Taulukosta 1. voidaan nähdä, että samaa aminohappoa voi koodata neljä kodoniperhettä. Esimerkiksi CU-perheen nelinkertainen koodit leusiinille. Neljä GU-perheen koodia valiinille, UC seriinille, CC proliinille, AC tryptofaanille, GC alaniinille, CG arginiinille ja GG glysiinille. Tämä on pinnallinen ja heti havaittu rappeutumisen tosiasia, ts. koodin tietoinen redundanssi. Jos lainaamme kielitieteen käsitteitä ja termejä proteiinikoodille, joka on pitkään ollut laajalti ja helposti hyväksytty, niin koodin degeneroituminen voidaan ymmärtää synonyyminä. Tämäkin hyväksyttiin yksimielisesti. Toisin sanoen samalla objektilla, esimerkiksi aminohapolla, on useita salauksia - kodoneja. Synonyymi ei aiheuta vaaraa proteiinien biosynteesin tarkkuudelle. Päinvastoin, tällainen redundanssi on hyvä, koska se lisää translaation ribosomaalisen "koneen" luotettavuutta.

Lisäsin taulukkoon pienen värivaihtelun, jotta näet mistä puhumme. Synonyymit nelinkertaiset on korostettu keltaisella. Tällaisia ​​neliöitä on kaikkiaan 8. Homonyymiset neloset piti jakaa kolmeen kategoriaan monimuotoisuuden asteen mukaan. Edelleen:

”... Taulukossa 1 näkyy kuitenkin myös toinen, perustavanlaatuinen, genolingvistinen ilmiö, jota ei ikään kuin huomata tai huomioitu. Tämä ilmiö löytyy siitä tosiasiasta, että joissakin kodoniperheissä neljä kodonia, tarkemmin sanottuna niiden merkitykselliset identtiset nukleotidikakkoset, koodaa ei yhtä, vaan kahta erilaista aminohappoa sekä lopetuskodoneja. Siten duplettiperhe UU koodaa fenyylialaniinia ja leusiinia, AU isoleusiinia ja metioniinia, UA tyrosiinia, Och- ja Amb-lopetuskodoneja, CA histidiiniä ja glysiiniä, AA asparagiinia ja lysiiniä, GA asparagiinia ja glutamiinia, UG kysteiiniä, tryptofaani ja Umb-lopetuskodoni, AG - seriini ja arginiini. Jatkamalla kielellistä analogiaa, kutsutaan tätä ilmiötä kahden ensimmäisen koodaavan nukleotidin HOMONYMYksi joissakin kodoniperheissä.

Toisin kuin synonyymi, homonyymi on potentiaalisesti vaarallinen, minkä Lagerkvist huomautti, vaikka hän ei ottanut käyttöön termiä "homonyymi" suhteessa proteiinikoodiin. Näyttää siltä, ​​että tällaisen tilanteen pitäisi todellakin johtaa epäselvyyteen aminohappojen ja lopetussignaalien koodauksessa: sama kodonidubletti joissakin Lagerquistin tunnistamissa perheissä koodaa kahta erilaista aminohappoa tai on "eri-stop".

On pohjimmiltaan tärkeää ymmärtää: jos koodisynonyymi on siunaus (ylimääräinen informaatio), niin homonyymi on mahdollinen paha (informaation epävarmuus, monitulkintaisuus). Mutta tämä on kuvitteellinen paha, koska proteiinisyntetisointilaite kiertää helposti tämän vaikeuden, jota käsitellään jäljempänä. Jos kuitenkin noudatetaan automaattisesti geneettisen koodin taulukkoa (mallia), niin pahasta ei tule kuvitteellista, vaan todellista. Ja sitten on selvää, että homonyyminen koodivektori johtaa virheisiin proteiinisynteesissä, koska ribosomaalisen proteiinisynteesilaitteen, joka tapaa yhden tai toisen homonyymisen dupletin ja ohjataan lukusäännön "kaksi kolmesta" on valittava yksi ja ainoa. yksi aminohappo kahdesta eri aminohaposta, mutta niitä koodaavat moniselitteisesti identtiset homonyymiset dupletit.

Tämän seurauksena kodoneissa olevilla 3'-nukleotideilla ja niiden kanssa pariutuvilla antikodoneilla olevilla 5'-nukleotideilla ei ole geenimerkkiluonnetta ja ne toimivat "steerisinä kainalosauvojen" roolina, jotka täyttävät "tyhjiä paikkoja" kodoni-antikodoni-pareissa. Lyhyesti sanottuna antikodonien 5'-nukleotidit ovat satunnaisia, "wobble" - englannin sanasta "wobble" (swinging, swinging, wobbling). Tämä on Wobble-hypoteesin ydin."

Olennainen on ilmaistu melko selvästi. Käännöstä ei vaadita. Ongelma on selvä.

Pysäytyskodonit ja aloituskodonit, ne on korostettu lihavoidulla taulukossa, eivät myöskään aina toimi yksiselitteisesti, vaan riippuen jostakin ..., kuten biologit uskovat, kontekstista.

"Jatkakaamme analyysiämme Crickin ja Nirenbergin perustavanlaatuisesta työstä, joka postuloi geneettisen koodin käsitteen.

P.142-143: "... tähän mennessä kaikki kokeelliset tiedot ovat olleet hyvin sopusoinnussa sen yleisen oletuksen kanssa, että informaatio luetaan emästripletteinä, alkaen geenin yhdestä päästä. Saisimme kuitenkin samat tulokset, jos tiedot luettaisiin neljän tai jopa useamman emäksen ryhmissä" tai "...ryhmissä, jotka sisältävät kolmen emäksen kerrannaisen". Tämä ehdotus on melkein unohdettu tai sitä ei ymmärretä, mutta tässä voidaan nähdä epäilys siitä, onko koodi välttämättä kolmoiskappale. Ja yhtä tärkeää on, että DNA- ja RNA-tekstien tuleva ymmärtäminen semanttisina fraktaalimuodostelmina, jotka ovat sukua luonnollisille kielille, ennustetaan, mikä näkyy tutkimuksessamme."

DNA-koodijärjestelmän neljällä eri emäksellä lukuryhmissä voi olla vain 3 tai 4 emästä kussakin. 4 emästä parilukemassa antaa vain 16 mahdollista yhdistelmää. Puutteita. Mutta kuinka monta: 3 tai 4 kantaa lukuryhmässä, on mahdotonta määrittää matemaattisesti. Koska tavalla tai toisella, kaikkia mahdollisia yhdistelmiä käytetään. Tai 64 tripletille tai 256 tetrapletille.

Kun koodinlukuvyöhyke kasvaa "ryhmillä, jotka sisältävät kolmen emäksen kerrannaisen", mahdollisten koodiyhdistelmien määrä kasvaa loputtomasti. Mitä se vain antaa meille? Jos keskityt aminohappojen koodaamiseen, niin... ei mitään. Ja biologien kaksoislähestymistavan kanssa tämä ei yleensä ole millään tavalla yhteensopivaa.

Mutta mikä tärkeintä, tässä lainauksessa ensimmäistä kertaa, vaikkakin implisiittisesti, ilmestyi "lukuvyöhyke" informaatiota, joka ei vastaa kolmosia. Tripletti on yksi asia ja lukualue on toinen. Ja toinen ei välttämättä vastaa toista. Erittäin tärkeä huomautus.

Itse asiassa "keinuva" teoria ehdottaa, että vain kaksi ensimmäistä emästä pidetään kodonin lukuvyöhykkeenä. Nuo. tässä tapauksessa ehdotetaan tunnistamista, että lukualue on pienempi kuin koodausalue.

