Ang bawat buhay na organismo ay may espesyal na hanay ng mga protina. Ang ilang mga compound ng nucleotides at ang kanilang pagkakasunud-sunod sa molekula ng DNA ay bumubuo ng genetic code. Naghahatid ito ng impormasyon tungkol sa istruktura ng protina. Sa genetika, isang tiyak na konsepto ang pinagtibay. Ayon sa kanya, ang isang gene ay tumutugma sa isang enzyme (polypeptide). Dapat sabihin na ang pananaliksik sa mga nucleic acid at protina ay isinasagawa sa medyo mahabang panahon. Higit pa sa artikulo, titingnan natin ang genetic code at ang mga katangian nito. Magbibigay din ng maikling kronolohiya ng pananaliksik.

Terminolohiya

Ang genetic code ay isang paraan ng pag-encode ng amino acid protein sequence gamit ang nucleotide sequence. Ang pamamaraang ito ng pagbuo ng impormasyon ay katangian ng lahat ng nabubuhay na organismo. Ang mga protina ay mga natural na organikong sangkap na may mataas na molekular na timbang. Ang mga compound na ito ay naroroon din sa mga buhay na organismo. Binubuo ang mga ito ng 20 uri ng mga amino acid, na tinatawag na canonical. Ang mga amino acid ay nakaayos sa isang kadena at konektado sa isang mahigpit na itinatag na pagkakasunud-sunod. Tinutukoy nito ang istraktura ng protina at ang mga biological na katangian nito. Mayroon ding ilang mga kadena ng mga amino acid sa protina.

DNA at RNA

Ang deoxyribonucleic acid ay isang macromolecule. Siya ang responsable para sa paghahatid, pag-iimbak at pagpapatupad ng namamana na impormasyon. Gumagamit ang DNA ng apat na nitrogenous base. Kabilang dito ang adenine, guanine, cytosine, thymine. Ang RNA ay binubuo ng parehong nucleotides, maliban sa isa na naglalaman ng thymine. Sa halip, mayroong isang nucleotide na naglalaman ng uracil (U). Ang mga molekula ng RNA at DNA ay mga chain ng nucleotide. Salamat sa istrukturang ito, nabuo ang mga pagkakasunud-sunod - ang "genetic alphabet".

Pagpapatupad ng impormasyon

Ang synthesis ng isang protina na na-encode ng isang gene ay naisasakatuparan sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng mRNA sa isang template ng DNA (transkripsyon). Mayroon ding paglipat ng genetic code sa isang pagkakasunud-sunod ng mga amino acid. Iyon ay, ang synthesis ng polypeptide chain sa mRNA ay nagaganap. Upang i-encode ang lahat ng amino acids at isenyas ang pagtatapos ng sequence ng protina, sapat na ang 3 nucleotides. Ang chain na ito ay tinatawag na triplet.

Kasaysayan ng pananaliksik

Ang pag-aaral ng protina at nucleic acid ay isinasagawa nang mahabang panahon. Sa kalagitnaan ng ika-20 siglo, sa wakas ay lumitaw ang mga unang ideya tungkol sa likas na katangian ng genetic code. Noong 1953, natagpuan na ang ilang mga protina ay binubuo ng mga pagkakasunud-sunod ng mga amino acid. Totoo, sa oras na iyon ay hindi pa nila matukoy ang kanilang eksaktong bilang, at maraming mga pagtatalo tungkol dito. Noong 1953, naglathala sina Watson at Crick ng dalawang papel. Ang una ay nagpahayag ng pangalawang istraktura ng DNA, ang pangalawa ay nagsalita tungkol sa tinatanggap na pagkopya nito sa pamamagitan ng matrix synthesis. Bilang karagdagan, ang diin ay inilagay sa katotohanan na ang isang partikular na pagkakasunud-sunod ng mga base ay isang code na nagdadala ng namamana na impormasyon. Inamin ng American at Soviet physicist na si Georgy Gamov ang coding hypothesis at nakahanap ng paraan upang subukan ito. Noong 1954, ang kanyang trabaho ay nai-publish, kung saan naglagay siya ng isang panukala upang magtatag ng mga sulat sa pagitan ng mga side chain ng amino acid at hugis-brilyante na "mga butas" at gamitin ito bilang isang mekanismo ng coding. Pagkatapos ito ay tinatawag na rhombic. Ipinaliwanag ang kanyang trabaho, inamin ni Gamow na ang genetic code ay maaaring triplet. Ang gawain ng isang physicist ay isa sa mga una sa mga itinuturing na malapit sa katotohanan.

