ცხრილიდან 1. ჩანს, რომ იგივე ამინომჟავა შეიძლება იყოს კოდირებული ოთხი კოდონის ოჯახით. მაგალითად, ლეიცინის CU ოჯახის კოდების ოთხმაგი. ოთხი GU-ოჯახის კოდი ვალინისთვის, UC სერინისთვის, CC პროლინისთვის, AC ტრიპტოფანისთვის, GC ალანინისთვის, CG არგინინისთვის და GG გლიცინისთვის. ეს არის ზედაპირული და მაშინვე შესამჩნევი დეგენერაციული ფაქტი, ე.ი. კოდის ინფორმაციული სიჭარბე. თუ ვესესხებით ლინგვისტიკის ცნებებს და ტერმინებს ცილის კოდისთვის, რომელიც დიდი ხანია ფართოდ და მარტივად იყო მიღებული, მაშინ კოდის გადაგვარება შეიძლება გავიგოთ, როგორც სინონიმი. ესეც ერთხმად იქნა მიღებული. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ერთსა და იმავე ობიექტს, მაგალითად, ამინომჟავას აქვს რამდენიმე შიფრი - კოდონები. სინონიმი არანაირ საფრთხეს არ უქმნის ცილის ბიოსინთეზის სიზუსტეს. პირიქით, ასეთი სიჭარბე კარგია, რადგან ზრდის მთარგმნელობითი რიბოსომური "მანქანის" საიმედოობას.

მე დავამატე პატარა ფერის ცვალებადობა მაგიდას, რათა ნახოთ რაზე ვსაუბრობთ. სინონიმური ოთხკუთხედები მონიშნულია ყვითლად. სულ 8 ასეთი ოთხეულია, მრავალფეროვნების ხარისხის მიხედვით ჰომონიმური ოთხეული სამ კატეგორიად უნდა დაიყო. Უფრო:

„... თუმცა, 1-ლი ცხრილი გვიჩვენებს სხვა, ფუნდამენტურ, გენოლინგვისტურ ფენომენსაც, თითქოს არ შეიმჩნევა ან იგნორირებულია. ეს ფენომენი გვხვდება იმ ფაქტში, რომ ზოგიერთ კოდონის ოჯახში ოთხი კოდონი, უფრო ზუსტად, მათი მნიშვნელოვანი იდენტური ორი ნუკლეოტიდი კოდირებს არა ერთ, არამედ ორ განსხვავებულ ამინომჟავას, ასევე გაჩერების კოდონებს. ამრიგად, UU-ოჯახის ორმაგი კოდირებს ფენილალანინსა და ლეიცინს, AU იზოლეიცინსა და მეთიონინს, UA ტიროზინს, Och და Amb სტოპ კოდონებს, CA ჰისტიდინს და გლიცინს, AA ასპარაგინსა და ლიზინს, GA ასპარტიკს და გლუტამინს, UG-ს. , ტრიპტოფანი და Umb სტოპ კოდონი, AG - სერინი და არგინინი. გავაგრძელოთ ენობრივი ანალოგია, მოდით ვუწოდოთ ამ მოვლენას ჰომონიმია პირველი ორი კოდირების ნუკლეოტიდის ზოგიერთ კოდონის ოჯახში.

სინონიმისგან განსხვავებით, ჰომონიმია პოტენციურად სახიფათოა, რაც ლაგერკვისტმა აღნიშნა, თუმცა მან არ შემოიღო ტერმინ-ცნება „ჰომონიმია“ ცილის კოდთან მიმართებაში. როგორც ჩანს, ასეთმა სიტუაციამ მართლაც უნდა გამოიწვიოს ამინომჟავების კოდირებისა და გაჩერების სიგნალების გაურკვევლობა: იგივე კოდონის დუბლი, ლაგერკვისტის მიერ გამოვლენილ ზოგიერთ ოჯახში, კოდირებს ორ განსხვავებულ ამინომჟავას ან არის „განსხვავებული გაჩერება“.

ფუნდამენტურად მნიშვნელოვანია გვესმოდეს: თუ კოდის სინონიმი კურთხევაა (ინფორმაციის სიჭარბე), მაშინ ჰომონიმია პოტენციური ბოროტებაა (გაურკვევლობა, ინფორმაციის გაურკვევლობა). მაგრამ ეს წარმოსახვითი ბოროტებაა, რადგან ცილის სინთეზის აპარატი ადვილად აცილებს ამ სირთულეს, რომელიც ქვემოთ იქნება განხილული. თუმცა, თუ გენეტიკური კოდის ცხრილს (მოდელს) ავტომატურად მიჰყვება, მაშინ ბოროტება ხდება არა წარმოსახვითი, არამედ რეალური. და მაშინ აშკარაა, რომ ომონიმური კოდის ვექტორი იწვევს შეცდომებს ცილის სინთეზში, რადგან რიბოსომური ცილის სინთეზის აპარატმა, ყოველ ჯერზე, როდესაც ხვდება ამა თუ იმ ჰომონიმურ ორეულს და ხელმძღვანელობს „სამიდან ორი“ წაკითხვის წესით, უნდა აირჩიოს ერთი და ერთადერთი. ერთი ამინომჟავა ორი განსხვავებულიდან, მაგრამ დაშიფრულია ორაზროვანი იდენტური ჰომონიმური დუბლით.

შესაბამისად, 3'-ნუკლეოტიდებს კოდონებში და 5'-ნუკლეოტიდებს ანტიკოდონებში, რომლებიც მათთან წყვილდება, არ აქვთ გენი-ნიშანთა ხასიათი და ასრულებენ "სტერიკული ყავარჯნების" როლს, რომლებიც ავსებენ "ცარიელ ადგილებს" კოდონ-ანტიკოდონის წყვილებში. მოკლედ, ანტიკოდონებში 5'-ნუკლეოტიდები არის შემთხვევითი, "wobble" - ინგლისური "wobble"-დან (swinging, swinging, wobbling). ეს არის Wobble ჰიპოთეზის არსი.

არსი საკმაოდ მკაფიოდ არის ნათქვამი. თარგმანი არ არის საჭირო. პრობლემა გასაგებია.

შეაჩერე კოდონები და დაიწყე კოდონები, ისინი ხაზგასმულია თამამად ცხრილში, ასევე მუშაობს არა ყოველთვის ცალსახად, არამედ დამოკიდებულია რაღაცაზე ..., როგორც ბიოლოგები თვლიან, კონტექსტზე.

„მოდით, გავაგრძელოთ ჩვენი ანალიზი კრიკისა და ნირენბერგის მთავარი ნაშრომის შესახებ, რომელიც ამტკიცებს გენეტიკური კოდის კონცეფციას.

გვ.142-143: „... ჯერჯერობით, ყველა ექსპერიმენტული მონაცემი კარგად ეთანხმება ზოგად ვარაუდს, რომ ინფორმაცია იკითხება ფუძეების სამეულში, გენის ერთი ბოლოდან დაწყებული. თუმცა, იგივე შედეგებს მივიღებდით, თუ ინფორმაცია წაკითხული იქნებოდა ოთხი ან კიდევ უფრო მეტი ბაზის ჯგუფებად“ ან „...ჯგუფები, რომლებიც შეიცავს სამ ბაზის ნამრავლს“. ეს წინადადება თითქმის დავიწყებულია ან გაუგებარია, მაგრამ სწორედ აქ ჩანს ეჭვი, არის თუ არა კოდი აუცილებლად სამმაგი. და არანაკლებ მნიშვნელოვანია, რომ დნმ-ისა და რნმ-ის ტექსტების, როგორც ბუნებრივი ენების მსგავსი სემანტიკური ფრაქტალური წარმონაქმნების, მომავალი გაგება იყოს პროგნოზირებული, რაც ნაჩვენებია ჩვენს კვლევაში“.

დნმ-ის კოდის სისტემის 4 განსხვავებული ფუძით, კითხვის ჯგუფები შეიძლება იყოს მხოლოდ 3 ან 4 ბაზის თითოეული. 4 ფუძე წყვილში კითხვისას იძლევა მხოლოდ 16 შესაძლო კომბინაციას. აკლია. მაგრამ რამდენი: 3 ან 4 ფუძე კითხვის ჯგუფში, მათემატიკურად დადგენა შეუძლებელია. რადგან ასე თუ ისე, ყველა შესაძლო კომბინაცია იქნება გამოყენებული. ან 64 სამეულისთვის, ან 256 ტეტრაპლეტისთვის.

კოდის წაკითხვის ზონის გაზრდით „ჯგუფები, რომლებიც შეიცავს სამი ბაზის ნამრავლს“, კოდის შესაძლო კომბინაციების რაოდენობა განუსაზღვრელი ვადით გაიზრდება. უბრალოდ რას გვაძლევს ეს? თუ თქვენ ყურადღებას გაამახვილებთ ამინომჟავების კოდირებაზე, მაშინ ... არაფერი. და ბიოლოგების ორმაგი მიდგომით, ეს ზოგადად არანაირად არ არის თავსებადი.

მაგრამ, რაც მთავარია, ამ ციტატაში პირველად, ოღონდ იმპლიციტურად, გამოჩნდა ინფორმაციის „წაკითხვის ზონა“, რომელიც არ შეესაბამება სამეულს. სამეული ერთია, კითხვის ზონა კი მეორე. და შეიძლება ერთი არ ემთხვეოდეს მეორეს. ძალიან მნიშვნელოვანი შენიშვნა.

სინამდვილეში, „როკის“ თეორია გვთავაზობს კოდონის წაკითხვის ზონად მხოლოდ პირველი ორი ფუძის განხილვას. იმათ. ამ შემთხვევაში, შემოთავაზებულია იმის აღიარება, რომ წაკითხვის არე უფრო მცირეა, ვიდრე კოდირების არე.