Harkitse nyt käänteistä lähestymistapaa:

"Jotkut mRNA:t sisältävät signaaleja lukukehyksen muuttamiseksi. Jotkut mRNA:t sisältävät lopetuskodoneja translatoidulla alueella, mutta nämä kodonit ohitetaan onnistuneesti muuttamalla lukukehystä ennen niitä tai suoraan niiden päällä. Kehys voi siirtyä -1, +1 ja +2. MRNA:ssa on erityisiä signaaleja, jotka muuttavat lukukehystä. Siten translaatiokehyssiirtymä -1:llä retroviruksen RNA:ssa tapahtuu spesifisessä heptanukleotidisekvenssissä ennen hiusneularakennetta mRNA:ssa (kuvio 5c). Kehyssiirtymä +1:llä bakteerin lopetustekijän RF-2 mRNA:ssa, siirtokohdan nukleotidisekvenssissä (kodoni UGA), myöhemmässä kodonissa ja niitä edeltävässä sekvenssissä, joka on komplementaarinen ribosomaalisen RNA:n 3'-terminaalisen sekvenssin kanssa ( Shine-Dalgarno-sekvenssin analogit) ovat tärkeitä (Kuva 5, d)".

Lainausta on jo lainattu aiemmin, mutta katsotaanpa nyt sen sisältöä tarkemmin. Mitä tarkoitetaan termillä "lukukehys"? Tämä on käsite tietotekniikan muinaisista ajoista, jolloin rei'itetyltä nauhalta tai rei'itetystä kortista tiedon lukualue rajattiin läpinäkymättömään kehykseen virheriskin vähentämiseksi luettaessa tietoa valovirralla valoilmaisimeen läpi. reiät kortissa tai teippissä, rei'itetty oikeisiin paikkoihin merkitsevät viivoja. Lukemisen periaate on kauan poissa, mutta termi pysyy. Koska lukukehyksen käsite on selvä kaikille biologeille, se tarkoittaa ilmeisesti vain yhden emäksen lukuvyöhykettä tripletistä. Ja "lukemalla kehyssiirtoa" on ymmärrettävä, että kohdassa +1 luetaan tripletin viimeistä elementtiä seuraava kanta ja -1, että kanta luetaan ennen saman tripletin ensimmäistä elementtiä. Mikä emäspari pysyy lukutripletin kantana? Tätä ei ole määritelty...

Mutta näyttää siltä, ​​​​että kaikki eivät ymmärrä lukukehystä, kuten tässä tapauksessa. Jos lukukehyksen käsite ymmärretään kehykseksi, joka rajoittaa 3 kantaa, niin +2 siirtymällä luettavasta tripletistä jää jäljelle 1 elementti ja kaksi viereisestä.

Joten millaisesta lukukehyksestä me puhumme? No joo, okei, jääköön epäselvyys toistaiseksi...

Mutta joka tapauksessa nämä kehyksen jo lukemat emäkset luetaan uudelleen, kun kehys palaa paikoilleen ja ribosomi siirtyy lukemaan seuraavaa triplettiä ... mutta entä koodin päällekkäisyys?

Tässä tapauksessa biologien mekaaninen lähestymistapa triplettien lukuasemien muutosten arvioimiseen ei ota huomioon heidän puhumansa todellista kokoa. Terminologia on selvästi harhaanjohtava. Ei ole selvää, kuinka he itse tämän ymmärtävät. Ilmeisesti mikään "kehys" ei liiku missään...

Vaadittujen paikkojen valinta lukuvyöhykkeellä liikkuu. Ja jos lasketaan yhteen luetun kodonin pituuteen yllä annetut lukemisen ”kehyksen” maksimisiirrot, saadaan: 2 + 3 + 2 = 7. Siten ribosomin lukuvyöhykkeen kokonaisleveys on jo 7 emästä. Ribosomi valitsee tripletin 7 mahdollisesta emäksestä. Miten? Se on toinen kysymys...

Mutta jokin muu on meille tärkeämpää. Nyt on mahdollista realistisesti arvioida, että RNA:sta tuleva tiedon lukuvyöhyke voi olla suurempi kuin tripletti ja olla 7 tai enemmän emästä, kun taas vain kolme emästä on kiinnitetty tarpeellisiksi lukupaikoiksi. Mitkä ovat muut asemat? Ehkä sama "konteksti", joka muuttaa tripletin lukuvaihtoehtoja. Homoneminen P.P. Garyaevin terminologian mukaan.

Tämä on tietysti vain yksi monista erityistapauksista monenvälisen kontekstin käsitteen ymmärtämiseksi. Mutta ... sen avulla voit ainakin ymmärtää jotain turvautumatta korkeampiin filosofisiin yleistyksiin. Hyvin todellisella mekanistisen ymmärryksen tasolla.

Solutekstien aakkosista.

Kysymys on kieltämättä mielenkiintoinen...

Biologit ovat omaksuneet DNA:n perusteiden ymmärtämisen jonkinlaisen soluaakkoston kirjaimina. Tästä syystä semanttisen kontekstin käsitteen ilmaantuminen triplettikoodauksen arvioinnissa ja solun merkityksellisen lähestymistavan etsiminen tähän koodaukseen ja asteittainen siirtyminen korkeampaan mieleen, joka kirjoitti tämän elämänkirjan...

Vasta nyt, kun tämän aakkosten kirjaimet on merkitty tarkasti, erimielisyyksiä syntyy koko ajan. Mitä ottaa kirjeille? Emäkset (A, T, C, G), niistä koostuvat kodonit vai aminohapot translaation aikana saadun proteiinin koostumuksessa?

Emäksiä - 4, aminohappoja - 20, kodoneja - 64, mitä pitäisi ottaa perustana?

Kaikki puhuvat DNA-, RNA- ja proteiinimolekyylien kielellisen arvioinnin tarpeesta riippumatta soluaakkosten kirjainten ymmärtämisestä. Jotta DNA-informaatiota voitaisiin lähestyä semanttisena tekstinä, joka ymmärtää kirjallisuuden arviointiin soveltuvan kontekstin, biologien on ymmärrettävä näin. Siten oletetaan, että tutkittavalla kielellä on kaikki kehittyneen kirjallisen kielen ominaisuudet ja sen monimerkityksisen informatiivisuuden arvioimiseksi tarvitaan asianmukainen lähestymistapa.

Täydellisesti. Ja silti, missä ovat kirjaimet? Miten tämä kirjallinen teksti on kirjoitettu, ja se vaatii niin tarkkaa kielitieteilijöiden huomiota? Toistaiseksi saman mekanistisen lähestymistavan puitteissa ...

Emäkset vai nukleotidit? Näyttää ei. Useimmat biologit ovat tästä samaa mieltä. Kirjallisen tekstin luomiseen ei riitä 4 perustetta. Lisäksi sekvenssin jatkuvuuden läsnä ollessa koko DNA:ssa.

Kodonin, tämän aakkoston kirjaimen, kanssa syntyy välittömästi ongelmia. Missä se on, tämä kodoni, DNA:ssa ja RNA:ssa, kuinka se löytää? Tämän voi tehdä vain ribosomi ja sitten vain suoran kosketuksen kautta. Ja millaisia ​​yhdistelmäkirjaimia nämä ovat, kolmosista? Vaikea ymmärtää. Tästä huolimatta kodonien, solujen aakkosten kirjaimien, ymmärtämisellä on tarpeeksi kannattajia.

Otetaanko aminohapot aakkosten kirjaimille? Kyllä, useimmat ovat tästä samaa mieltä. Mutta sitten proteiinista tulee elämän kirja, ei DNA. Proteiinissa on semanttinen konteksti, mutta DNA:ssa, käy ilmi, se ei ehkä ole sitä? Tai se tulee olemaan, mutta erilainen, erilainen kuin proteiini ...

Ja siksi on olemassa vaatimus arvioida sekä DNA:ta että proteiinia semanttisen kontekstin näkökulmasta, mutta ei ole selvyyttä siitä, mitä ja miten pitäisi arvioida.

Tässä tilanteessa P.P. Garyaev ehdotti, myös kielellisesti, arvioimaan DNA:n ja proteiinin sijasta niiden holografisia tilavuusmuotokuvia. Erittäin vahva asema, minun on myönnettävä. Ja erittäin tuottava...

Mutta solun aakkosilla, mekanistisella, jo tutulla lähestymistavalla, se on täysin käsittämätöntä. Onko hän vai ei ollenkaan, ja onko tämä käsite vain allegoria?