Pag-uuri

Pagkalipas ng ilang taon, iminungkahi ang iba't ibang modelo ng genetic code, na kumakatawan sa dalawang uri: overlapping at non-overlapping. Ang una ay batay sa paglitaw ng isang nucleotide sa komposisyon ng ilang mga codon. Ang triangular, sequential at major-minor genetic code ay kabilang dito. Ipinapalagay ng pangalawang modelo ang dalawang uri. Kasama sa hindi magkakapatong na kumbinasyon at "code na walang mga kuwit." Ang unang variant ay batay sa pag-encode ng isang amino acid ng nucleotide triplets, at ang komposisyon nito ang pangunahing isa. Ayon sa "walang comma code", ang ilang mga triplet ay tumutugma sa mga amino acid, habang ang iba ay hindi. Sa kasong ito, pinaniniwalaan na kung ang anumang makabuluhang triplets ay isinaayos sa serye, ang iba sa ibang reading frame ay magiging hindi na kailangan. Naniniwala ang mga siyentipiko na posibleng pumili ng nucleotide sequence na makakatugon sa mga kinakailangang ito, at mayroong eksaktong 20 triplets.

Bagama't kinuwestiyon ni Gamow et al ang modelong ito, ito ay itinuturing na pinakatama sa susunod na limang taon. Sa simula ng ikalawang kalahati ng ika-20 siglo, lumitaw ang bagong data na naging posible upang makita ang ilang mga pagkukulang sa "code na walang mga kuwit". Napag-alaman na ang mga codon ay maaaring mag-udyok ng synthesis ng protina sa vitro. Mas malapit sa 1965, naunawaan nila ang prinsipyo ng lahat ng 64 na triplets. Bilang resulta, natagpuan ang redundancy ng ilang codon. Sa madaling salita, ang pagkakasunud-sunod ng mga amino acid ay naka-encode ng ilang triplets.

Mga natatanging tampok

Ang mga katangian ng genetic code ay kinabibilangan ng:

Mga pagkakaiba-iba

Sa unang pagkakataon, ang paglihis ng genetic code mula sa pamantayan ay natuklasan noong 1979 sa panahon ng pag-aaral ng mitochondrial genes sa katawan ng tao. Ang karagdagang mga katulad na variant ay natukoy, kabilang ang maraming alternatibong mitochondrial code. Kabilang dito ang pag-decipher ng stop codon UGA na ginamit bilang kahulugan ng tryptophan sa mycoplasmas. Ang GUG at UUG ​​sa archaea at bacteria ay kadalasang ginagamit bilang panimulang variant. Minsan ang mga gene ay nagko-code para sa isang protina mula sa isang simulang codon na naiiba sa karaniwang ginagamit ng mga species na iyon. Gayundin, sa ilang mga protina, ang selenocysteine ​​​​at pyrrolysine, na hindi karaniwang mga amino acid, ay ipinasok ng ribosome. Binasa niya ang stop codon. Depende ito sa mga sequence na matatagpuan sa mRNA. Sa kasalukuyan, ang selenocysteine ​​​​ay itinuturing na ika-21, pyrrolizan - ang ika-22 na amino acid na nasa mga protina.

Pangkalahatang tampok ng genetic code

Gayunpaman, ang lahat ng mga pagbubukod ay bihira. Sa mga buhay na organismo, sa pangkalahatan, ang genetic code ay may isang bilang ng mga karaniwang tampok. Kabilang dito ang komposisyon ng codon, na kinabibilangan ng tatlong nucleotides (ang unang dalawa ay nabibilang sa mga nagpapasiya), ang paglipat ng mga codon sa pamamagitan ng tRNA at ribosome sa isang pagkakasunud-sunod ng amino acid.

Pumila sila sa mga kadena at, sa gayon, ang mga pagkakasunud-sunod ng mga genetic na titik ay nakuha.

Genetic code

Ang mga protina ng halos lahat ng nabubuhay na organismo ay binuo mula lamang sa 20 uri ng mga amino acid. Ang mga amino acid na ito ay tinatawag na canonical. Ang bawat protina ay isang kadena o ilang mga kadena ng mga amino acid na konektado sa isang mahigpit na tinukoy na pagkakasunud-sunod. Tinutukoy ng sequence na ito ang istraktura ng protina, at samakatuwid ang lahat ng mga biological na katangian nito.