ახლა განიხილეთ საპირისპირო მიდგომა:

„ზოგიერთი mRNA შეიცავს სიგნალებს კითხვის ჩარჩოს შესაცვლელად. ზოგიერთი mRNA შეიცავს ტერმინალურ კოდონებს ნათარგმნ რეგიონში, მაგრამ ეს კოდონები წარმატებით გვერდის ავლით ხდება წაკითხვის ჩარჩოს შეცვლით მათ წინ ან პირდაპირ მათზე. ჩარჩოს შეუძლია გადაინაცვლოს -1, +1 და +2. mRNA-ში არის სპეციალური სიგნალები, რომლებიც ცვლის წაკითხვის ჩარჩოს. ამრიგად, ტრანსლაციის ჩარჩოს გადანაცვლება -1-ით რეტროვირუსის რნმ-ზე ხდება სპეციფიკურ ჰეპტანუკლეოტიდურ თანმიმდევრობაში mRNA-ში თმის სამაგრის სტრუქტურამდე (ნახ. 5c). RF-2 ბაქტერიული შეწყვეტის ფაქტორის mRNA-ზე ჩარჩოს +1-ით გადაადგილებისთვის, ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობა ცვლის ადგილზე (კოდონი UGA), შემდგომი კოდონი და მათ წინ მიმდევარი თანმიმდევრობა, რომელიც ავსებს რიბოსომური რნმ-ის 3'-ტერმინალურ მიმდევრობას. შაინ-დალგარნოს თანმიმდევრობის ანალოგი) მნიშვნელოვანია (ნახ. 5, დ)". .

ციტატა ადრე უკვე იყო ციტირებული, მაგრამ ახლა უფრო ყურადღებით შევხედოთ მის შინაარსს. რას ნიშნავს ტერმინი „კითხვის ჩარჩო“? ეს არის კონცეფცია კომპიუტერული ტექნოლოგიის უძველეს დროიდან, როდესაც დარტყმული ლენტიდან ან დაფქული ბარათიდან ინფორმაციის წაკითხვის ადგილი შემოიფარგლებოდა გაუმჭვირვალე ჩარჩოთი, რათა შემცირებულიყო შეცდომის რისკი ფოტოდეტექტორზე სინათლის ნაკადით ინფორმაციის წაკითხვისას. ხვრელები ბარათზე ან ფირზე, გაჭრილი ხაზების სწორ ადგილებში. კითხვის პრინციპი დიდი ხანია წასულია, მაგრამ ტერმინი რჩება. ვინაიდან კითხვის ჩარჩოს კონცეფცია ყველა ბიოლოგისთვის გასაგებია, ის აშკარად ნიშნავს სამეულიდან მხოლოდ ერთი ბაზის კითხვის ზონას. ხოლო „ჩარჩოების წაკითხვით“ უნდა გვესმოდეს, რომ +1-ზე იკითხება ტრიპლეტის ბოლო ელემენტის შემდეგი ფუძე და -1, რომ ფუძე იკითხება იმავე სამეულის პირველ ელემენტამდე. რომელი წყვილი ფუძე რჩება საფუძვლად წაკითხულ სამეულში? ეს არ არის დაკონკრეტებული...

მაგრამ, როგორც ჩანს, ყველას არ ესმის კითხვის ჩარჩო, როგორც ამ შემთხვევაში. თუ საკითხავი ჩარჩოს კონცეფცია გაგებულია, როგორც ჩარჩო, რომელიც ზღუდავს 3 ფუძეს, მაშინ წაკითხვადი სამეულიდან +2-ის გადანაცვლებით რჩება 1 ელემენტი, ხოლო მეზობელიდან ორი.

რა სახის კითხვის ჩარჩოზე ვსაუბრობთ? დიახ, კარგი, მოდით, გაურკვევლობა დარჩეს ახლა ...

მაგრამ ნებისმიერ შემთხვევაში, მაშინ ეს ფუძეები, უკვე წაკითხული ჩარჩოებით, ხელახლა წაიკითხება, როდესაც ჩარჩო დაუბრუნდება თავის ადგილს და რიბოსომა გააგრძელებს შემდეგი სამეულის კითხვას... მაგრამ რაც შეეხება კოდის გადახურვას?

ამ შემთხვევაში, ბიოლოგების მექანიკური მიდგომა სამმაგი კითხვის პოზიციების ცვლილების შეფასებისთვის არ ითვალისწინებს იმის რეალურ ზომას, რაზეც ისინი საუბრობენ. ტერმინოლოგია აშკარად მცდარია. როგორ ესმით ისინი მაშინ, გაუგებარია. ცხადია, არც ერთი „ჩარჩო“ არსად არ მოძრაობს...

კითხვის ზონაში საჭირო პოზიციების შერჩევა მოძრაობს. ხოლო თუ ზემოთ მოცემული წაკითხვის „ჩარჩოს“ მაქსიმალურ გადაადგილებებს წაკითხული კოდონის სიგრძეს დავუმატებთ, მივიღებთ: 2 + 3 + 2 = 7. ამგვარად, რიბოსომის კითხვის ზონის მთლიანი სიგანე უკვე 7 ფუძეა. რიბოსომა ირჩევს სამეულს 7 შესაძლო ფუძიდან. Როგორ? ეს სხვა კითხვაა...

მაგრამ ჩვენთვის სხვა რამ უფრო მნიშვნელოვანია. ახლა შესაძლებელია რეალურად შეფასდეს, რომ რნმ-დან ინფორმაციის წაკითხვის ზონა შეიძლება იყოს სამეულზე დიდი და იყოს 7 ან მეტი ფუძე, მაშინ როცა მხოლოდ სამი ფუძეა დაფიქსირებული, როგორც საჭირო წაკითხვის პოზიციები. რა არის სხვა პოზიციები? შესაძლოა იგივე „კონტექსტი“, რომელიც ცვლის სამეულის წაკითხვის ვარიანტებს. ჰომონემიური, პ.პ. გარიაევის ტერმინოლოგიის მიხედვით.

რა თქმა უნდა, ეს არის კონტექსტის მრავალმხრივი კონცეფციის გაგების მხოლოდ ერთ-ერთი განსაკუთრებული შემთხვევა. მაგრამ ... ყოველ შემთხვევაში, ეს საშუალებას გაძლევთ გაიგოთ რაღაც უმაღლესი ფილოსოფიური განზოგადებების გარეშე. მექანიკური გაგების ძალიან რეალურ დონეზე.

უჯრედის ტექსტების ანბანზე.

კითხვა რა თქმა უნდა საინტერესოა...

ბიოლოგების მიერ დიდი ხანია მიღებულია დნმ-ის საფუძვლების გაგება, როგორც ფიჭური ანბანის ასოები. აქედან მომდინარეობს სემანტიკური კონტექსტის კონცეფციის გაჩენა სამმაგი კოდირების შეფასებაში და ამ კოდირებისადმი უჯრედის მნიშვნელოვანი მიდგომის ძიება, და თანდათანობით გადასვლა უმაღლეს გონებაზე, რომელმაც დაწერა ეს სიცოცხლის წიგნი...

მხოლოდ ახლა, ამ ანბანის ასოების ზუსტი მითითებით, მუდმივად ჩნდება უთანხმოება. რა მივიღოთ წერილებისთვის? ფუძეები (A, T, C, G), მათგან შედგენილი კოდონები თუ ამინომჟავები ტრანსლაციის დროს მიღებული ცილის შემადგენლობაში?

ფუძეები - 4, ამინომჟავები - 20, კოდონები - 64, რა უნდა იქნას მიღებული საფუძვლად?

ყველა საუბრობს დნმ-ის, რნმ-ისა და ცილის მოლეკულების ენობრივი შეფასების აუცილებლობაზე, მიუხედავად ფიჭური ანბანის ასოების გაგებისა. დნმ-ის ინფორმაციას, როგორც სემანტიკურ ტექსტს, ლიტერატურული შეფასებისთვის გამოსაყენებელი კონტექსტის გაგებით რომ მივუდგეთ, ასე უნდა გაიგოს ბიოლოგები. ამრიგად, ვარაუდობენ, რომ შესასწავლ ენას აქვს განვითარებული ლიტერატურული ენის ყველა ატრიბუტი და საჭიროა შესაბამისი მიდგომა მისი მრავალმნიშვნელოვანი ინფორმაციულობის შესაფასებლად.

მშვენივრად. და მაინც, სად არის ასოები? როგორ იწერება ეს ლიტერატურული ტექსტი, რომელიც ლინგვისტების ასეთ დიდ ყურადღებას მოითხოვს? ჯერჯერობით, იგივე მექანიკური მიდგომის ფარგლებში ...

ფუძეები თუ ნუკლეოტიდები? როგორც ჩანს, არა. ბიოლოგების უმეტესობა ამას ეთანხმება. არ არის საკმარისი 4 საფუძველი ლიტერატურული ტექსტის შესაქმნელად. უფრო მეტიც, თანმიმდევრობის უწყვეტობის არსებობისას მთელ დნმ-ში.

კოდონთან, როგორც ამ ანბანის ასოსთან, სირთულეები მაშინვე წარმოიქმნება. სად არის ის, ეს კოდონი, დნმ-ზე და რნმ-ზე, როგორ ვიპოვოთ იგი? ამის გაკეთება მხოლოდ რიბოსომას შეუძლია, შემდეგ კი მხოლოდ პირდაპირი კონტაქტით. და რა სახის შედგენილი ასოებია ეს, სამეულებიდან? Რთული გასაგები. მიუხედავად ამისა, კოდონების ამ გაგებას, როგორც ფიჭური ანბანის ასოებს, საკმარისი მხარდამჭერები ჰყავს.

მიიღეთ ამინომჟავები ანბანის ასოებისთვის? დიახ, უმეტესობა ეთანხმება ამას. მაგრამ შემდეგ ცილა ხდება სიცოცხლის წიგნი და არა დნმ. ცილაში არის სემანტიკური კონტექსტი, მაგრამ დნმ-ში, თურმე, შეიძლება არა? ან იქნება, მაგრამ განსხვავებული, ცილისგან განსხვავებული ...

და ამიტომ, არის მოთხოვნა, რომ შეფასდეს როგორც დნმ, ასევე პროტეინი სემანტიკური კონტექსტის თვალსაზრისით, მაგრამ არ არის განმარტებული რა და როგორ უნდა შეფასდეს.

პ.პ. გარიაევმა ამ სიტუაციაში შესთავაზა, მათ შორის ენობრივად, შეაფასოს არა დნმ და ცილა, არამედ მათი ჰოლოგრაფიული მოცულობითი „პორტრეტები“. ძალიან ძლიერი პოზიციაა, უნდა ვაღიარო. და ძალიან პროდუქტიული...

მაგრამ უჯრედის ანბანით, მექანიკური, უკვე ნაცნობი მიდგომით, მაშინ სრულიად გაუგებარია. ის არის თუ საერთოდ არ არის და ეს ცნება მხოლოდ ალეგორიაა?

ბიოლოგები არ იძლევიან განმარტებებს. მაგრამ ჯიუტად განაგრძეთ ამ კონცეფციის გამოყენება. ყველა - მისი გაგებით ...

ორიგინალური კოდირების სისტემის შესახებ.