Biologit eivät anna selvennyksiä. Mutta jatkakaa sitkeästi tämän käsitteen soveltamista. Jokainen - hänen ymmärryksensä mukaan...

Tietoja alkuperäisestä koodausjärjestelmästä.

Kyse on alkuperäisestä, joka oli kenties solun jakautumisvaiheessa prokaryootiksi ja eukaryootiksi. Nyt se on piilotettu lukuisten päällekkäisyyksien ja poikkeamien vuoksi molemmista. Miljoonia vuosia evoluutiota ei ole kulunut jälkiä jättämättä.

Mutta silti…

DNA ei aina ollut informaatiovarasto; aikaisemmin tämä rooli saattoi olla RNA:lla. Hän korvasi proteiinin kokonaan jossain vaiheessa. Lukuisat tutkimukset puhuvat tästä. Ja DNA:n ja RNA:n emäkset eivät aina olleet 4, mutta emme puhu siitä nyt ...

Mutta jossain kehitysvaiheessa ilmestyi tiedon koodausjärjestelmä, joka tuolloin täytti täysin kaikki tieto- ja loogisen rakenteen vaatimukset soluprosessien ohjaamiseksi.

Sama klassikko, johon kaikki viittaavat ja alkavat heti kumota ...

Tietojoukko - DNA, RNA. Sekvenssi, joka koostuu 4 nukleotidin yhdistelmästä: A,T(U),C,G.

Tiedonlukuvaihe on 1 nukleotidi.

Tietojen lukumenetelmä on peräkkäinen.

Yksittäisen lukeman tilavuus on kolmio.

Mikään looginen järjestelmä ei voi laskea. Mutta tässä hän osaa laskea yhteen. Tämä on jo pidemmällä - paljon. Ja erottaa eri yksiköt kahdessa vierekkäisessä parissa - myös. Ja jos symmetria-akseli on todellinen, niin se pystyy täysin määrittämään vierekkäisten paikkojen loogiset tilat suhteessa tällaiseen akseliin. Mutta ilmeisesti oli erittäin vaikeaa lisätä lukuvyöhykettä edelleen ilman laskentaa siinä vaiheessa.

Ja siksi siinä vaiheessa - tripletti on suurin mahdollinen järjestelmätietoyksikön muoto. Purkaus symmetria-akselilla, purkaus oikealla ja purkaus vasemmalla.

Kolme eri laskentayksikköä... jopa askellukemista varten... se on paljon.

DNA- ja RNA-informaation koodausjärjestelmä käyttää 4 mahdollista loogista tilaa, triplettiluku. Solun monimutkaisuus on äärimmäistä.

Kuinka todistaa triplettikoodi? Olen näyttänyt tämän yhä uudelleen ja uudelleen. Kirjoitetaan uudestaan: emäksiä - 4, aminohappoja - 20, kodoneja tai triplettejä - 64.

Matematiikka on yksinkertaista: 64/3 = 21

Tällainen määrä ei-päällekkäisiä triplettejä voidaan saada kiinnitysvaiheella yhden alustan läpi. Siinä on 20 aminohappotriplettiä ja yksi STOP-kodoni.

Toisaalta: 4 3 \u003d 64, nämä ovat samat 21x3 \u003d 63, nämä ovat 60 yhdistelmää triplettejä, 3 lopetuskodonia ja aloituskodonia, joka sulkee variaatiojoukon. Se on vain matematiikkaa, mutta... se osoittaa, että alun perin kolme emästä peräkkäin itse asiassa luettiin - kodoni 1 emäksen askeleella. Tämä määritti käytettyjen aminohappojen määrän - 20. Siten kuitenkin - tripletti.

Tässä tapauksessa aminohappokoodin rappeutuminen tripletissä on ymmärrettävää. Se syntyi koodien päällekkäisyydestä.

Ymmärrämme kodonien rappeutumisen syntymisen väärin. Tämä ei ole järjestelmän tiedon koodauskyvyn laajennus, vaan "sen menneisyyden virheitä". Tämä on kaiku alkuperäisestä koodausjärjestelmästä…

Tietoja aiheesta:

«С.153: «... yksi aminohappo on salattu useilla kodoneilla. Tällaista koodia kutsutaan rappeutuneeksi... tällainen rappeutuminen ei osoita mitään epävarmuutta proteiinimolekyylin rakentamisessa... se tarkoittaa vain sitä, että tietty aminohappo voidaan ohjata avun avulla oikeaan paikkaan proteiiniketjussa useista koodisanoista.

Tietysti yksi koodaava tripletti riittää koodaamaan minkä tahansa aminohapon DNA-emäksissä. Varsinkin ei-päällekkäisillä koodauksilla. Toista yksi kodoni niin monta kertaa kuin haluat ja saat niin monta molekyyliä haluttua aminohappoa proteiiniin. Helppoa, yksinkertaista, ymmärrettävää ja energiankulutus on minimaalinen.

Triplettikoodin rappeutuminen on pakotettu mitta, joka liittyy suoraan koodin alkuperäiseen lukutapaan. Näin tapahtui evoluution aikana.

Koodin rappeutumisen mekanismi näyttää tältä:

Kun askeleella luetaan 1 emäksen tripletit, vain yksi merkki tripletistä muuttuu jokaisessa vaiheessa ja kaksi tripletin merkkiä pysyy vakiona. Vaihtaa vain synkronisesti paikkojaan. Kahdessa vaiheessa vain yhden tripletin merkin tiedot pysyvät muuttumattomina, mutta se kulkee peräkkäin kaikkien näyttöpaikkojen läpi.

Miksi me tarvitsemme tätä?

Kolmella koodausmerkillä toistetaan 2 merkkiä jokaisessa vaiheessa. Ja vain yksi muuttuu. Seuraavassa vaiheessa myös toinen merkki muuttuu. Ja yksi merkki pysyy muuttumattomana kuljetulla polulla. Täydellinen merkkien muutos tulee vasta kolmannen vaiheen jälkeen. Vain nyt uudella kolmoisyhdistelmällä ei ole vaikutusta aikaisempiin yhdistelmiin.

Triplettiaskeleella jokainen muodostelman uusi tripletti ei riipu edellisestä, mutta ... sellainen askel sellaiselle lukujärjestelmälle oli silloin mahdotonta.

Ja muodostuneet DNA-kolmokset osoittautuivat riippuvaisiksi toisistaan ​​lukemisen aikana.

Tällainen yhden tripletin tasainen virtaus toiseen johtaa kykyyn käyttää nopeasti kaikkia tripletin permutaatioita. Tripletin kaikkien 64 muunnelman mahdollista käyttöä varten tarvitaan 64 * 3 = 192 yksittäistä DNA-tripletin lukuvaihetta. Ja päinvastoin, 64:stä lukuvaiheesta mahdolliset yhdistelmät, joissa on kaikkien kodonien peräkkäinen vaihelukeminen, ensimmäisestä 64.:een, tulee 42 toistoa, ja ainutlaatuisia yhdistelmiä ei ole enempää kuin 1/3 = 21. Ja vielä 1/3...

Tässä on vastaus, miksi aminohappoja on vain 20. Voisi olla enemmänkin, mutta tiedon koodaus- ja lukujärjestelmä ei salli.

Joten solu alkoi käyttää lisäkoodeja käytettävissä olevista 42 toistosta. Muuten hän ei voinut, koska käännöksessä ei saa olla välilyöntejä. Siellä on koodi - mikä tahansa, ja ribosomin on suoritettava käännöstoiminto. Siirtymämuunnelmat yhdestä riippumattomasta triplettikoodista toiseen alkoivat nopeasti viedä samat 20 aminohappoa, mutta käyttötiheydestä riippuen. Yhdelle -6 koodia, ja toiselle ja yksi riittää. Rekisteröimme tämän koodin rappeutumiseksi.

On selvää, että riippuvien kodonien käytön olisi pitänyt laajentaa kuljetus-tRNA:iden perustaa. Ja niin se tapahtui. Täysimittaisessa järjestelmässä mRNA-kodonien lukumäärän on vastattava antikodonien lukumäärää tRNA:ta kohti. Joten suuri määrä tRNA:ita osoittaa vain, että järjestelmä on alun perin muodostettu tällä tavalla.