C

CUU (Leu/L) Leucine
CUC (Leu/L) Leucine
CUA (Leu/L)Leucine
CUG (Leu/L) Leucine

Sa ilang mga protina, ang mga non-standard na amino acid tulad ng selenocysteine ​​​​at pyrrolysine ay ipinapasok ng stop codon-reading ribosome, na nakasalalay sa mga sequence sa mRNA. Ang Selenocysteine ​​​​ay itinuturing na ngayon bilang ika-21, at pyrrolysine bilang ika-22 amino acid na bumubuo sa mga protina.

Sa kabila ng mga pagbubukod na ito, ang genetic code ng lahat ng nabubuhay na organismo ay may mga karaniwang tampok: ang isang codon ay binubuo ng tatlong nucleotides, kung saan ang unang dalawa ay tumutukoy, ang mga codon ay isinalin ng tRNA at mga ribosom sa isang pagkakasunud-sunod ng mga amino acid.

Mga paglihis mula sa karaniwang genetic code.

Halimbawa	codon	Karaniwang halaga	Nagbabasa tulad ng:
Ang ilang mga uri ng lebadura ng genus Candida	CUG	Leucine	Serene
Mitochondria, sa partikular Saccharomyces cerevisiae	CU(U, C, A, G)	Leucine	Serene
Mitochondria ng mas matataas na halaman	CGG	Arginine	tryptophan
Mitochondria (sa lahat ng pinag-aralan na organismo nang walang pagbubukod)	UGA	Tumigil ka	tryptophan
Mammalian mitochondria, Drosophila, S.cerevisiae at maraming simple	AUA	Isoleucine	Methionine = Simula
prokaryotes	GUG	Valine	Magsimula
Eukaryotes (bihirang)	CUG	Leucine	Magsimula
Eukaryotes (bihirang)	GUG	Valine	Magsimula
Prokaryotes (bihirang)	UUG	Leucine	Magsimula
Eukaryotes (bihirang)	ACG	Threonine	Magsimula
Mammalian mitochondria	AGC, AGU	Serene	Tumigil ka
Drosophila mitochondria	AGA	Arginine	Tumigil ka
Mammalian mitochondria	AG(A,G)	Arginine	Tumigil ka

Ang kasaysayan ng mga ideya tungkol sa genetic code

Gayunpaman, noong unang bahagi ng 1960s, ipinakita ng bagong data ang kabiguan ng hypothesis na "comma-free code". Pagkatapos ay ipinakita ng mga eksperimento na ang mga codon, na itinuturing ni Crick na walang kabuluhan, ay maaaring makapukaw ng synthesis ng protina sa isang test tube, at noong 1965 ang kahulugan ng lahat ng 64 na triplet ay naitatag. Ito ay lumabas na ang ilang mga codon ay kalabisan lamang, iyon ay, ang isang bilang ng mga amino acid ay na-encode ng dalawa, apat o kahit anim na triplets.

Tingnan din

Mga Tala

1. Sinusuportahan ng genetic code ang naka-target na pagpasok ng dalawang amino acid ng isang codon. Turanov AA, Lobanov AV, Fomenko DE, Morrison HG, Sogin ML, Klobutcher LA, Hatfield DL, Gladyshev VN. Agham. 2009 Ene 9;323(5911):259-61.
2. Ang AUG codon ay nag-encode ng methionine, ngunit nagsisilbi rin bilang panimulang codon - bilang panuntunan, ang pagsasalin ay nagsisimula mula sa unang AUG codon ng mRNA.
3. NCBI: "The Genetic Codes", Compiled by Andrzej (Anjay) Elzanowski and Jim Ostell
4. Jukes TH, Osawa S, Ang genetic code sa mitochondria at chloroplasts., Experientia. 1990 Disyembre 1;46(11-12):1117-26.
5. Osawa S, Jukes TH, Watanabe K, Muto A (Marso 1992). "Kamakailang ebidensya para sa ebolusyon ng genetic code". microbiol. Sinabi ni Rev. 56 (1): 229–64. PMID 1579111.
6. SANGER F. (1952). "Ang pag-aayos ng mga amino acid sa mga protina." Adv Protein Chem. 7 : 1-67. PMID 14933251 .
7. M. Ichas biological code. - Mundo, 1971.
8. WATSON JD, CRICK FH. (Abril 1953). "Molekular na istraktura ng mga nucleic acid; isang istraktura para sa deoxyribose nucleic acid.". Kalikasan 171 : 737-738. PMID 13054692 .
9. WATSON JD, CRICK FH. (Mayo 1953). "Mga genetic na implikasyon ng istraktura ng deoxyribonucleic acid.". Kalikasan 171 : 964-967. PMID 13063483 .
10. Crick F.H. (Abril 1966). "Ang genetic code - kahapon, ngayon, at bukas." Cold Spring Harb Symp Quant Biol.: 1-9. PMID 5237190.
11. G. GAMOW (Pebrero 1954). "Posibleng Relasyon sa pagitan ng Deoxyribonucleic Acid at Protein Structures.". Kalikasan 173 : 318. DOI: 10.1038/173318a0 . PMID 13882203 .
12. GAMOW G, RICH A, YCAS M. (1956). "Ang problema ng paglilipat ng impormasyon mula sa mga nucleic acid patungo sa mga protina." Adv Biol Med Phys. 4 : 23-68. PMID 13354508 .
13. Gamow G, Ycas M. (1955). STATISTICAL CORRELATION NG PROTEIN AT RIBONUCLEIC ACID COMPOSITION. ". Proc Natl Acad Sci U S A. 41 : 1011-1019. PMID 16589789 .
14. Crick FH, Griffith JS, Orgel LE. (1957). MGA CODES NA WALANG COMMAS. ". Proc Natl Acad Sci U S A. 43 : 416-421. PMID 16590032.
15. Hayes B. (1998). "Ang Pag-imbento ng Genetic Code." (pag-print muli ng PDF). Amerikanong siyentipiko 86 : 8-14.