საუბარია ორიგინალზე, რომელიც, შესაძლოა, უჯრედის პროკარიოტებად და ევკარიოტებად დაყოფის სტადიაზე იყო. ახლა ის იმალება მრავალი გადახურვით და ორივესგან გადახრით. ევოლუციის მილიონობით წელი უკვალოდ არ გასულა.

Მაგრამ მაინც…

დნმ ყოველთვის არ იყო ინფორმაციის საცავი; ადრე ამ როლს რნმ-ს შეეძლო ეთამაშა. მან რაღაც ეტაპზე მთლიანად შეცვალა ცილა. ამაზე არაერთი კვლევა საუბრობს. და დნმ-ისა და რნმ-ის ფუძეები ყოველთვის არ იყო 4, მაგრამ ახლა ამაზე არ ვსაუბრობთ ...

მაგრამ განვითარების გარკვეულ ეტაპზე გამოჩნდა ინფორმაციის კოდირების სისტემა, რომელიც იმ დროს სრულად აკმაყოფილებდა საინფორმაციო და ლოგიკური სტრუქტურის ყველა მოთხოვნას უჯრედული პროცესების კონტროლისთვის.

იგივე კლასიკა, რომელზეც ყველა მიუთითებს და დაუყოვნებლივ იწყებს უარყოფას ...

ინფორმაციის მასივი - დნმ, რნმ. თანმიმდევრობა, რომელიც შედგება 4 ნუკლეოტიდის კომბინაციისგან: A,T(U),C,G.

ინფორმაციის წაკითხვის ნაბიჯი არის 1 ნუკლეოტიდი.

ინფორმაციის წაკითხვის მეთოდი თანმიმდევრულია.

ერთი წაკითხვის მოცულობა არის სამეული.

ვერცერთი ლოგიკური სისტემა ვერ ითვლის. მაგრამ, აქ მას შეუძლია ერთამდე დათვლა. ეს უკვე შემდგომი - ბევრია. და განასხვავებენ სხვადასხვაერთეულები ორ მიმდებარე წყვილში - ძალიან. და თუ სიმეტრიის ღერძი რეალურია, მაშინ მას საკმაოდ შეუძლია განსაზღვროს მეზობელი პოზიციების ლოგიკური მდგომარეობა ამ ღერძთან მიმართებაში. მაგრამ, როგორც ჩანს, ძალიან რთული იყო იმ ეტაპზე კითხვის ზონის შემდგომი გაზრდა დათვლის გარეშე.

და ამიტომ, იმ ეტაპზე - ტრიპლეტი არის სისტემის საინფორმაციო ერთეულის მაქსიმალური შესაძლო ფორმა. გამონადენი სიმეტრიის ღერძზე, გამონადენი მარჯვნივ და გამონადენი მარცხნივ.

სამი განსხვავებული საანგარიშო ერთეული... ნაბიჯების წაკითხვისთვისაც კი... ეს ბევრია.

დნმ-ისა და რნმ-ის ინფორმაციის კოდირების სისტემა იყენებს 4 შესაძლო ლოგიკურ მდგომარეობას, სამმაგი კითხვას. უჯრედისთვის სირთულე უკიდურესია.

როგორ დავამტკიცოთ სამმაგი კოდი? მე ვაჩვენე ეს არაერთხელ. კიდევ ერთხელ დავწეროთ: ფუძეები - 4, ამინომჟავები - 20, კოდონები ან ტრიპლეტები - 64.

მათემატიკა მარტივია: 64/3 = 21

ასეთი რაოდენობის არა გადახურული ტრიპლეტების მიღება შესაძლებელია ფიქსაციის საფეხურით ერთი ბაზის მეშვეობით. არსებობს 20 ამინომჟავის სამეული და ერთი STOP კოდონი.

მეორეს მხრივ: 4 3 \u003d 64, ეს არის იგივე 21x3 \u003d 63, ეს არის 60 ტრიპლეტების კომბინაცია, 3 გაჩერების კოდონი და საწყისი კოდონი, რომელიც ხურავს ვარიაციის კომპლექტს. ეს უბრალოდ მათემატიკაა, მაგრამ... გვიჩვენებს, რომ თავდაპირველად, ზედიზედ სამი ფუძე რეალურად იკითხებოდა - კოდონი 1 ბაზის საფეხურზე. ამან განსაზღვრა გამოყენებული ამინომჟავების რაოდენობა - 20. ამრიგად, მიუხედავად ამისა - სამეული.

ამ შემთხვევაში გასაგებია ამინომჟავის კოდის გადაგვარება სამეულში. ის წარმოიშვა კოდის გადახურვის შედეგად.

ჩვენ არასწორად გვესმის კოდონის დეგენერაციის გაჩენა. ეს არ არის სისტემის შესაძლებლობების გაფართოება ინფორმაციის დაშიფვრაში, არამედ „მისი წარსულის შეცდომები“. ეს არის ორიგინალური კოდირების სისტემის ექო…

ინფორმაცია თემაზე:

«С.153: «... ერთი ამინომჟავა დაშიფრულია რამდენიმე კოდონით. ასეთ კოდს დეგენერატი ჰქვია... ასეთი სახის დეგენერაცია არ მიუთითებს რაიმე გაურკვევლობაზე ცილის მოლეკულის აგებაში... ეს მხოლოდ იმას ნიშნავს, რომ გარკვეული ამინომჟავა შეიძლება ცილოვანი ჯაჭვის შესაბამის ადგილას მიმართოს დახმარებით. რამდენიმე კოდის სიტყვა.

რა თქმა უნდა, დნმ-ის ფუძეებში ნებისმიერი ამინომჟავის დაშიფვრისთვის საკმარისია ერთი კოდირების სამეული. განსაკუთრებით არა გადახურვის კოდირებით. გაიმეორეთ ერთი კოდონი რამდენჯერაც გსურთ და მიიღეთ სასურველი ამინომჟავის იმდენი მოლეკულა ცილაში. მარტივი, მარტივი, გასაგები და ენერგიის მოხმარება მინიმალურია.

სამმაგი კოდის გადაგვარება აუცილებელი ზომაა, რომელიც პირდაპირ კავშირშია კოდის წაკითხვის ორიგინალურ ხერხთან. ასე მოხდა ევოლუციის დროს.

კოდის დეგენერაციის გამოჩენის მექანიზმი ასე გამოიყურება:

1 ბაზის ტრიპლეტის წაკითხვის ნაბიჯით, სამეულის მხოლოდ ერთი ნიშანი იცვლება ყოველ საფეხურზე და სამეულის ორი ნიშანი მუდმივი რჩება. მხოლოდ სინქრონულად ცვლის მათ პოზიციებს. ორი ნაბიჯით, ინფორმაცია სამეულის მხოლოდ ერთი ნიშნის შესახებ რჩება უცვლელი, მაგრამ ის თანმიმდევრულად გადის ეკრანის ყველა პოზიციაზე.

რატომ გვჭირდება ეს?

3 კოდირების სიმბოლოთი, ყოველ ნაბიჯზე 2 სიმბოლო მეორდება. და მხოლოდ ერთი იცვლება. შემდეგ ეტაპზე მეორე ნიშანიც შეიცვლება. და ერთი ნიშანი უცვლელი დარჩება გავლილ გზაზე. ნიშნების სრული შეცვლა მოხდება მხოლოდ მესამე ნაბიჯის შემდეგ. მხოლოდ ახლა ტრიპლეტის ახალ კომბინაციას არ ექნება წინა კომბინაციების ეფექტი.

სამმაგი ნაბიჯით, ფორმირების ყოველი ახალი სამეული არ არის დამოკიდებული წინაზე, მაგრამ ... ასეთი კითხვის სისტემისთვის ასეთი ნაბიჯი მაშინ შეუძლებელი იყო.

და ჩამოყალიბებული დნმ-ის ტრიპლეტები კითხვის დროს ერთმანეთზე დამოკიდებულნი აღმოჩნდნენ.

ერთი სამეულის ასეთი გლუვი ნაკადი მეორეში იწვევს ტრიპლეტის ყველა პერმუტაციის სწრაფად გამოყენების შესაძლებლობის შეზღუდვას. სამეულის 64-ვე ვარიანტის შესაძლო გამოყენებისთვის საჭიროა დნმ-ის ტრიპლეტების წაკითხვის 64 * 3 = 192 ერთი ნაბიჯი. და პირიქით, შესაძლო კომბინაციების წაკითხვის 64 საფეხურიდან ყველა კოდონის თანმიმდევრული ნაბიჯის წაკითხვით, პირველიდან 64-ემდე, იქნება 42 გამეორება და იქნება არაუმეტეს 1/3 = 21 უნიკალური კომბინაცია. და კიდევ 1/3...

აი პასუხი რატომ არის მხოლოდ 20 ამინომჟავა, შეიძლება მეტიც იყოს, მაგრამ ინფორმაციის კოდირების და წაკითხვის სისტემა არ იძლევა საშუალებას.

ასე რომ, უჯრედმა დაიწყო დამატებითი კოდების გამოყენება ხელმისაწვდომი 42 გამეორებიდან. წინააღმდეგ შემთხვევაში, მას არ შეეძლო, რადგან თარგმანში სივრცეები დაუშვებელია. არის კოდი - ნებისმიერი და რიბოზომმა უნდა შეასრულოს თარგმანის ოპერაცია. გარდამავალმა ვარიანტებმა ერთი დამოუკიდებელი სამმაგი კოდიდან მეორეზე სწრაფად დაიწყეს იგივე 20 ამინომჟავის დაკავება, მაგრამ უკვე დამოკიდებულია გამოყენების სიხშირეზე. ერთი -6 კოდისთვის, მეორეც და ერთიც საკმარისია. ჩვენ აღვრიცხავთ ამას, როგორც კოდის დეგენერაციას.

ცხადია, რომ დამოკიდებული კოდონების გამოყენებას უნდა გაეფართოებინა სატრანსპორტო tRNA-ების ბაზა. და ასეც მოხდა. სრულმასშტაბიან სისტემაში mRNA კოდონების რაოდენობა უნდა ემთხვეოდეს ანტიკოდონების რაოდენობას tRNA-ზე. ასე რომ, tRNA-ების დიდი რაოდენობა მხოლოდ იმაზე მეტყველებს, რომ სისტემა თავდაპირველად ჩამოყალიბდა ამ გზით.