Kuten näemme, alkuperäinen tai alkuperäinen koodausjärjestelmä 4 nukleotidin ilmestymisvaiheessa DNA:ssa on selvästi näkyvissä. Myöhäisten evoluutioprosessien lisäkerrostumat ovat jo menneet. Ja tänään meillä on... mitä meillä on.

Aminohappojen alkuperäiset emäksiset koodit.

Toisaalta, jos seuraat tätä polkua, voit valita 64 mahdollisesta yhdistelmästä noin 21 yhdistelmää ja käyttää niitä tärkeimpinä. Mutta mitä?

Kuinka solu voisi valita? Yksinkertaisin vastaus on tripletin maksimisymmetrian mukaan.

Sovelletaan symmetriaperiaatetta oikeiden yhdistelmien etsimisessä ja tarkistetaan kuinka oikein ymmärrämme aminohappojen luonnollisen koodauksen DNA:ssa. Tätä varten keräämme kaikki symmetristen koodien variantit taulukkoon 2. Erinomainen tulos ..., 15 mahdollisesta 16 aminohaposta sai symmetriset koodit.

Mutta vielä on 5 aminohappoa ja STOP.

Ilmeisesti luonto kulki samalla tavalla, ... ja kompastui samaan paikkaan. Kaikki symmetriset vaihtoehdot on käytetty, järjestelmän laajentamiselle ei ole marginaalia, eikä koodeja ole tarpeeksi. Mikä oli seuraava vaihtoehto, jota hän käytti jatkaakseen koodien etsimistä?

Nyt toistoja ja yksi lisäelementti...

On. CAA, AAC, UGG, ja tässä se on pääpysäytyskodoni - UAA.

Vain kaksi kodonia jäljellä löytää...

GAC ja AUG. Jälkimmäisestä tuli aloituskodoni...

Ja DNA:ssa ja RNA:ssa käytettyjen perusyhdistelmien kokonaismäärästä tuli 21. Taulukko 2 heijastaa pääkoodimerkintöjen hakupolkua.

Mutta myös tässä kehityksen evoluutiologiikka näyttää mielenkiintoisen esimerkin. Vain täydellisiä symmetriaa käytettiin loppuun asti ja välittömästi. Muita vaihtoehtoja ei käytetty heti eikä kokonaan. Esimerkiksi aminohapolle Gly käytetään pääkodonia GGG, ja sitten lisätään GGU, käyttämättömästä varasta ...

Luodut koodausreservit toimivat viimeiseen asti. Nykyään kaikki reservit on käytetty pitkään ja on tullut aika yhdistää toimintoja mahdollisuuksien mukaan. Esimerkiksi aloituskodonille. Uusia tapoja laajentaa triplettikoodauksen mahdollisuuksia alettiin etsiä. aminohapot RNA:ssa. Jotain tällaista, ehkäpä pääkoodien valinta. Symmetrialla ja yksinkertaisilla permutaatioilla...

taulukko 2

Toiminnan logiikka on selvä. Ehkä teimme virheen toimintosarjassa, mutta tämä ei ole vielä niin tärkeää. Tietenkin nämä ovat vain minun muunnelmiani aiheesta, ammattilaiset tietävät varmaan paremmin tavalla tai toisella, kaikki oli todellisuudessa, mutta silti ... se osoittautui mielenkiintoiseksi.

Älä tee loppuja yhteen...

Outoa...symmetrisiä koodeja voidaan käyttää vain triplettilukujen kanssa, ei päällekkäisyyksiä. Tämä kohta saa meidät katsomaan uudelleen yllä olevaa matematiikkaa saadaksemme 20 aminohappoa käytettäväksi triplettikoodauksessa. On selvää, että yksi ei vastaa toista.

Matematiikka osoittaa objektiivisen todellisuuden ribosomin elementti kerrallaan liikkeestä RNA:ta pitkin. Mutta niin laaja symmetrioiden käyttö aminohappojen koodauksessa ei myöskään voi olla sattumaa, ja se viittaa itsenäisen lukemisen tripleteihin.

On mahdollista, että RNA-tietojen lukeminen elementtikohtaisesti oli olemassa ennen triplettikoodausta ja jonkin aikaa triplettien ilmestymisen kanssa. Se määritti käytettyjen aminohappojen määrän.

Mutta jossain vaiheessa kehitystä tapahtui. Koodausjärjestelmä on uusittu kokonaan. Triplettiriippumaton luku teki tarpeelliseksi koodata käytetyt aminohapot uudelleen symmetriamerkkien mukaisesti. Mutta evoluutio ei osaa hylätä vanhoja vaihtoehtoja ...

Lisäkoodeja on jo olemassa, meidän piti jakaa ne uudelleen aminohappoittain niiden käyttötiheyden mukaan.

Ja paradoksaalinen kuva syntyi. Lukeminen näyttää olevan ei-päällekkäistä, ja yksi kodoni riittää koodaamaan aminohappoa, ja kaikki 64 varianttia käytettiin. Koodauksen mahdollinen redundanssi kattaa koodien degeneroitumisen. Arvioitu reservi on, mutta itse asiassa - ei. Kuinka se tapahtui, olemme jo nähneet.

Todennäköisesti soluribosomien nopeasta kehityksestä tuli tekijä järjestelmän tarkistamisessa. Viime kädessä ne määrittävät koko koodausjärjestelmän ja sen käytön soluorganismissa.

Voidaan olettaa, että ribosomin tiedonlukuvyöhyke on pitkään ylittänyt kolme merkkiä ja ylittänyt nämä rajat. Nyt on mahdollista valita ja muistaa halutun kodonin tiedot suuren tiedon lukuvyöhykkeen sisällä. Tämä mahdollisti ribosomin jättämisen alkuainekohtaisesti, mutta myös mahdollisuus triplettilukemiseen itsenäisessä tilassa toteutettiin. Ribosomilla on jossain työmuisti.

Kuten näemme, ribosomin tiedonlukuvyöhyke on saavuttanut 7 nukleotidin jopa prokaryooteissa. Ja tämä ei ole raja. Jos lähtökohtana on, että ribosomeilla on kaksi translaatio- tai tiedonlukukeskusta, niin niiden yhteenlaskettu tiedonlukuvyöhyke yhden ribosomin kohdalla on saavuttanut jo 14 nukleotidia. Jotkut koodin osat otetaan kolmoisiksi, ja loput ovat kontekstia ...

Ja nyt…

Ja nyt kaikki on täysin sekaisin. Biologien mukaan pisteet ovat kolmosia, vaikka kukaan ei selitä, kuinka tämä tapahtuu. Lähin konteksti jätetään huomiotta. RNA-koodisekvenssin ja siitä peräisin olevan proteiinin vertailu on erittäin vaikea tehtävä, ja on ilmeisesti mahdotonta ymmärtää selkeästi, miten järjestelmä on muuttunut ja mitä translaatiossa otetaan huomioon.

Lisäksi biologit eivät keskity systematisointiin, vaan poikkeamien löytämiseen järjestelmästä, mikä lisää jo ennestään valtavaa faktavalikoimaa ja luo itselleen hämmentävän palapelin. Hämmennystä täydentää prokaryoottien ja eukaryoottien kolmosten lukumekanismien erilaisten poikkeamien täydellinen sekoittuminen yhdeksi suureksi ristisanatehtäväksi... missä he itsekin näyttävät hämmentyneen.

Miksi? Heillä on muita tehtäviä. He työskentelevät biologisten esineiden kanssa, kuten heidän tieteensä on tapana. Siksi RNA-koodauskysymyksiä koskevat päätelmät heijastuvat "swingin" teoriassa, eivät tiedon lukemisen ja koodausteorian periaatejärjestelmässä. Ne voidaan ymmärtää, mutta ulospääsy on löydettävä ...

Biologien itsensä ehdottama teknokraattinen lähestymistapa DNA-koodauksen ymmärtämisen ongelmaan ei ole vielä käyttänyt mahdollisuuksiaan loppuun. Itse asiassa toistaiseksi sitä ei ole juuri käytetty. Käytettiin vain terminologiaa, ei lähestymistapaa.

