Genetinių kodų charakteristika ir išimtys - aptarta!

Genetinių kodų charakteristika ir išimtys!

Yra glaudus ryšys tarp genų ir polipeptidų arba fermentų sintezės. Genai susideda iš nukleotidų, išdėstytų tam tikru būdu. Šiuolaikinėje terminologijoje genas reiškia DNR cistroną. Cistronas yra pagamintas iš daugelio nukleotidų.

Nukleotidų ar jų azoto bazių išdėstymas yra susijęs su baltymų sinteze, įtakojant aminorūgščių įterpimą į juos. Ryšys tarp aminorūgščių sekos polipeptido ir DNR arba mRNR nukleotidų sekos yra vadinamas genetiniu kodu.

DNR yra tik keturių tipų azoto bazės arba nukleotidai, o aminorūgščių skaičius yra 20. Todėl buvo hipotezė, kad veikia tripleto kodas (susidedantis iš trijų gretimų bazių vienai aminorūgščiai). Įvairūs tyrimai, padėję iššifruoti tripletinį genetinį kodą, yra tokie.

1. Crick ir kt. (1961) pastebėjo, kad T4 bakteriofago DNR vieno ar dviejų bazinių porų ištrynimas arba pridėjimas sutrikdė normalų DNR funkcionavimą. Tačiau, kai buvo pridėtos trys bazinės poros arba ištrintos, trikdymas buvo minimalus.

2. Nirenbergas ir Mathaei (1961 m.) Teigė, kad vienas kodas (vienas aminorūgštis, nurodyta viename azoto bazėje) gali nurodyti tik 4 rūgštis (4 ¹ ), dvigubo kodą tik 16 (4 ² ), o tripletinis kodas gali nurodyti iki 64 amino rūgštys (4 ³ ). Kadangi yra 20 aminorūgščių, gali būti veikiamas tripleto kodas (trys azoto bazės vienai aminorūgščiai).

3. Nirenbergas (1961) paruošė keturių nukleotidų UUUUUU… (Poliuridilo rūgštis), CCCCCC… (polycytidylic acid), AAAAAAA… (poliadenilo rūgštis) ir GGGGGGG… (poliganilo rūgšties) polimerus. Jis pastebėjo, kad poli-U stimuliuoja polifenilalanino, poliprolino poli-C, susidarymą, o poli-A padėjo formuoti polisiliną. Tačiau poli-G neveikė (ji suformavo trigubą struktūrą, kuri neveikia vertimu). Vėliau nustatyta, kad GGG koduoja aminorūgščių gliciną.

Lentelė. MRNR kodonų priskyrimas amino rūgštims.

4. Khoranos (1964) sintezavo nukleotidų kopolimerus, tokius kaip UGUGUGUGUG, ir pastebėjo, kad jie stimuliuoja polipeptidų, turinčių pakaitomis panašias aminorūgštis, kaip cisteino-valino-cisteino susidarymą. Tai įmanoma tik tuo atveju, jei trys gretimos nukleotidai nurodo vieną aminorūgštį (pvz., UGU) ir kitus tris antrojo amino rūgšties (pvz., GUG).

GUG UGU GUG UGU GUG

Val - Cys - Val - Cys - Val

5. Triplet kodonai buvo patvirtinti in vivo kodono priskyrimu per (i) aminorūgščių pakeitimo tyrimus (ii) rėmo poslinkio mutacijas.

6. Lėtai apdorojant visus kodonus, kai kurios aminorūgštys nurodytos daugiau nei vienu kodonu. DNR ir mRNR kodų kalbos yra viena kitą papildančios. Taigi du fenilalanino kodonai yra UUU ir UUC mRNR atveju, kai jie yra AAA ir A AG DNR.

Charakteristikos:

1. Triplet kodas:

Trys gretimos azoto bazės sudaro kodoną, kuris nurodo vienos aminorūgšties įterpimą į polipeptidą.