როგორც ვხედავთ, დნმ-ში 4 ნუკლეოტიდის გამოჩენის ეტაპზე საწყისი ანუ ორიგინალური კოდირების სისტემა აშკარად ჩანს. გვიანი ევოლუციური პროცესების შემდგომი სტრატიფიკაციები უკვე წავიდა. დღეს კი გვაქვს... რაც გვაქვს.

ამინომჟავების საწყისი ძირითადი კოდები.

მეორეს მხრივ, თუ ამ გზას მიჰყვებით, მაშინ 64 შესაძლო კომბინაციიდან შეგიძლიათ აირჩიოთ 21 კომბინაცია და გამოიყენოთ ისინი, როგორც ძირითადი. Მაგრამ რა?

როგორ შეეძლო უჯრედის არჩევა? უმარტივესი პასუხი არის სამეულის მაქსიმალური სიმეტრიის მიხედვით.

მოდით გამოვიყენოთ სიმეტრიის პრინციპი სწორი კომბინაციების ძიებაში და შევამოწმოთ რამდენად სწორად გვესმის დნმ-ში ამინომჟავების ბუნებრივი კოდირება. ამისათვის ჩვენ შევაგროვებთ სიმეტრიული კოდების ყველა ვარიანტს ცხრილში 2. შესანიშნავი შედეგი..., 16 შესაძლო ამინომჟავიდან 15-მა მიიღო სიმეტრიული კოდები.

მაგრამ, ჯერ კიდევ არის 5 ამინომჟავა და STOP.

როგორც ჩანს, ბუნებაც იმავე გზით მიდიოდა, ... და დაბრკოლდა იმავე ადგილას. გამოყენებულია ყველა სიმეტრიული ვარიანტი, არ არის სისტემის გაფართოების ზღვარი და არ არის საკმარისი კოდები. რა იყო შემდეგი ვარიანტი, რომელიც მან გამოიყენა კოდების ძიების გასაგრძელებლად?

ახლა გამეორებები და ერთი დამატებითი ელემენტი...

Იქ არის. CAA, AAC, UGG და აქ არის მთავარი გაჩერების კოდონი - UAA.

კიდევ ორი ​​კოდონი დარჩა საპოვნელად...

GAC და AUG. ეს უკანასკნელი სასტარტო კოდონად იქცა...

და დნმ-სა და რნმ-ში გამოყენებული ძირითადი კომბინაციების საერთო რაოდენობა გახდა 21. ცხრილი 2 ასახავს ძირითადი კოდის აღნიშვნების ძიების გზას.

მაგრამ აქაც განვითარების ევოლუციური ლოგიკა გვიჩვენებს საინტერესო მაგალითს. მხოლოდ სრული სიმეტრიები იქნა გამოყენებული ბოლომდე და მაშინვე. დარჩენილი ვარიანტები არ იქნა გამოყენებული დაუყოვნებლივ და არა მთლიანად. მაგალითად, ამინომჟავისთვის Gly, გამოიყენება მთავარი კოდონი GGG, შემდეგ კი ემატება GGU, გამოუყენებელი რეზერვიდან ...

შექმნილმა კოდირების რეზერვები იმუშავა ბოლომდე. დღეს ყველა რეზერვი უკვე დიდი ხანია ამოწურულია და დადგა ფუნქციების გაერთიანების დრო, სადაც ეს შესაძლებელია. მაგალითად, საწყისი კოდონისთვის. დაიწყო სამმაგი კოდირების შესაძლებლობების გაფართოების ახალი გზების ძიება. ამინომჟავები რნმ-ში. ეს არის რაღაც მსგავსი, ალბათ, იყო მთავარი კოდების შერჩევა. სიმეტრიით და მარტივი პერმუტაციებით...

ცხრილი 2

ქმედებების ლოგიკა გასაგებია. შესაძლოა, ჩვენ შეცდომა დავუშვით მოქმედებების თანმიმდევრობაში, მაგრამ ეს ჯერ არც ისე მნიშვნელოვანია. რა თქმა უნდა, ეს მხოლოდ ჩემი ვარიაციებია თემაზე, პროფესიონალებმა ალბათ უკეთ იციან, ასე თუ ისე, ყველაფერი რეალობაში იყო, მაგრამ მაინც... საინტერესო გამოვიდა.

თავი არ მოაყარო...

უცნაურია...სიმეტრიული კოდების გამოყენება შესაძლებელია მხოლოდ სამეულის წაკითხვით, გადახურვის გარეშე. ეს წერტილი გვაიძულებს კიდევ ერთხელ გადავხედოთ ზემოხსენებულ მათემატიკას, რომ მივიღოთ 20 ამინომჟავა სამმაგი კოდირების გამოსაყენებლად. ცხადია, ერთი არ ემთხვევა მეორეს.

მათემატიკა გვიჩვენებს რნმ-ის გასწვრივ რიბოზომის ელემენტ-ელემენტზე მოძრაობის ობიექტურ რეალობას. მაგრამ სიმეტრიების ასეთი ფართო გამოყენება ამინომჟავების კოდირებაში არც შეიძლება იყოს შემთხვევითი და მიუთითებს დამოუკიდებელი წაკითხვის სამეულზე.

შესაძლებელია, რომ რნმ-ის ინფორმაციის ელემენტ-ელემენტის კითხვა არსებობდა სამეულის კოდირებამდე და გარკვეული პერიოდის განმავლობაში ტრიპლეტის გამოჩენასთან ერთად. მან განსაზღვრა გამოყენებული ამინომჟავების რაოდენობა.

მაგრამ რაღაც ეტაპზე იყო ნახტომი განვითარებაში. კოდირების სისტემა მთლიანად გადაკეთებულია. სამეულმა დამოუკიდებელმა კითხვამ საჭირო გახადა გამოყენებული ამინომჟავების ხელახლა დაშიფვრა სიმეტრიის ნიშნების მიხედვით. მაგრამ ევოლუციამ არ იცის როგორ გააუქმოს ძველი ვარიანტები ...

დამატებითი კოდები უკვე არსებობს, ჩვენ მოგვიწია მათი გადანაწილება ამინომჟავების მიხედვით მათი გამოყენების სიხშირის მიხედვით.

და გაჩნდა პარადოქსული სურათი. კითხვა, როგორც ჩანს, არ არის გადახურული და ერთი კოდონი საკმარისია ამინომჟავის კოდირებისთვის და გამოყენებული იყო 64-ვე ვარიანტი. კოდირების პოტენციური სიჭარბე დაფარულია კოდების დეგენერაციით. სავარაუდო რეზერვი არის, მაგრამ ფაქტობრივად - არა. როგორ მოხდა ეს უკვე ვნახეთ.

სავარაუდოდ, უჯრედული რიბოზომების სწრაფი განვითარება სისტემის გადასინჯვის ფაქტორი გახდა. საბოლოო ჯამში, ისინი განსაზღვრავენ კოდირების მთელ სისტემას და მის გამოყენებას ფიჭურ ორგანიზმში.

შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ რიბოსომის ინფორმაციის წაკითხვის ზონა დიდი ხანია გადააჭარბა სამ ნიშანს და ბევრად გასცდა ამ საზღვრებს. ახლა შესაძლებელია დიდი ინფორმაციის წაკითხვის ზონაში სასურველი კოდონის ინფორმაციის შერჩევა და დამახსოვრება. ამან შესაძლებელი გახადა რიბოსომის დატოვება ელემენტ-ელემენტზე ნაბიჯით, მაგრამ ასევე განხორციელდა სამმაგი წაკითხვის შესაძლებლობა დამოუკიდებელ რეჟიმში. რიბოსომას სადღაც მუშა მეხსიერება აქვს.

რიბოსომისთვის ინფორმაციის წაკითხვის ზონამ პროკარიოტებშიც კი, როგორც ვხედავთ, 7 ნუკლეოტიდს მიაღწია. და ეს არ არის ზღვარი. თუ საფუძვლად ავიღებთ იმას, რომ რიბოზომებს აქვთ ორი მთარგმნელობითი ან ინფორმაციის კითხვის ცენტრი, მაშინ მათი საერთო ინფორმაციის წაკითხვის ზონა ერთი რიბოზომით უკვე მიაღწია 14 ნუკლეოტიდს. კოდების ზოგიერთი განყოფილება აღებულია სამეულებად, დანარჩენი კი კონტექსტია...

Და ახლა…

ახლა კი ყველაფერი სრულიად დაბნეულია. ბიოლოგების თქმით, ანგარიში სამეულშია, თუმცა არავინ განმარტავს, როგორ ხდება ეს. უახლოესი კონტექსტი იგნორირებულია. რნმ-ის კოდის თანმიმდევრობისა და მისგან მიღებული ცილის შედარება ძალიან რთული ამოცანაა და აშკარად შეუძლებელია იმის გარკვევა, თუ როგორ შეიცვალა სისტემა და რა არის გათვალისწინებული ტრანსლაციის დროს.

უფრო მეტიც, ბიოლოგები ყურადღებას ამახვილებენ არა სისტემატიზაციაზე, არამედ სისტემიდან გადახრების პოვნაზე, რითაც გაზრდის ფაქტების ისედაც ფართო მრავალფეროვნებას და ქმნიან თავსატეხს. დაბნეულობას ემატება პროკარიოტებისა და ევკარიოტების სამეულის წაკითხვის მექანიზმებში სხვადასხვა გადახრების სრული შერევა ერთ დიდ კროსვორდში... სადაც ისინი თავადაც თითქოს დაიბნენ.

რატომ? მათ სხვა დავალებები აქვთ. ისინი მუშაობენ ბიოლოგიურ ობიექტებთან, როგორც ეს მათ მეცნიერებაშია მიღებული. აქედან გამომდინარე, დასკვნები რნმ-ის კოდირების საკითხებზე აისახება „სვინგის“ თეორიაში და არა ინფორმაციის წაკითხვის პრინციპების სისტემაში და კოდირების თეორიაში. მათი გაგება შესაძლებელია, მაგრამ გამოსავალი უნდა მოიძებნოს ...

დნმ-ის კოდირების გაგების პრობლემისადმი თავად ბიოლოგების მიერ შემოთავაზებულმა ტექნოკრატიულმა მიდგომამ ჯერ კიდევ არ ამოწურა თავისი შესაძლებლობები. ფაქტობრივად, ჯერჯერობით ის ნამდვილად არ ყოფილა გამოყენებული. მხოლოდ ტერმინოლოგია იყო გამოყენებული და არა მიდგომა.