Ehkä on tullut aika soveltaa DNA-sekvenssien koneanalyysiä ottaen huomioon laajennettu tiedonlukuvyöhyke suhteessa koodaavaan kolmioon. Sitten selviää lukutriplettiä lähimpänä olevan koodaavan kontekstin ja mahdollisesti myös ribosomin muistiin tallentamien proteiinin translaatioprosessin ohjelmointielementtien toimintamekanismi. Tällainen analyysi on erityisen tärkeä RNA:n ja DNA:n transloitumattomien alueiden tutkimiseksi. Koska on jo selvää, että nämä ovat koodausjärjestelmän ohjelmistoelementtejä. Kaikki prosessit riippuvat niistä, mukaan lukien proteiinin translaatio. Nimi "roskat" ei ilmeisesti muistuta niitä millään tavalla ...

Kyllä, ja DNA:han tallennetuissa strategisesti tärkeän tiedon ryhmissä ei voi olla "roskaa". Millään tietojärjestelmällä ei ole siihen varaa.

Tietotekniikan nykyinen kehitystaso mahdollistaa näiden ongelmien ratkaisemisen. Rakenna tiedonhallintajärjestelmä solukkorakenteeseen, selkeytä viestintäkanavia, perusta avainohjaimet ja signaalijärjestelmä. Silloin ainakin tämän ohjausjärjestelmän teknisen monimutkaisuuden taso on selvä. Toistaiseksi vain yksi asia on selvää, että ribosomilla on siinä keskeinen rooli, mutta kuinka teknisesti monimutkainen tämä universaali soluautomaatti on? Miltä solun muiden toimeenpanomekanismien tekninen monimutkaisuus näyttää taustaansa vasten?

En ole vielä löytänyt vastauksia...

Kirjallisuus:

1. Garyaev P.P. Tertyshny G.G. Leonova E.A. Mologin A.V. DNA:n aaltobiotietokonetoiminnot. http://nature.web.ru/db/msg.html?mid=1157645&s
2. Nikitin A.V., DNA-tietojen lukeminen ja käsittely // "Academy of Trinitarianism", M., El No. 77-6567, julkaisu 16147, 08.11.2010

Nikitin A.V., DNA-koodausjärjestelmän ymmärtämisen ongelmat // "Academy of Trinitarianism", M., El No. 77-6567, julkaisu 16181, 27.11.2010

Oravat- Nämä ovat heteropolymeerejä, jotka koostuvat 20 eri monomeerista - luonnollisista alfa-aminohapoista. Oravat ovat epäsäännöllisiä polymeerejä. Proteiinimolekyylin rakenteessa erotetaan useita rakenteellisen organisoinnin tasoja. Ensisijainen rakenne on sekvenssi aminohappotähteistä, jotka on liitetty peptidisidoksilla. toissijainen rakenne- tämä on yleensä kierteinen rakenne, jota pitävät monet vetysidokset, jotka syntyvät lähellä toisiaan olevien -C=O- ja -NH-ryhmien välillä. Tertiäärinen rakenne proteiinimolekyyli on spatiaalinen konfiguraatio, joka yleensä muistuttaa tiivistä palloa; sitä tukevat ioni-, vety- ja disulfidisidokset (S–S). Kvaternaarirakenne muodostuu useiden alayksiköiden - pallosten - vuorovaikutuksesta (esimerkiksi hemoglobiinimolekyyli koostuu neljästä tällaisesta alayksiköstä). Proteiinimolekyylin rakenteen menetystä kutsutaan denaturaatioksi; se voi johtua lämpötilasta, kuivumisesta, säteilystä jne. Tietoa aminohapposekvenssistä yhdessä polypeptidiketjussa sijaitsee DNA-osassa, joka kutsutaan geeniksi. DNA sisältää tietoa proteiinin primäärirakenteesta. DNA-koodi on sama kaikille organismeille. Jokainen aminohappo vastaa kolmea nukleotidia, jotka muodostavat tripletin tai kodonin. Tällainen koodaus on redundantti: triplettien yhdistelmää on mahdollista 64, kun taas aminohappoja on vain 20. On myös kontrollitriplettejä, jotka merkitsevät esimerkiksi geenin alkua ja loppua.

Proteiinin biosynteesi on reaktioketju, joka käyttää ATP:n energiaa. Entsyymit osallistuvat kaikkiin proteiinisynteesin reaktioihin. Proteiinin biosynteesi on matriisisynteesi.

Geneettinen koodi on järjestelmä tietojen tallentamiseksi proteiinien aminohapposekvenssistä käyttämällä DNA:n nukleotidisekvenssiä. Geneettisen koodin ominaisuudet.

1. Kolmiosaisuus Jokaista aminohappoa koodaa 3 nukleotidin sekvenssi.

2. Degeneraatio. Kaikkia aminohappoja, paitsi metioniinia ja tryptofaania, koodaa useampi kuin yksi tripletti. Yhteensä 61 triplettiä koodaa 20 aminohappoa.

3. Ainutlaatuisuus. Jokainen tripletti koodaa vain yhtä aminohappoa tai on translaation terminaattori.

4. Kompakti tai sisäisten välimerkkien puuttuminen. Geenin sisällä jokainen nukleotidi on osa merkittävää kodonia.

23. Geneettisen tiedon koodaamisen ja toteuttamisen periaate solussa, geneettisen koodin ominaisuudet, niiden biologinen merkitys. Tiedon toteuttamisen vaiheet, niiden ominaisuudet. Suoran ja käänteisen transkription käsite.

Geneettinen koodi- järjestelmä perinnöllisten tietojen tallentamiseksi, jonka jälkeen DNA:n nukleotidisekvenssi (joissakin RNA-viruksissa) määrittää aminohapposekvenssin proteiinimolekyyleissä. Koska toteutusprosessissa geneettinen informaatio kirjoitetaan uudelleen DNA:sta mRNA:ksi, mRNA:n geneettinen koodi luetaan ja kirjoitetaan käyttämällä RNA:n neljää typpipitoista emästä (A, B, G, C).

kodoni- mRNA:n kolmen vierekkäisen nukleotidin (tripletin) sekvenssi, joka koodaa spesifistä aminohappoa tai translaation alkua ja loppua.

Koska nukleotideja on neljää tyyppiä, geneettinen koodi koostuu 64 kodonista, joista 61 kodonia koodaa 20 aminohappoa. Kolme kodonia (UAG, UAA, UGA) - kodoni-kodonit-nonsense-kodonit, eivät koodaa yhtä aminohappoa eikä niille ole kuljetus-RNA:ita; ne toimivat signaaleina translaation loppuunsaattamiseksi (kodoni-kodoni-stop-kodonit, kodoniterminaattorit). AUG-kodoni määrittää translaation alun, ja sitä kutsutaan aloitus- tai aloituskodoniksi.

Geneettinen koodi: sen ominaisuudet ja käsite. Ensisijaisesti kaiken elämän monimuotoisuuden määrää soluissa erilaisia ​​biologisia toimintoja suorittavien proteiinimolekyylien monimuotoisuus. Proteiinien rakenteen määrää niiden peptidiketjujen aminohappojen sarja ja järjestys. Tämä peptidien aminohapposekvenssi on salattu DNA-molekyyleihin geneettisen koodin avulla. Luonnossa esiintyvistä proteiineista on löydetty noin 20 erilaista aminohappoa.

Geneettisen koodin ominaisuudet:

tripletti - yhtä aminohappoa koodaa yksi tripletti, joka sisältää kolme nukleotidia. Tällaista triplettiä kutsutaan kodoniksi.;

· "Degeneraatio" tai geneettisen koodin redundanssi, ts. samaa aminohappoa voivat koodata useat tripletit, koska tunnetaan 20 aminohappoa ja 64 kodonia

ei-päällekkäisiä, ts. DNA-molekyylissä kolmosten välillä ei ole erottelumerkkejä, ne on järjestetty lineaariseen järjestykseen peräkkäin, kolme vierekkäistä nukleotidia muodostavat yhden tripletin;

monipuolisuus, ts. kaikissa organismeissa, prokaryooteista ihmisiin, 20 aminohappoa koodaavat samat kolmoset, mikä on yksi todiste kaiken maapallon elämän alkuperän yhtenäisyydestä

Geneettisen tiedon toteutusvaiheet I.