2. Pradžios signalas:

Polipeptidų sintezę signalizuoja du iniciacijos kodonai - AUG arba metionino kodonas ir GUG arba valino kodonas.

3. Stop signalas:

Polipeptidų grandinės nutraukimą signalizuoja trys galiniai kodonai UAA (okkeras), UAG (gintaras) ir UGA (opalas). Jie nenurodo jokios aminorūgšties ir todėl jie taip pat vadinami nesąmonėmis.

4. Universalus kodas:

Genetinis kodas taikomas visuotinai, ty kodonas nurodo tą pačią aminorūgštį nuo viruso iki medžio ar žmogaus. Taigi, Escherichia coli įvestas paukščių kiaušialąstės mRNR bakterijoje sukelia ovalbuminą, tiksliai panašią į viščiukų formą.

5. Neaiškūs kodai:

Vienas kodonas nurodo tik vieną amino rūgštį, o ne kitą.

6. Susiję kodai:

Panašių savybių turinčios amino rūgštys turi susijusių kodonų, pvz., Aromatinių amino rūgščių triptofano (UGG), fenilalanino (UUC, UUU), tirozino (UAC, UAU).

7. Komanda:

Genetinis kodas yra nepertraukiamas ir po tripletų neturi pauzių. Jei nukleotidas ištrinamas arba pridedamas, visas genetinis kodas bus skaitomas kitaip. Taigi polipeptidas, turintis 50 aminorūgščių, turi būti nurodomas linijine 150 nukleotidų seka. Jei šio sekos viduryje yra pridėtas arba ištrintas nukleotidas, pirmos 25 polipeptido aminorūgštys bus tokios pačios, bet kitos 25 aminorūgštys bus gana skirtingos.

8. Nepakartojamas kodas:

Azoto bazė yra tik vieno kodono sudedamoji dalis.

9. Kodekso degeneracija:

Kadangi yra 64 tripletiniai kodonai ir tik 20 aminorūgščių, kai kurių aminorūgščių jungimą turi paveikti daugiau nei vienas kodonas. Vienintelius kodonus nurodo tik triptofanas (UGG) ir metioninas (AUG).

Visos kitos aminorūgštys nurodomos 2-6 kodonais. Pastarieji vadinami degeneruotais kodonais. Degeneruotuose kodonuose pirmosios dvi azoto bazės yra panašios, o trečioji - skirtinga. Kadangi trečioji azoto bazė neturi jokio poveikio kodavimui, tai vadinama blauzdos padėtimi.

10. Colinearity:

Tiek polipeptidas, tiek DNR arba mRNR turi savo komponentų linijinį išdėstymą. Be to, tripletinių nukleotidų bazių seka DNR arba mRNR atitinka aminorūgščių seką polipeptide, pagamintame vadovaujant pirmosios. Kodono sekos keitimas taip pat sukelia panašų polipeptido aminorūgščių sekos pokytį.

11. Cistron-polipeptido paritetas:

DNR dalis, vadinama cistronu (= genas), nurodo tam tikro polipeptido susidarymą. Tai reiškia, kad genetinė sistema turi turėti tiek daug cistronų (= genų), kaip ir organizmuose randamų polipeptidų tipai.

Išimtys:

1. Įvairūs kodai:

Paramecium ir kai kuriuose kituose ciliantų terminonų kodonuose UAA ir UGA kodas yra glutaminas.

2. Sutampa genai:

ф xl74 yra 5375 nukleotidai, kurie koduoja 10 baltymų, kuriems reikia daugiau nei 6000 bazių. Trys jo genai E, B ir K sutampa su kitais genais. Nukleotidų seka E geno pradžioje yra geno D viduje. Panašiai genų K persidengia su A ir CA genais, panaši būklė randama SV-40.

3. Mitochondrijų genai:

AGG ir AGA kodas, skirtas argininui, bet veikia kaip stabdymo signalai žmogaus mitochondrijoje. UGA, užbaigimo kodonas, atitinka triptofaną, o AUA (izoleucino kodonas) - metioninas žmogaus mitochondrijose.