შესაძლოა დადგა დრო, რომ გამოვიყენოთ დნმ-ის თანმიმდევრობების მანქანური ანალიზი, გავითვალისწინოთ ინფორმაციის წაკითხვის გაფართოებული ზონა კოდირების სამეულთან მიმართებაში. მაშინ გასაგები გახდება კოდირების კონტექსტის მოქმედების მექანიზმი, რომელიც ყველაზე ახლოსაა წაკითხულ სამეულთან და, შესაძლოა, რიბოსომის მიერ დამახსოვრებული ცილის თარგმნის პროცესის პროგრამირების ელემენტების. ასეთი ანალიზი განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია რნმ-ისა და დნმ-ის გადაუთარგმნელი უბნების შესასწავლად. ვინაიდან უკვე ნათელია, რომ ეს არის კოდირების სისტემის პროგრამული ელემენტები. ყველა პროცესი მათზეა დამოკიდებული, მათ შორის ცილის ტრანსლაცია. სახელი "ნაგავი" აშკარად არანაირად არ ჰგავს მათ ...

დიახ, და არ შეიძლება იყოს „ნაგავი“ დნმ-ში შენახული სტრატეგიულად მნიშვნელოვანი ინფორმაციის მასივებში. არცერთ საინფორმაციო სისტემას არ შეუძლია ამის საშუალება.

კომპიუტერული ტექნოლოგიების განვითარების დღევანდელი დონე შესაძლებელს ხდის ამ პრობლემების გადაჭრას. შექმენით ინფორმაციის მართვის სისტემა ფიჭურ სტრუქტურაში, გაარკვიეთ საკომუნიკაციო არხები, დაამყარეთ ძირითადი კონტროლი და სიგნალის სისტემა. მაშინ გაირკვევა ამ კონტროლის სისტემის ტექნიკური სირთულის მიახლოებითი დონე მაინც. ჯერჯერობით მხოლოდ ერთი რამ არის ნათელი, რომ რიბოსომა მასში მთავარ როლს ასრულებს, მაგრამ ტექნიკურად რამდენად რთულია ეს უნივერსალური ფიჭური ავტომატი? როგორ გამოიყურება უჯრედის სხვა აღმასრულებელი მექანიზმების ტექნიკური სირთულე მის ფონზე?

პასუხი ჯერ ვერ ვიპოვე...

ლიტერატურა:

1. გარიაევი პ.პ. ტერტიშნი გ.გ. ლეონოვა ე.ა. მოლოგინი A.V. დნმ-ის ტალღური ბიოკომპიუტერული ფუნქციები. http://nature.web.ru/db/msg.html?mid=1157645&s
2. Nikitin A.V., დნმ ინფორმაციის კითხვა და დამუშავება // „ტრინიტარიზმის აკადემია“, მ., El No. 77-6567, პუბლიკაცია 16147, 08.11.2010

Nikitin A.V., დნმ-ის კოდირების სისტემის გაგების პრობლემები // "ტრინიტარიზმის აკადემია", მ., ელ. No 77-6567, პუბლიკ.16181, 27.11.2010

ციყვები- ეს არის ჰეტეროპოლიმერები, რომლებიც შედგება 20 სხვადასხვა მონომერისგან - ბუნებრივი ალფა-ამინომჟავებისგან. ციყვებიარის არარეგულარული პოლიმერები. ცილის მოლეკულის სტრუქტურაში გამოირჩევა სტრუქტურული ორგანიზაციის რამდენიმე დონე. პირველადი სტრუქტურაარის ამინომჟავების ნარჩენების თანმიმდევრობა, რომლებიც დაკავშირებულია პეპტიდური ბმებით. მეორადი სტრუქტურა- როგორც წესი, ეს არის სპირალური სტრუქტურა, რომელსაც უჭირავს მრავალი წყალბადის ბმა, რომელიც წარმოიქმნება ერთმანეთთან ახლოს მდებარე -C=O და -NH ჯგუფებს შორის. მესამეული სტრუქტურაცილის მოლეკულა არის სივრცითი კონფიგურაცია, რომელიც ჩვეულებრივ კომპაქტურ გლობულს წააგავს; მას მხარს უჭერს იონური, წყალბადის და დისულფიდური (S-S) ბმები. მეოთხეული სტრუქტურაწარმოიქმნება რამდენიმე ქვედანაყოფის - გლობულის ურთიერთქმედებით (მაგალითად, ჰემოგლობინის მოლეკულა შედგება ოთხი ასეთი ქვედანაყოფისგან). მისი სტრუქტურის ცილის მოლეკულის დაკარგვას დენატურაცია ეწოდება; ეს შეიძლება გამოწვეული იყოს ტემპერატურის, გაუწყლოების, რადიაციის და ა.შ. ინფორმაცია ამინომჟავების თანმიმდევრობის შესახებ ერთ პოლიპეპტიდურ ჯაჭვში მდებარეობს დნმ-ში. გენი ეწოდება. დნმ შეიცავს ინფორმაციას ცილის პირველადი სტრუქტურის შესახებ. დნმ-ის კოდი ყველა ორგანიზმისთვის ერთნაირია. თითოეული ამინომჟავა შეესაბამება სამ ნუკლეოტიდს, რომლებიც ქმნიან სამეულს ან კოდონს. ასეთი კოდირება ზედმეტია: შესაძლებელია სამეულის 64 კომბინაცია, ხოლო ამინომჟავა მხოლოდ 20. ასევე არის საკონტროლო ტრიპლეტები, მაგალითად, გენის დასაწყისსა და დასასრულის აღნიშვნა.

ცილის ბიოსინთეზიარის რეაქციების ჯაჭვი, რომელიც იყენებს ატფ-ის ენერგიას. ფერმენტები მონაწილეობენ ცილის სინთეზის ყველა რეაქციაში. ცილის ბიოსინთეზი არის მატრიცის სინთეზი.

გენეტიკური კოდიარის ცილებში ამინომჟავების თანმიმდევრობის შესახებ ინფორმაციის ჩაწერის სისტემა დნმ-ში ნუკლეოტიდების თანმიმდევრობის გამოყენებით. გენეტიკური კოდის თვისებები.

1. სამმაგითითოეული ამინომჟავა კოდირებულია 3 ნუკლეოტიდის თანმიმდევრობით.

2. დეგენერაცია. ყველა ამინომჟავა, გარდა მეთიონინისა და ტრიპტოფანისა, კოდირებულია ერთზე მეტი სამეულით. სულ 61 ტრიპლეტი კოდირებს 20 ამინომჟავას.

3. უნიკალურობა. თითოეული ტრიპლეტი აკოდირებს მხოლოდ ერთ ამინომჟავას ან არის თარგმანის ტერმინატორი.

4. კომპაქტურობა, ან ინტრაგენური სასვენი ნიშნების არარსებობა. გენში თითოეული ნუკლეოტიდი მნიშვნელოვანი კოდონის ნაწილია.

23. უჯრედში გენეტიკური ინფორმაციის კოდირებისა და განხორციელების პრინციპი, გენეტიკური კოდის თვისებები, მათი ბიოლოგიური მნიშვნელობა. ინფორმაციის რეალიზაციის ეტაპები, მათი მახასიათებლები. პირდაპირი და საპირისპირო ტრანსკრიფციის კონცეფცია.

გენეტიკური კოდი- მემკვიდრეობითი ინფორმაციის ჩაწერის სისტემა, რის შემდეგაც ნუკლეოტიდების თანმიმდევრობა დნმ-ში (ზოგიერთ რნმ ვირუსებში) განსაზღვრავს ამინომჟავების თანმიმდევრობას ცილის მოლეკულებში. ვინაიდან განხორციელების პროცესში გენეტიკური ინფორმაცია გადაიწერება დნმ-დან mRNA-ზე, გენეტიკური კოდი იკითხება mRNA-სთვის და იწერება რნმ-ის ოთხი აზოტოვანი ფუძის გამოყენებით (A, B, G, C).

კოდონი- mRNA-ს სამი მიმდებარე ნუკლეოტიდის (სამმაგი) თანმიმდევრობა, რომელიც კოდირებს სპეციფიკურ ამინომჟავას ან ტრანსლაციის დასაწყისს და დასასრულს.

ვინაიდან არსებობს ოთხი ტიპის ნუკლეოტიდი, გენეტიკური კოდი შედგება 64 კოდონისგან, საიდანაც 61 კოდონი კოდირებს 20 ამინომჟავას. სამი კოდონი (UAG, UAA, UGA) - კოდონ-კოდონები-უაზრო კოდონები, არ აკოდირებენ ერთ ამინომჟავას და არ არსებობს მათთვის სატრანსპორტო რნმ; ისინი მოქმედებენ როგორც სიგნალები ტრანსლაციის დასრულებისთვის (კოდონ-კოდონ-სტოპ კოდონები, კოდონ-ტერმინატორები). AUG კოდონი განსაზღვრავს თარგმანის დაწყებას და მას უწოდებენ დაწყების ან დაწყების კოდონს.

გენეტიკური კოდი: მისი თვისებები და კონცეფცია. უპირველეს ყოვლისა, სიცოცხლის მთელი მრავალფეროვნება განისაზღვრება ცილის მოლეკულების მრავალფეროვნებით, რომლებიც ასრულებენ სხვადასხვა ბიოლოგიურ ფუნქციას უჯრედებში. ცილების სტრუქტურა განისაზღვრება მათ პეპტიდურ ჯაჭვებში ამინომჟავების სიმრავლითა და რიგით. სწორედ პეპტიდებში ამინომჟავების ეს თანმიმდევრობაა დაშიფრული დნმ-ის მოლეკულებში გენეტიკური კოდის გამოყენებით. ბუნებაში არსებული ცილების მრავალფეროვნებაში ნაპოვნია დაახლოებით 20 სხვადასხვა ამინომჟავა.

გენეტიკური კოდის თვისებები:

ტრიპლეტი - ერთი ამინომჟავა კოდირებულია ერთი სამეულით, რომელიც მოიცავს სამ ნუკლეოტიდს. ასეთ სამეულს კოდონს უწოდებენ;

· „დეგენერაცია“, ანუ გენეტიკური კოდის სიჭარბე, ე.ი. ერთი და იგივე ამინომჟავის კოდირება შესაძლებელია რამდენიმე სამეულით, რადგან ცნობილია 20 ამინომჟავა და 64 კოდონი.