Transkriptio- kaikentyyppisten RNA:iden synteesi DNA-matriisissa.

Transkriptio tai uudelleenkirjoittaminen ei tapahdu koko DNA-molekyylissä, vaan kohdassa, joka vastaa tietystä proteiinista (geenistä). Transkription vaadittavat ehdot:

a) DNA-osan purkaminen purkavien proteiinien-entsyymien avulla

b) rakennusmateriaalin saatavuus.

c) transkriptioentsyymit - RNA-polymeraasit I, II, III

d) energia ATP:n muodossa.

Transkriptio tapahtuu komplementaarisuuden periaatteen mukaisesti. Samanaikaisesti erityisten proteiinien-entsyymien avulla osa DNA:n kaksoiskierteestä purkautuu ja on malli mRNA:n synteesille. Sitten RNA-polymeraasientsyymi liikkuu DNA-ketjua pitkin yhdistäen nukleotidit toisiinsa komplementaarisuuden periaatteen mukaisesti kasvavaksi RNA-ketjuksi. Yksijuosteinen RNA erottuu sitten DNA:sta ja poistuu solun ytimestä II tumakalvon huokosten kautta.

Lähettää(käännös) tai proteiinien biosynteesi. Käännöksen ydin on typpipitoisten emästen nelikirjaimisen salauksen kääntäminen 20-kirjaimiseksi aminohappojen "sanakirjaksi". Translaatioprosessi koostuu mRNA:ssa koodatun geneettisen tiedon siirtämisestä proteiinin aminohapposekvenssiin. Proteiinisynteesi tapahtuu sytoplasmassa ribosomeissa ja koostuu useista vaiheista:

Valmisteluvaihe (aminohappojen aktivointi) koostuu kunkin aminohapon entsymaattisesta sitoutumisesta tRNA:hansa ja aminohappo-tRNA-kompleksin muodostamisesta. Itse asiassa proteiinisynteesi, joka sisältää kolme vaihetta:

a) aloitus- mRNA sitoutuu ribosomin pieneen alayksikköön

b) venymä- polypeptidiketjun pidentyminen. Prosessi suoritetaan 3-vaiheisessa ja koostuu mRNA-kodonin sitomisesta tRNA-antikodoniin komplementaarisuuden periaatteen mukaisesti ribosomin aktiivisessa keskustassa, sitten peptidisidoksen muodostamisessa kahden aminohappotähteen välille ja dipeptidin siirtämisestä. yksi askel eteenpäin ja vastaavasti siirtämällä ribosomia mRNA:ta pitkin yhden kodonin eteenpäin

c) irtisanominen- translaation loppuminen riippuu lopetuskodonien tai "pysäytyssignaalien" (UAA, UGA, UAG) ja proteiinientsyymien läsnäolosta - lopetustekijät mRNA:ssa

käänteinen transkriptio on kaksijuosteisen DNA:n muodostamisprosessi yksijuosteisen RNA:n sisältämien tietojen perusteella. Tätä prosessia kutsutaan käänteistranskriptioksi, koska geneettisen tiedon siirto tapahtuu "käänteiseen" suuntaan verrattuna transkriptioon.

Samanlaisia ​​tietoja.

Geneettinen tieto on koodattu DNA:han. Geneettisen koodin selvittivät M. Nirenberg ja H.G. Koraani, josta he saivat Nobel-palkinnon vuonna 1968.

Geneettinen koodi- järjestelmä nukleotidien järjestämiseksi nukleiinihappomolekyyleihin, joka ohjaa aminohapposekvenssiä polypeptidimolekyylissä.

Koodin peruspostulaatit:

1) Geneettinen koodi on tripletti. mRNA-triplettiä kutsutaan kodoniksi. Kodoni koodaa yhtä aminohappoa.

2) Geneettinen koodi on rappeutunut. Yhtä aminohappoa koodaa useampi kuin yksi kodoni (2-6). Poikkeuksia ovat metioniini ja tryptofaani (AUG, GUG). Yhden aminohapon kodoneissa kaksi ensimmäistä nukleotidia ovat useimmiten samat ja kolmas vaihtelee.

3) Kodonit eivät mene päällekkäin. Nukleotidisekvenssi luetaan yhteen suuntaan peräkkäin, tripletti tripletti.

4) Koodi on yksiselitteinen. Kodoni koodaa tiettyä aminohappoa.

5) AUG on aloituskodoni.

6) Geenin sisällä ei ole välimerkkejä - lopetuskodonit: UAG, UAA, UGA.

7) Geneettinen koodi on universaali, se on sama kaikille organismeille ja viruksille.

Perinnöllisyyden materiaalisen kantajan DNA:n rakenteen paljastaminen auttoi ratkaisemaan monia kysymyksiä: geenien lisääntyminen, mutaatioiden luonne, proteiinien biosynteesi jne.

Geneettisen koodin siirtomekanismi vaikutti molekyylibiologian, samoin kuin geenitekniikan, geeniterapian kehittämiseen.

DNA sijaitsee tumassa ja on osa kromatiinia, samoin kuin mitokondrioita, sentrosomeja, plastideja ja RNA:ta nukleoleissa, sytoplasmisessa matriisissa ja ribosomeissa.

Perinnöllisen tiedon kantaja solussa on DNA, ja RNA välittää ja toteuttaa geneettistä tietoa pro- ja eukaryooteissa. i-RNA:n avulla tapahtuu prosessi, jossa DNA-nukleotidien sekvenssi muunnetaan polypeptidiksi.

Joissakin organismeissa RNA voi olla DNA:n lisäksi perinnöllisen tiedon kantaja, esimerkiksi tupakan mosaiikkiviruksissa, poliomyeliitissä ja AIDSissa.

Nukleiinihappojen monomeerit ovat nukleotideja. On osoitettu, että jättimäinen kaksijuosteinen DNA-molekyyli eukaryoottikromosomeissa muodostuu neljän tyyppisistä nukleotideista: adenyyli, guanyyli, tymidyyli ja sytosyyli. Jokainen nukleotidi koostuu typpipitoisesta emäksestä (puriini G+A tai pyrimidiini C+T), deoksiriboosista ja fosforihappotähteestä.

Analysoimalla eri alkuperää olevaa DNA:ta Chargaff muotoili typpipitoisten emästen kvantitatiivisen suhteen säännönmukaisuudet - Chargaffin säännöt.

a) adeniinin määrä on yhtä suuri kuin tymiinin määrä (A=T);

b) guaniinin määrä on yhtä suuri kuin sytosiinin määrä (G=C);

c) puriinien määrä on yhtä suuri kuin pyrimidiinien määrä (G+A = C+T);

d) 6-aminoryhmiä sisältävien emästen lukumäärä on yhtä suuri kuin 6-ketoryhmiä sisältävien emästen lukumäärä (A + C = G + T).

Samanaikaisesti emästen A + TG + C suhde on tiukasti lajikohtainen kerroin (ihmisille - 0,66; hiirelle - 0,81; bakteerille - 0,41).

Vuonna 1953 biologi J. Watson ja fyysikko F. Creek ehdotti DNA:n spatiaalista molekyylimallia.

Mallin pääpostulaatit ovat seuraavat:

1. Jokainen DNA-molekyyli koostuu kahdesta pitkästäusta, jotka muodostavat kaksoiskierteen, joka on kiertynyt keskusakselin ympäri (oikeakätinen - B-muoto, vasenkätinen - Z-muoto, löysi A. Rich 70-luvun lopulla).

2. Jokainen nukleosidi (pentoosi + typpipitoinen emäs) sijaitsee tasossa, joka on kohtisuorassa heliksin akseliin nähden.

