) коддойт, үчөө маанисиз, б.а. Генетикалык коддун ашыкчалыгы (дегенерациясы) ар бир триплеттик алмаштырууну – радикалдык (аминокислоталарды алмаштырууга алып келүүчү) жана консервативдик (аминокислота классын өзгөртпөө) жасоого мүмкүн экендигинде. Эсептөө оңой, эгерде триплетте 9 алмаштыруу мүмкүн болсо (1, 2 жана 3-позициялар), ар бир нуклеотид 4 - 1=3 башка вариант менен алмаштырылышы мүмкүн, анда нуклеотиддерди алмаштыруунун мүмкүн болгон варианттарынын жалпы саны 61 болот. x 9=549.
Генетикалык коддун бузулушу 549 варианттын алда канча көп болушунан көрүнүп турат.21 аминокислота жөнүндө маалыматты коддоо үчүн зарыл. Ошол эле учурда 549 варианттын ичинен 23 алмаштыруу токтотуу кодондорунун пайда болушуна алып келет, 134 + 230 алмаштыруу консервативдик, 162 алмаштыруу радикалдуу.
Дегенерация жана четке кагуу эрежеси
Эгер эки кодондо эки бирдей биринчи нуклеотид болсо, ал эми калгандары бир класстагы нуклеотиддер (пурин же пиримидин) болсо, анда алар бир эле аминокислота жөнүндө маалыматты алып жүрүшөт. Бул генетикалык коддун бузулуу же ашыкча эрежеси. Эки өзгөчө жагдай - AUA жана UGA - биринчиси метионинди коддойт, бирок ал изолейцин болушу керек, ал эми экинчиси триптофанды коддоо керек болсо да, токтотуу кодону.
Азалануунун жана универсалдуулуктун мааниси
Генетикалык коддун ушул эки касиети эң чоң биологиялык мааниге ээ. Жогоруда саналган бардык касиеттер биздин планетадагы тирүү организмдердин бардык формаларынын тукум куучулук маалыматына мүнөздүү.
Генетикалык коддун бузулушу бир аминокислота кодунун бир нече жолу кайталанышы сыяктуу адаптивдүү мааниге ээ. Мындан тышкары, бул кодондогу үчүнчү нуклеотиддин маанилүүлүгүнүн (дегенерациясынын) төмөндөшүн билдирет. Бул параметр ДНКдагы мутациялык зыянды азайтат, бул белоктун структурасынын одоно бузулушуна алып келет. Бул планетадагы тирүү организмдердин коргонуу механизми.