გადახურვის გარეშე, ე.ი. დნმ-ის მოლეკულაში სამეულებს შორის გამყოფი ნიშნები არ არის, ისინი განლაგებულია წრფივი თანმიმდევრობით, ერთმანეთის მიყოლებით; სამი მიმდებარე ნუკლეოტიდი ქმნის ერთ სამეულს;

მრავალმხრივობა, ე.ი. ყველა ორგანიზმისთვის, პროკარიოტებიდან ადამიანებამდე, 20 ამინომჟავა დაშიფრულია ერთი და იგივე სამეულით, რაც დედამიწაზე მთელი სიცოცხლის წარმოშობის ერთიანობის დამადასტურებელია.

გენეტიკური ინფორმაციის დანერგვის ეტაპები I.

ტრანსკრიფცია- ყველა ტიპის რნმ-ის სინთეზი დნმ-ის მატრიცაზე.

ტრანსკრიფცია ან ხელახალი ჩაწერა ხდება არა მთელ დნმ-ის მოლეკულაზე, არამედ კონკრეტულ პროტეინზე (გენზე) პასუხისმგებელ ადგილზე. ტრანსკრიფციისთვის საჭირო პირობები:

ა) დნმ-ის მონაკვეთის განტვირთვა ცილა-ფერმენტების გადახვევის დახმარებით

ბ) სამშენებლო მასალის ხელმისაწვდომობა.

გ) ტრანსკრიფციული ფერმენტები - რნმ პოლიმერაზები I, II, III

დ) ენერგია ატფ-ის სახით.

ტრანსკრიფცია ხდება კომპლემენტარობის პრინციპის მიხედვით. ამავდროულად, სპეციალური ცილა-ფერმენტების დახმარებით დნმ-ის ორმაგი სპირალის ნაწილი იხსნება და წარმოადგენს mRNA-ს სინთეზის შაბლონს. შემდეგ რნმ პოლიმერაზას ფერმენტი მოძრაობს დნმ-ის ჯაჭვის გასწვრივ, აკავშირებს ნუკლეოტიდებს ერთმანეთთან კომპლემენტარობის პრინციპის მიხედვით მზარდ რნმ ჯაჭვში. შემდეგ ერთჯაჭვიანი რნმ გამოეყო დნმ-ს და გამოდის უჯრედის II ბირთვიდან ბირთვული მემბრანის ფორების მეშვეობით.

მაუწყებლობა(თარგმანი), ანუ ცილის ბიოსინთეზი. თარგმანის არსი არის აზოტოვანი ფუძეების ოთხასოიანი შიფრის თარგმნა ამინომჟავების 20-ასოიან „ლექსიკონში“. ტრანსლაციის პროცესი შედგება mRNA-ში კოდირებული გენეტიკური ინფორმაციის ცილის ამინომჟავების თანმიმდევრობაში გადატანაში. ციტოპლაზმაში ციტოპლაზმაში რიბოზომებზე და შედგება რამდენიმე ეტაპისგან:

მოსამზადებელი ეტაპი (ამინომჟავების გააქტიურება) შედგება თითოეული ამინომჟავის ფერმენტულ შეკავშირებაში მის tRNA-სთან და ამინომჟავა-tRNA კომპლექსის წარმოქმნაში. სინამდვილეში ცილის სინთეზი, რომელიც მოიცავს სამ ეტაპს:

ა) ინიციაცია- mRNA უკავშირდება რიბოსომის მცირე ქვედანაყოფს

ბ) დრეკადობა- პოლიპეპტიდური ჯაჭვის გახანგრძლივება. პროცესი ტარდება 3 ეტაპად და მოიცავს mRNA კოდონის მიბმას tRNA ანტიკოდონთან რიბოზომის აქტიურ ცენტრში კომპლემენტარობის პრინციპის მიხედვით, შემდეგ ორ ამინომჟავის ნარჩენებს შორის პეპტიდური კავშირის წარმოქმნას და დიპეპტიდის გადაადგილებას. ერთი ნაბიჯით წინ და, შესაბამისად, რიბოსომის გადაადგილება mRNA-ს გასწვრივ ერთი კოდონით წინ

გ) შეწყვეტა- თარგმანის დასასრული დამოკიდებულია შეწყვეტის კოდონების ან "გაჩერების სიგნალების" (UAA, UGA, UAG) და ცილოვანი ფერმენტების არსებობაზე - mRNA-ში შეწყვეტის ფაქტორები.

საპირისპირო ტრანსკრიფციაარის ორჯაჭვიანი დნმ-ის ფორმირების პროცესი, რომელიც ეფუძნება ერთჯაჭვიან რნმ-ში არსებულ ინფორმაციას. ამ პროცესს უწოდებენ საპირისპირო ტრანსკრიფციას, რადგან გენეტიკური ინფორმაციის გადაცემა ხდება ტრანსკრიპციის მიმართ "საპირისპირო" მიმართულებით.

მსგავსი ინფორმაცია.

გენეტიკური ინფორმაცია დაშიფრულია დნმ-ში. გენეტიკური კოდი განმარტეს M. Nirenberg-მა და H.G. ყურანი, რისთვისაც მათ მიენიჭათ ნობელის პრემია 1968 წელს.

გენეტიკური კოდი- ნუკლეოტიდების განლაგების სისტემა ნუკლეინის მჟავას მოლეკულებში, რომელიც აკონტროლებს ამინომჟავების თანმიმდევრობას პოლიპეპტიდის მოლეკულაში.

კოდის ძირითადი პოსტულატები:

1) გენეტიკური კოდი არის სამმაგი. mRNA სამეულს კოდონი ეწოდება. კოდონი კოდირებს ერთ ამინომჟავას.

2) გენეტიკური კოდი გადაგვარებულია. ერთი ამინომჟავა კოდირებულია ერთზე მეტი კოდონით (2-დან 6-მდე). გამონაკლისია მეთიონინი და ტრიპტოფანი (AUG, GUG). ერთი ამინომჟავის კოდონებში, პირველი ორი ნუკლეოტიდი ყველაზე ხშირად ერთნაირია, ხოლო მესამე იცვლება.

3) კოდონები არ ემთხვევა ერთმანეთს. ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობა იკითხება ერთი მიმართულებით ზედიზედ, სამჯერ სამჯერ.

4) კოდი ცალსახაა. კოდონი კოდირებს კონკრეტულ ამინომჟავას.

5) AUG არის საწყისი კოდონი.

6) გენის შიგნით არ არის სასვენი ნიშნები - გაჩერების კოდონები: UAG, UAA, UGA.

7) გენეტიკური კოდი უნივერსალურია, ის ყველა ორგანიზმისა და ვირუსისთვის ერთნაირია.

დნმ-ის სტრუქტურის გამჟღავნებამ, მემკვიდრეობითობის მატერიალურმა მატარებელმა, ხელი შეუწყო მრავალი საკითხის გადაწყვეტას: გენების რეპროდუქცია, მუტაციების ბუნება, ცილების ბიოსინთეზი და ა.შ.

გენეტიკური კოდის გადაცემის მექანიზმმა ხელი შეუწყო მოლეკულური ბიოლოგიის განვითარებას, ასევე გენეტიკური ინჟინერიის, გენური თერაპიის განვითარებას.

დნმ მდებარეობს ბირთვში და არის ქრომატინის ნაწილი, ისევე როგორც მიტოქონდრიები, ცენტროსომები, პლასტიდები და რნმ არის ბირთვებში, ციტოპლაზმურ მატრიქსში და რიბოსომებში.

უჯრედში მემკვიდრეობითი ინფორმაციის მატარებელია დნმ, ხოლო რნმ ემსახურება გენეტიკური ინფორმაციის გადაცემას და განხორციელებას პრო- და ევკარიოტებში. i-RNA-ს დახმარებით ხდება დნმ-ის ნუკლეოტიდების თანმიმდევრობის პოლიპეპტიდში გადაყვანის პროცესი.

ზოგიერთ ორგანიზმში, დნმ-ის გარდა, რნმ შეიძლება იყოს მემკვიდრეობითი ინფორმაციის მატარებელი, მაგალითად, თამბაქოს მოზაიკის ვირუსებში, პოლიომიელიტსა და შიდსში.

ნუკლეინის მჟავების მონომერები არის ნუკლეოტიდები. დადგენილია, რომ ევკარიოტულ ქრომოსომებში გიგანტური ორჯაჭვიანი დნმ-ის მოლეკულა იქმნება 4 ტიპის ნუკლეოტიდებით: ადენილი, გუანილი, თიმიდილ და ციტოსილი. თითოეული ნუკლეოტიდი შედგება აზოტოვანი ბაზისგან (პურინი G+A ან პირიმიდინი C+T), დეოქსირიბოზა და ფოსფორის მჟავის ნარჩენი.

სხვადასხვა წარმოშობის დნმ-ის ანალიზისას ჩარგაფმა ჩამოაყალიბა აზოტოვანი ფუძეების რაოდენობრივი თანაფარდობის კანონზომიერებები - ჩარგაფის წესები.

ა) ადენინის რაოდენობა ტოლია თიმინის რაოდენობას (A=T);

ბ) გუანინის რაოდენობა უდრის ციტოზინის რაოდენობას (G=C);

გ) პურინების რაოდენობა უდრის პირიმიდინების რაოდენობას (G+A = C+T);

დ) 6-ამინო ჯგუფის მქონე ბაზების რაოდენობა უდრის 6-კეტო ჯგუფის მქონე ბაზების რაოდენობას (A + C \u003d G + T).

ამავდროულად, A + TG + C ფუძეების თანაფარდობა არის მკაცრად სახეობის სპეციფიკური კოეფიციენტი (ადამიანებისთვის - 0,66; თაგვებისთვის - 0,81; ბაქტერიების - 0,41).

1953 წელს ბიოლოგი ჯ.უოტსონიდა ფიზიკოსი ფ.კრიკიშესთავაზა დნმ-ის სივრცითი მოლეკულური მოდელი.

მოდელის ძირითადი პოსტულატები შემდეგია:

1. დნმ-ის თითოეული მოლეკულა შედგება ორი გრძელი ანტიპარალელური პოლინუკლეოტიდური ჯაჭვისგან, რომლებიც ქმნიან ორმაგ სპირალს, რომელიც დატრიალებულია ცენტრალური ღერძის გარშემო (მარჯვენა - B-ფორმა, მარცხენა - Z-ფორმა, აღმოჩენილი ა. რიჩის მიერ 70-იანი წლების ბოლოს).

2. თითოეული ნუკლეოზიდი (პენტოზა + აზოტოვანი ფუძე) მდებარეობს სპირალის ღერძის პერპენდიკულარულ სიბრტყეში.

3. ორი პოლინუკლეოტიდური ჯაჭვი ერთმანეთს უჭირავს აზოტოვან ფუძეებს შორის წარმოქმნილი წყალბადური ბმებით.