3. Kaksi polynukleotidiketjua pidetään yhdessä vetysidoksilla, jotka muodostuvat typpipitoisten emästen väliin.

4. Typpipitoisten emästen pariutuminen on tiukasti spesifistä, puriiniemäkset yhdistyvät vain pyrimidiinien kanssa: A-T, G-C.

5. Yhden ketjun emässekvenssi voi vaihdella huomattavasti, mutta toisen ketjun typpipitoisten emästen on oltava niitä tiukasti komplementaarisia.

Polynukleotidiketjut muodostuvat kovalenttisista sidoksista viereisten nukleotidien välillä fosforihappotähteen kautta, joka yhdistää sokerin viidennessä asemassa olevan hiilen viereisen nukleotidin kolmanteen hiileen. Ketjuilla on suunta: ketjun alku on 3 "OH - deoksiriboosin hiilen kolmannessa asemassa OH-hydroksyyliryhmä on kiinnittynyt, ketjun pää on 5" F, fosforihappotähde on kiinnittynyt deoksiriboosin viides hiili.

DNA:n autosynteettinen tehtävä on replikaatio - autoreproduktio. Replikointi perustuu puolikonservatiivisuuden, antiparallelismin, komplementaarisuuden ja epäjatkuvuuden periaatteisiin. DNA:n perinnöllinen informaatio toteutuu replikaation tuloksena matriisisynteesin tyypin mukaan. Se etenee vaiheittain: sitominen, aloitus, venyminen, lopetus. Prosessi rajoittuu välivaiheen S-jaksoon. DNA-polymeraasientsyymi käyttää yksijuosteista DNA:ta templaattina ja 4 nukleotidin läsnä ollessa aluke (RNA) rakentaa toisen DNA-juosteen.

DNA-synteesi suoritetaan komplementaarisuuden periaatteen mukaisesti. DNA-ketjun nukleotidien väliin muodostuu fosfodiesterisidoksia johtuen aivan viimeisen nukleotidin 3 "OH-ryhmän yhteyksistä seuraavan ketjuun lisättävän nukleotidin 5" -fosfaatin kanssa.

DNA:n replikaatiota on kolme päätyyppiä: konservatiivinen, puolikonservatiivinen ja hajautunut.

Konservatiivinen- alkuperäisen kaksijuosteisen molekyylin eheyden säilyttäminen ja kaksijuosteisen tytärmolekyylin synteesi. Puolet tytärmolekyyleistä on rakennettu kokonaan uudesta materiaalista ja puolet vanhasta emomateriaalista.

puolikonservatiivinen - DNA:n synteesi alkaa entsyymin helikaasin kiinnittymisestä replikaation aloituskohtaan, joka purkaa DNA-osia. Jokaiseen juosteeseen on kiinnitetty proteiinia sitova DNA (DBP), joka estää niitä liittymästä. Replikoinnin yksikkö on replikoni - tämä on lapsiketjujen synteesin alkupisteen kahden pisteen välinen alue. Entsyymien vuorovaikutusta replikaation aloituskohdan kanssa kutsutaan aloitukseksi. Tämä piste liikkuu ketjua pitkin (3 "OH>5" F) ja muodostuu replikointihaarukka.

Uuden ketjun synteesi on epäjatkuvaa ja muodostuu 700-800-2000 nukleotiditähdettä pitkiä fragmentteja. Replikoinnille on aloitus- ja loppupiste. Replikoni liikkuu DNA-molekyyliä pitkin ja sen uudet osat purkautuvat. Jokainen emoketju on lapselle matriisi, joka syntetisoidaan komplementaarisuuden periaatteen mukaisesti. Nukleotidien peräkkäisten kytkentöjen seurauksena DNA-ketju pidentyy (elongaatiovaihe) DNA-ligaasin avulla. Kun molekyylin haluttu pituus saavutetaan, synteesi pysähtyy - lopetus. Eukaryooteilla on tuhansia replikaatiohaarukoita kerralla. Prokaryooteissa aloitus tapahtuu yhdessä DNA-renkaan pisteessä, kun taas kaksi replikaatiohaarukkaa liikkuu kahteen suuntaan. Kohdassa, jossa ne kohtaavat, kaksijuosteiset DNA-molekyylit erotetaan.

Hajallaan - DNA:n hajoaminen nukleotidifragmenteiksi, uusi kaksijuosteinen DNA koostuu spontaanisti rekrytoiduista uusista ja vanhempien fragmenteista.

Eukaryoottinen DNA on rakenteellisesti samanlainen kuin prokaryoottinen DNA. Erot liittyvät: DNA:n määrään geenien mukaan, DNA-molekyylin pituuteen, nukleotidisekvenssien vuorottelujärjestykseen, pinoamisen muotoon (eukaryooteissa - lineaarinen, prokaryooteissa - pyöreä).

Eukaryooteille on ominaista DNA:n redundanssi: sen koodaamiseen osallistuvan DNA:n määrä on vain 2 %. Osaa ylimääräisestä DNA:sta edustavat samat nukleotidisarjat, jotka toistetaan monta kertaa (toistot). On toistuvasti ja kohtalaisesti toistuvia jaksoja. Ne muodostavat konstitutiivisen heterokromatiinin (rakenne). Se on upotettu ainutlaatuisten sekvenssien väliin. Ylimääräisillä geeneillä on 104 kopiota.

Metafaasikromosomi (spiralisoitu kromatiini) koostuu kahdesta kromatidista. Muodon määrää ensisijaisen supistuksen - sentromeerin - läsnäolo. Se jakaa kromosomin 2 haaraan.

Sentromeerin sijainti määrittää kromosomien päämuodot:

metasentrinen,

submetakeskinen,

akrosentrinen,

Telosentrinen.

Kromosomien spiralisoitumisaste ei ole sama. Heikosti spiralisoituneita kromosomien alueita kutsutaan eukromaattinen. Tämä on korkean metabolisen aktiivisuuden vyöhyke, jossa DNA koostuu ainutlaatuisista sekvensseistä. Vyöhyke, jossa voimakas spiralisointi - heterokromaattinen transkriptioon kykenevä alue. Erottaa konstitutiivinen heterokromatiini-geneettinen inertti, ei sisällä geenejä, ei siirry eukromatiiniin, samoin kuin valinnainen, joka voidaan muuttaa aktiiviseksi eukromatiiniksi. Kromosomien distaalisten osien päitä kutsutaan telomeereiksi.

Kromosomit jaetaan autosomeihin (somaattiset solut) ja heterokromosomeihin (sukupuolisolut).

Levitskyn (1924) ehdotuksesta solun somaattisten kromosomien diploidinen joukko ns. karyotyyppi. Sille on ominaista kromosomien lukumäärä, muoto ja koko. Karyotyypin kromosomien kuvaamiseksi S.G.:n ehdotuksen mukaisesti. Navashina ne on järjestetty muotoon idiogrammit - systemaattinen karyotyyppi. Vuonna 1960 ehdotettiin Denverin kansainvälistä kromosomiluokitusta, jossa kromosomit luokitellaan sentromeerin koon ja sijainnin mukaan. Ihmisen somaattisen solun karyotyypissä erotetaan 22 paria autosomeja ja pari sukupuolikromosomeja. Somaattisten solujen kromosomijoukkoa kutsutaan diploidi, ja sukupuolisoluissa - haploidi (onko hän yhtä suuri kuin puolet autosomien joukosta). Ihmisen karyotyypin idiogrammissa kromosomit on jaettu 7 ryhmään niiden koosta ja muodosta riippuen.

1 - 1-3 isoa metasentristä.

2 - 4-5 suurta submetakeskistä.

3 - 6-12 ja X-kromosomiväliaine metakeskinen.

4 - 13-15 keskikokoinen akrokeskinen.

5 - 16-18 suhteellisen pieni meta-submetakeskinen.

6 - 19-20 pieni metasentrinen.

7 - 21-22 ja Y-kromosomi ovat pienin akrosentrinen.

Mukaan Pariisin luokitus kromosomit jaetaan ryhmiin niiden koon ja muodon sekä lineaarisen erilaistumisen mukaan.