4. აზოტოვანი ფუძეების დაწყვილება მკაცრად სპეციფიკურია, პურინული ფუძეები ერწყმის მხოლოდ პირიმიდინურს: A-T, G-C.

5. ერთი ჯაჭვის ფუძის თანმიმდევრობა შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს, მაგრამ მეორე ჯაჭვის აზოტოვანი ფუძეები მკაცრად უნდა ავსებდეს მათ.

პოლინუკლეოტიდური ჯაჭვები იქმნება კოვალენტური ბმებით მეზობელ ნუკლეოტიდებს შორის ფოსფორმჟავას ნარჩენების მეშვეობით, რომელიც აკავშირებს შაქრის მეხუთე პოზიციაზე მყოფ ნახშირბადს მიმდებარე ნუკლეოტიდის მესამე ნახშირბადთან. ჯაჭვებს აქვს მიმართულება: ჯაჭვის დასაწყისი არის 3 "OH - დეზოქსირიბოზის ნახშირბადის მესამე პოზიციაზე, მიმაგრებულია OH ჰიდროქსილის ჯგუფი, ჯაჭვის ბოლო არის 5" F, ფოსფორის მჟავას ნარჩენი მიმაგრებულია. დეზოქსირიბოზის მეხუთე ნახშირბადი.

დნმ-ის აუტოსინთეზური ფუნქციაა რეპლიკაცია – ავტორეპროდუქცია. რეპლიკაცია ემყარება ნახევრად კონსერვატიულობის, ანტიპარალელიზმის, კომპლემენტარობის და უწყვეტობის პრინციპებს. დნმ-ის მემკვიდრეობითი ინფორმაცია რეალიზდება რეპლიკაციის შედეგად მატრიცის სინთეზის ტიპის მიხედვით. იგი მიმდინარეობს ეტაპად: შეკვრა, დაწყება, გახანგრძლივება, შეწყვეტა. პროცესი შემოიფარგლება ინტერფაზის S-პერიოდით. დნმ-პოლიმერაზას ფერმენტი იყენებს ერთჯაჭვიან დნმ-ს შაბლონად და 4 ნუკლეოტიდის, პრაიმერის (რნმ) თანდასწრებით აშენებს დნმ-ის მეორე ჯაჭვს.

დნმ-ის სინთეზი ხორციელდება კომპლემენტარობის პრინციპით. დნმ-ის ჯაჭვის ნუკლეოტიდებს შორის წარმოიქმნება ფოსფოდიესტერის ბმები ბოლო ნუკლეოტიდის 3 "OH ჯგუფის ჯაჭვში დასამატებელი მომდევნო ნუკლეოტიდის 5" -ფოსფატთან კავშირის გამო.

არსებობს დნმ-ის რეპლიკაციის სამი ძირითადი ტიპი: კონსერვატიული, ნახევრად კონსერვატიული, დისპერსიული.

კონსერვატიული- ორიგინალური ორჯაჭვიანი მოლეკულის მთლიანობის შენარჩუნება და ქალიშვილის ორჯაჭვიანი მოლეკულის სინთეზი. შვილობილი მოლეკულების ნახევარი აგებულია მთლიანად ახალი მასალისგან, ნახევარი კი ძველი ძირითადი მასალისგან.

ნახევრად კონსერვატიული - დნმ-ის სინთეზი იწყება ფერმენტ ჰელიკაზას რეპლიკაციის საწყისთან მიმაგრებით, რომელიც ხსნის დნმ-ის მონაკვეთებს. თითოეულ ჯაჭვს აქვს მიმაგრებული ცილებთან შემაკავშირებელი დნმ (DBP), რომელიც ხელს უშლის მათ შეერთებას. რეპლიკაციის ერთეული არის რეპლიკონი - ეს არის უბანი ბავშვთა ჯაჭვების სინთეზის დაწყების ორ წერტილს შორის. ფერმენტების ურთიერთქმედებას რეპლიკაციის საწყისთან ეწოდება ინიცირება. ეს წერტილი მოძრაობს ჯაჭვის გასწვრივ (3 "OH>5" F) და იქმნება რეპლიკაციის ჩანგალი.

ახალი ჯაჭვის სინთეზი უწყვეტია 700-800-2000 ნუკლეოტიდის ნარჩენების სიგრძის ფრაგმენტების წარმოქმნით. არსებობს გამეორების საწყისი და დასასრული წერტილი. რეპლიკონი მოძრაობს დნმ-ის მოლეკულის გასწვრივ და მისი ახალი სექციები იხსნება. თითოეული მშობელი ჯაჭვი ბავშვისთვის არის მატრიცა, რომელიც სინთეზირებულია კომპლემენტარობის პრინციპის მიხედვით. ნუკლეოტიდების თანმიმდევრული შეერთების შედეგად დნმ-ის ჯაჭვი გრძელდება (დრეკადობის სტადია) ფერმენტ დნმ ლიგაზას დახმარებით. როდესაც მოლეკულის სასურველი სიგრძე მიიღწევა, სინთეზი ჩერდება - წყდება. ევკარიოტებს აქვთ ათასობით რეპლიკაციის ჩანგალი ერთდროულად. პროკარიოტებში ინიცირება ხდება დნმ-ის რგოლის ერთ წერტილში, ხოლო რეპლიკაციის ორი ჩანგალი მოძრაობს 2 მიმართულებით. იმ ადგილას, სადაც ისინი ხვდებიან, ორჯაჭვიანი დნმ-ის მოლეკულები გამოყოფილია.

Გაფანტული - დნმ-ის დაშლა ნუკლეოტიდის ფრაგმენტებად, ახალი ორჯაჭვიანი დნმ შედგება სპონტანურად შეგროვებული ახალი და მშობლის ფრაგმენტებისგან.

ევკარიოტული დნმ სტრუქტურულად მსგავსია პროკარიოტული დნმ-ის. განსხვავებები ეხება: დნმ-ის რაოდენობას გენების მიხედვით, დნმ-ის მოლეკულის სიგრძეს, ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობების მონაცვლეობის რიგს, დაწყობის ფორმას (ევკარიოტებში - წრფივი, პროკარიოტებში - წრიული).

ევკარიოტებს ახასიათებთ დნმ-ის სიჭარბე: მისი დნმ-ის რაოდენობა კოდირებაში მონაწილეობს მხოლოდ 2%. ჭარბი დნმ-ის ნაწილი წარმოდგენილია ნუკლეოტიდების იგივე ნაკრებით, რომლებიც მრავალჯერ მეორდება (იმეორებს). არის განმეორებით და ზომიერად განმეორებადი თანმიმდევრობები. ისინი ქმნიან კონსტიტუციურ ჰეტეროქრომატინს (სტრუქტურულ). ის ჩართულია უნიკალურ თანმიმდევრობებს შორის. ჭარბი გენები აქვს 104 ასლი.

მეტაფაზის ქრომოსომა (სპირალიზებული ქრომატინი) შედგება ორი ქრომატიდისგან. ფორმა განისაზღვრება პირველადი შეკუმშვის - ცენტრომერის არსებობით. ის ქრომოსომას ყოფს 2 ჯგუფად.

ცენტრომერის მდებარეობა განსაზღვრავს ქრომოსომების ძირითად ფორმებს:

მეტაცენტრული,

სუბმეტაცენტრული,

აკროცენტრული,

ტელოცენტრული.

ქრომოსომების სპირალიზაციის ხარისხი არ არის იგივე. სუსტი სპირალიზაციის მქონე ქრომოსომების რეგიონებს უწოდებენ ევქრომატული. ეს არის მაღალი მეტაბოლური აქტივობის ზონა, სადაც დნმ შედგება უნიკალური თანმიმდევრობებისაგან. ზონა ძლიერი სპირალიზაციით - ჰეტეროქრომატული რეგიონი, რომელსაც შეუძლია ტრანსკრიფცია. გამოარჩევენ კონსტიტუციური ჰეტეროქრომატინი-გენეტიკური ინერტული, არ შეიცავს გენებს, არ გადადის ევქრომატინში, ასევე სურვილისამებრ, რომელიც შეიძლება გარდაიქმნას აქტიურ ევქრომატინად. ქრომოსომების დისტალური ნაწილების ბოლოებს ტელომერები ეწოდება.

ქრომოსომები იყოფა აუტოსომებად (სომატური უჯრედები) და ჰეტეროქრომოსომებად (სქესობრივი უჯრედები).

ლევიცკის (1924) წინადადებით, უჯრედის სომატური ქრომოსომების დიპლოიდური ნაკრები ეწოდა. კარიოტიპი. მას ახასიათებს ქრომოსომების რაოდენობა, ფორმა, ზომა. კარიოტიპის ქრომოსომების აღსაწერად, ს.გ. ნავაშინა ისინი ფორმაშია მოწყობილი იდიოგრამები - სისტემატური კარიოტიპი. 1960 წელს შემოთავაზებული იქნა დენვერის ქრომოსომების საერთაშორისო კლასიფიკაცია, სადაც ქრომოსომები კლასიფიცირდება ცენტრომერის ზომისა და მდებარეობის მიხედვით. ადამიანის სომატური უჯრედის კარიოტიპში გამოიყოფა 22 წყვილი აუტოსომა და წყვილი სქესის ქრომოსომა. სომატურ უჯრედებში ქრომოსომების ერთობლიობას ე.წ დიპლოიდური, და სასქესო უჯრედებში - ჰაპლოიდი (არის ის უდრის აუტოსომების ნაკრების ნახევარს). ადამიანის კარიოტიპის იდიოგრამაში ქრომოსომა იყოფა 7 ჯგუფად, მათი ზომისა და ფორმის მიხედვით.

1 - 1-3 დიდი მეტაცენტრული.

2 - 4-5 დიდი სუბმეტაცენტრული.

3 - 6-12 და X-ქრომოსომის საშუალო მეტაცენტრული.

4 - 13-15 საშუალო აკროცენტრული.

5 - 16-18 შედარებით მცირე მეტა-სუბმეტაცენტრული.

6 - 19-20 პატარა მეტაცენტრული.

7 - 21-22 და Y- ქრომოსომა ყველაზე პატარა აკროცენტრულია.

Მიხედვით პარიზის კლასიფიკაცია ქრომოსომები იყოფა ჯგუფებად მათი ზომისა და ფორმის მიხედვით, ასევე ხაზოვანი დიფერენციაციის მიხედვით.