Kromosomeilla on seuraavat ominaisuudet (kromosomien säännöt):

1. Yksilöllisyys - erot ei-homologisten kromosomien välillä.

2. Pariliitokset.

3. Luvun pysyvyys - jokaiselle lajille ominaista.

4. Jatkuvuus - kyky lisääntyä.

07.04.2015 13.10.2015

Nanoteknologioiden ja innovaatioiden aikakaudella kaikilla ihmiselämän aloilla on välttämätöntä tietää paljon itseluottamuksen ja ihmisten kanssa kommunikoinnin kannalta. 2000-luvun teknologiat ovat edenneet hyvin pitkälle esimerkiksi lääketieteen ja genetiikan alalla. Tässä artikkelissa yritämme kuvata yksityiskohtaisesti ihmiskunnan tärkeintä vaihetta DNA-tutkimuksessa.

DNA-koodin kuvaus

Mikä tämä koodi on? Koodi on geneettisten ominaisuuksien rappeutettu ja geneetikot tutkivat sitä. Kaikilla planeettamme elävillä olennoilla on tämä koodi. Tieteellisesti määritelty aminohappojen proteiinisekvenssin menetelmäksi käyttämällä nukleotidiketjua.
Ns. aakkoset koostuu neljästä emäksestä, jotka on merkitty A, G, T, C:
A on adeniini
G - guaniini,
T - tymiini,
C, sytosiini.
Koodin ketju on spiraali edellä kuvatuista perusteista peräkkäin koottuna, käy ilmi, että tietty kirjain vastaa jokaista spiraalin askelta.
DNA-koodin rappeuttavat proteiinit, jotka ovat mukana kokoamisessa ja koostuvat ketjuista. Joihin osallistuu kaksikymmentä erilaista aminohappoa. Paljastavan koodin aminohappoja kutsutaan kanonisiksi, ne asettuvat tietyllä tavalla jokaiseen olentoon ja muodostavat proteiinilinkkejä.

Löytöjen historia

Ihmiskunta on tutkinut proteiineja ja happoja pitkään, mutta ensimmäiset hypoteesit ja perinnöllisyysteorian vakiinnuttaminen syntyivät vasta 1900-luvun puolivälissä. Tähän mennessä tutkijat ovat keränneet riittävän määrän tietoa tästä aiheesta.
Vuonna 1953 tehdyt tutkimukset osoittivat, että yksittäisen organismin proteiinilla on ainutlaatuinen aminohappoketju. Lisäksi pääteltiin, että tällä ketjulla ei ole rajoitusta polypeptidissä.

Verrattiin eri maailman tiedemiesten ennätyksiä, jotka olivat erilaisia. Siksi muodostui tietty käsite: jokainen geeni vastaa tiettyä polypeptidiä. Samaan aikaan ilmestyy nimi DNA, joka ei varmasti ole proteiini.
Tutkijat Crick ja Watson puhuivat ensimmäisen kerran selittävän salauksen matriisikaaviosta vuonna 1953. Suurten tiedemiesten uusimmassa työssä todistettiin tosiasia, että salaus on tiedon välittäjä.

Myöhemmin jäi vain ymmärtää kysymys proteiinien aminohappoketjujen, emästen ja ominaisuuksien määrittämisestä ja muodostamisesta.

Ensimmäinen geneettisen koodauksen hypoteesin rakentanut tiedemies oli fyysikko Gamow, joka myös ehdotti tiettyä tapaa testata matriisia.
Geneetikot ehdottivat vastaavuuden luomista aminohappoketjun kahden sivukiskon ja tuloksena olevien vinoneliön muotoisten askelmien välille. Ketjun vinoneliön muotoiset vaiheet muodostetaan käyttämällä neljää geneettisen koodin nukleotidia. Tätä kirjeenvaihtoa kutsuttiin tamburiiniksi.
Gamow ehdottaa jatkotutkimuksessaan triplettikoodin teoriaa. Tämä oletus tulee ensiarvoisen tärkeäksi kysymyksessä geneettisen koodin luonteesta. Vaikka fyysikko Gamowin teoriassa on puutteita, joista yksi on proteiinien rakenteen koodaaminen geneettisen koodin kautta.
Näin ollen Georgy Gamowista tuli ensimmäinen tiedemies, joka katsoi geenikysymyksen koodaavana nelinumeroista järjestelmää sen muunnoksena 20-numeroiseksi perustavanlaatuiseksi tosiasiaksi.

Toimintaperiaate

Yksi proteiini koostuu useista aminohappojonoista. Ketjujen yhdistämisen logiikka määrää kehon proteiinin rakenteen ja ominaisuudet, mikä myötävaikuttaa vastaavasti tiedon tunnistamiseen elävän olennon biologisista parametreista.

Tieto elävistä soluista saadaan kahdella matriisiprosessilla:
Transkriptio, eli RNA- ja DNA-templaattien syntetisoitu fuusioprosessi.
Translaatio, eli polypeptidiketjun synteesi RNA-templaatissa.
Käännöksen aikana geneettinen koodi ohjataan loogiseen aminohappoketjuun.

Geenien tiedon tunnistamiseen ja toteuttamiseen tarvitaan vähintään kolme ketjunukleotidia, kun otetaan huomioon kaksikymmentä tiukasti peräkkäistä aminohappoa. Tällaista kolmen nukleotidin sarjaa kutsutaan tripletiksi.
Geneettiset koodit jaetaan kahteen luokkaan:
Päällekkäisyys – molli-, kolmio- ja peräkkäinen koodi.
Ei-päällekkäinen - koodi on yhdistelmä ja "ilman pilkkuja".
Tutkimukset ovat osoittaneet, että aminohappojen järjestys on kaoottinen ja vastaavasti yksittäin, tämän perusteella, tutkijat suosivat ei-päällekkäisiä koodeja. Myöhemmin "ilman pilkkuja" -teoria kumottiin.
Miksi sinun täytyy tietää DNA-koodi
Elävän organismin geneettisen koodin tunteminen mahdollistaa molekyylien informaation määrittämisen perinnöllisissä ja evolutionaarisessa mielessä. Tarpeellinen perinnöllisyystiede, paljastaa tutkimusta systeemisen tiedon muodostumisesta genetiikan maailmassa.
Geneettisen koodin universaalisuutta pidetään elävän organismin ainutlaatuisimpana ominaisuutena. Tietojen perusteella saat vastaukset useimpiin lääketieteellisiin ja geneettisiin kysymyksiin.

Tiedon käyttö lääketieteessä ja genetiikassa

Molekyylibiologian edistysaskel 1900-luvulla mahdollisti laajan harppauksen sairauksien ja virusten tutkimuksessa, joilla on eri perusta. Tietoa geneettisestä koodista käytetään laajasti lääketieteessä ja genetiikassa.
Tietyn taudin tai viruksen luonteen tunnistaminen asetetaan geneettisen kehityksen tutkimuksen päälle. Tieto ja teorioiden ja käytäntöjen muodostuminen voivat parantaa nykymaailman ja tulevaisuuden vaikeasti hoidettavia tai parantumattomia sairauksia.

Kehitysnäkymät

Koska on tieteellisesti todistettu, että geneettinen koodi sisältää tietoa paitsi perinnöllisyydestä myös organismin eliniästä, genetiikan kehitys esittää kysymyksen kuolemattomuudesta ja pitkäikäisyydestä. Tätä näkökulmaa tukevat useat hypoteesit maanpäällisestä kuolemattomuudesta, syöpäsoluista ja ihmisen kantasoluista.

Vuonna 1985 teknisen instituutin tutkija P. Garyaev löysi sattumalta spektrianalyysin tyhjän paikan, jota myöhemmin kutsuttiin haamuksi. Fantomit tunnistavat kuolleita geneettisiä molekyylejä.
Mikä myöhemmin merkitsi teoriaa elävän organismin muuttumisesta ajan myötä, mikä viittaa siihen, että ihminen pystyy elämään yli neljäsataa vuotta.
Ilmiö on, että DNA-solut pystyvät lähettämään sadan hertsin äänivärähtelyjä. Joten DNA voi puhua.