ქრომოსომებს აქვთ შემდეგი თვისებები (ქრომოსომების წესები):

1. ინდივიდუალობა – განსხვავებები არაჰომოლოგურ ქრომოსომებს შორის.

2. წყვილები.

3. რიცხვის მუდმივობა – დამახასიათებელია თითოეული სახეობისთვის.

4. უწყვეტობა - გამრავლების უნარი.

07.04.2015 13.10.2015

ნანოტექნოლოგიებისა და ინოვაციების ეპოქაში ადამიანის ცხოვრების ყველა სფეროში აუცილებელია ბევრი რამის ცოდნა თავდაჯერებულობისთვის და ადამიანებთან კომუნიკაციისთვის. ოცდამეერთე საუკუნის ტექნოლოგიები ძალიან შორს წავიდა, მაგალითად, მედიცინისა და გენეტიკის სფეროში. ამ სტატიაში შევეცდებით დეტალურად აღვწეროთ კაცობრიობის ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაბიჯი დნმ-ის კვლევაში.

დნმ-ის კოდის აღწერა

რა არის ეს კოდი? კოდი გადაგვარებულია გენეტიკური თვისებებით და მას გენეტიკოსები სწავლობენ. ჩვენი პლანეტის ყველა ცოცხალი არსება დაჯილდოებულია ამ კოდით. მეცნიერულად განისაზღვრება, როგორც ამინომჟავების ცილოვანი თანმიმდევრობის მეთოდი ნუკლეოტიდების ჯაჭვის გამოყენებით.
ეგრეთ წოდებული ანბანი შედგება ოთხი ფუძისგან, დასახელებული A, G, T, C:
A არის ადენინი
G - გუანინი,
T - თიმინი,
C, ციტოზინი.
კოდის ჯაჭვი არის ზემოთ აღწერილი ფუძეების სპირალი, რომელიც თანმიმდევრულად შედგება, გამოდის, რომ სპირალის თითოეულ საფეხურს შეესაბამება გარკვეული ასო.
დნმ-ის კოდი დეგენერირებულია ცილების მიერ, რომლებიც მონაწილეობენ კომპილაციაში და შედგება ჯაჭვებისგან. რომელშიც ოცი ტიპის ამინომჟავა მონაწილეობს. გამომჟღავნებელი კოდის ამინომჟავებს ეწოდება კანონიკური, ისინი რიგდებიან თითოეულ არსებაში და ქმნიან ცილოვან კავშირებს.

აღმოჩენის ისტორია

კაცობრიობა დიდი ხანია სწავლობს ცილებს და მჟავებს, მაგრამ პირველი ჰიპოთეზები და მემკვიდრეობის თეორიის დამკვიდრება მხოლოდ მეოცე საუკუნის შუა ხანებში გაჩნდა. ამ დროისთვის მეცნიერებმა შეაგროვეს საკმარისი ცოდნა ამ საკითხთან დაკავშირებით.
1953 წელს კვლევამ აჩვენა, რომ ცალკეული ორგანიზმის ცილას აქვს ამინომჟავების უნიკალური ჯაჭვი. შემდგომში დადგინდა, რომ ამ ჯაჭვს არ აქვს შეზღუდვა პოლიპეპტიდში.

შეადარეს სხვადასხვა მსოფლიო მეცნიერის ჩანაწერები, რომლებიც განსხვავებული იყო. აქედან გამომდინარე, ჩამოყალიბდა გარკვეული კონცეფცია: თითოეული გენი შეესაბამება გარკვეულ პოლიპეპტიდს. ამავდროულად, ჩნდება სახელი დნმ, რომელიც ნამდვილად დადასტურებულია, რომ არ არის ცილა.
მკვლევარებმა კრიკმა და უოტსონმა პირველად ისაუბრეს განმარტებითი შიფრის მატრიცულ სქემაზე 1953 წელს. დიდი მეცნიერების უახლეს ნაშრომში დადასტურდა ის ფაქტი, რომ შიფრი ინფორმაციის მატარებელია.

შემდგომში დარჩა მხოლოდ პროტეინის ამინომჟავების ჯაჭვების, ბაზებისა და თვისებების განსაზღვრისა და ფორმირების საკითხის გაგება.

პირველი მეცნიერი, რომელმაც შექმნა გენეტიკური კოდირების ჰიპოთეზა, იყო ფიზიკოსი გამოუ, რომელმაც ასევე შესთავაზა მატრიცის ტესტირების გარკვეული გზა.
გენეტიკოსებმა შესთავაზეს კორესპონდენციის დამყარება ამინომჟავის ჯაჭვის ორ გვერდითა ლიანდაგსა და ალმასის ფორმის საფეხურებს შორის. ჯაჭვის ალმასის ფორმის საფეხურები იქმნება გენეტიკური კოდის ოთხი ნუკლეოტიდის გამოყენებით. ამ მიმოწერას ტამბური ერქვა.
Gamow თავის შემდგომ კვლევაში გვთავაზობს სამმაგი კოდის თეორიას. ეს ვარაუდი უმთავრესი ხდება გენეტიკური კოდის ბუნების საკითხში. მიუხედავად იმისა, რომ ფიზიკოს გემოუს თეორიას აქვს ხარვეზები, რომელთაგან ერთ-ერთი არის ცილების სტრუქტურის კოდირება გენეტიკური კოდის საშუალებით.
შესაბამისად, გეორგი გამოოუ გახდა პირველი მეცნიერი, რომელმაც გენების საკითხი განიხილა, როგორც ოთხნიშნა სისტემის კოდირება მისი ოცციფრიან ფუნდამენტურ ფაქტად.

ოპერაციული პრინციპი

ერთი ცილა შედგება ამინომჟავების რამდენიმე სიმისგან. შემაერთებელი ჯაჭვების ლოგიკა განსაზღვრავს სხეულის ცილის სტრუქტურასა და მახასიათებლებს, რაც შესაბამისად ხელს უწყობს ცოცხალი არსების ბიოლოგიური პარამეტრების შესახებ ინფორმაციის იდენტიფიცირებას.

ცოცხალი უჯრედებიდან ინფორმაცია მიიღება ორი მატრიცული პროცესით:
ტრანსკრიფცია, ანუ რნმ-ისა და დნმ-ის შაბლონების შერწყმის სინთეზირებული პროცესი.
თარგმანი, ანუ პოლიპეპტიდების ჯაჭვის სინთეზი რნმ-ის შაბლონზე.
თარგმანის დროს გენეტიკური კოდი გადადის ამინომჟავების ლოგიკურ ჯაჭვში.

გენების ინფორმაციის იდენტიფიცირებისთვის და განსახორციელებლად საჭიროა მინიმუმ სამი ჯაჭვის ნუკლეოტიდი ოცი მკაცრად თანმიმდევრული ამინომჟავის განხილვისას. სამი ნუკლეოტიდის ასეთი ნაკრები მოიხსენიება როგორც სამეული.
გენეტიკური კოდები იყოფა ორ კატეგორიად:
გადახურვა - მცირე, სამკუთხა და თანმიმდევრული კოდი.
გადახურვის გარეშე - კოდი არის კომბინირებული და "მძიმის გარეშე".
კვლევებმა დაამტკიცა, რომ ამინომჟავების რიგი ქაოტურია და, შესაბამისად, ინდივიდუალურად, ამის საფუძველზე მეცნიერები უპირატესობას ანიჭებენ არა გადახურვის კოდებს. შემდგომში უარყვეს თეორია „მძიმის გარეშე“.
რატომ გჭირდებათ დნმ-ის კოდის ცოდნა?
ცოცხალი ორგანიზმის გენეტიკური კოდის ცოდნა საშუალებას იძლევა განისაზღვროს მოლეკულების ინფორმაცია მემკვიდრეობითი და ევოლუციური გაგებით. მემკვიდრეობითობის აუცილებელი ჩანაწერი, ავლენს კვლევას გენეტიკის სამყაროში სისტემური ცოდნის ფორმირების შესახებ.
გენეტიკური კოდის უნივერსალურობა ითვლება ცოცხალი ორგანიზმის უნიკალურ თვისებად. მონაცემების საფუძველზე შეგიძლიათ მიიღოთ პასუხი სამედიცინო და გენეტიკური ხასიათის კითხვებზე უმეტესობაზე.

ცოდნის გამოყენება მედიცინასა და გენეტიკაში

მეოცე საუკუნეში მოლეკულურ ბიოლოგიაში მიღწევებმა ფართო ნაბიჯის გადადგმის საშუალება მისცა სხვადასხვა ფუძის მქონე დაავადებებისა და ვირუსების შესწავლაში. გენეტიკური კოდის შესახებ ინფორმაცია ფართოდ გამოიყენება მედიცინასა და გენეტიკაში.
კონკრეტული დაავადების ან ვირუსის ბუნების იდენტიფიცირება გენეტიკური განვითარების შესწავლას ეფუძნება. ცოდნას და თეორიებისა და პრაქტიკის ფორმირებას შეუძლია განკურნოს თანამედროვე სამყაროსა და მომავლის რთულად სამკურნალო ან განუკურნებელი დაავადებები.

განვითარების პერსპექტივები

ვინაიდან მეცნიერულად დადასტურებულია, რომ გენეტიკური კოდი შეიცავს ინფორმაციას არა მხოლოდ მემკვიდრეობის, არამედ ორგანიზმის სიცოცხლის ხანგრძლივობის შესახებ, გენეტიკის განვითარება სვამს კითხვას უკვდავებისა და დღეგრძელობის შესახებ. ამ პერსპექტივას მხარს უჭერს ხმელეთის უკვდავების, კიბოს უჯრედების, ადამიანის ღეროვანი უჯრედების არაერთი ჰიპოთეზა.

1985 წელს ტექნიკური ინსტიტუტის მკვლევარმა პ. გარიაევმა სპექტრალური ანალიზის შემთხვევით აღმოაჩინა ცარიელი ადგილი, რომელსაც მოგვიანებით ფანტომი უწოდეს. ფანტომები იდენტიფიცირებენ გარდაცვლილ გენეტიკურ მოლეკულებს.
რა შემდგომში აღინიშნა ცოცხალი ორგანიზმის დროთა განმავლობაში ცვლილების თეორია, რომელიც ვარაუდობს, რომ ადამიანს შეუძლია იცხოვროს ოთხას წელზე მეტი ხნის განმავლობაში.
ფენომენი ისაა, რომ დნმ-ის უჯრედებს შეუძლიათ ასი ჰერცის ხმის ვიბრაციების გამოსხივება. ასე რომ, დნმ-ს შეუძლია საუბარი.