Panitikan

• Azimov A. Genetic code. Mula sa teorya ng ebolusyon hanggang sa pag-decode ng DNA. - M.: Tsentrpoligraf, 2006. - 208 s - ISBN 5-9524-2230-6.
• Ratner V. A. Genetic code bilang isang sistema - Soros Educational Journal, 2000, 6, No. 3, pp. 17-22.
• Crick FH, Barnett L, Brenner S, Watts-Tobin RJ. Pangkalahatang katangian ng genetic code para sa mga protina - Kalikasan, 1961 (192), pp. 1227-32

Mga link

• Genetic code- artikulo mula sa Great Soviet Encyclopedia

Wikimedia Foundation. 2010 .

Pag-uuri ng gene

1) Sa likas na katangian ng pakikipag-ugnayan sa allelic pares:

Dominant (isang gene na may kakayahang sugpuin ang pagpapakita ng isang allelic recessive gene); - recessive (isang gene, ang pagpapakita nito ay pinigilan ng isang allelic dominant gene).

2) Functional na pag-uuri:

2) genetic code- ito ay ilang mga kumbinasyon ng mga nucleotide at ang pagkakasunud-sunod ng kanilang lokasyon sa molekula ng DNA. Ito ay isang paraan ng pag-encode ng amino acid sequence ng mga protina gamit ang isang sequence ng mga nucleotides, na katangian ng lahat ng nabubuhay na organismo.

Apat na nucleotides ang ginagamit sa DNA - adenine (A), guanine (G), cytosine (C), thymine (T), na sa panitikan sa wikang Ruso ay tinutukoy ng mga titik A, G, T at C. Ang mga titik na ito ay bumubuo ang alpabeto ng genetic code. Sa RNA, ang parehong mga nucleotide ay ginagamit, maliban sa thymine, na pinalitan ng isang katulad na nucleotide - uracil, na tinutukoy ng titik U (U sa panitikan sa wikang Ruso). Sa mga molekula ng DNA at RNA, ang mga nucleotide ay nakahanay sa mga kadena at, sa gayon, ang mga pagkakasunud-sunod ng mga genetic na titik ay nakuha.

Genetic code

Mayroong 20 iba't ibang amino acid na ginagamit sa kalikasan upang bumuo ng mga protina. Ang bawat protina ay isang kadena o ilang mga kadena ng mga amino acid sa isang mahigpit na tinukoy na pagkakasunud-sunod. Tinutukoy ng sequence na ito ang istraktura ng protina, at samakatuwid ang lahat ng mga biological na katangian nito. Ang hanay ng mga amino acid ay pangkalahatan din para sa halos lahat ng nabubuhay na organismo.

Ang pagpapatupad ng genetic na impormasyon sa mga buhay na selula (iyon ay, ang synthesis ng isang protina na naka-encode ng isang gene) ay isinasagawa gamit ang dalawang proseso ng matrix: transkripsyon (iyon ay, mRNA synthesis sa isang DNA matrix) at pagsasalin ng genetic code sa isang pagkakasunud-sunod ng amino acid (synthesis ng isang polypeptide chain sa isang mRNA matrix). Ang tatlong magkakasunod na nucleotides ay sapat na upang mag-encode ng 20 amino acid, pati na rin ang stop signal, na nangangahulugang ang pagtatapos ng pagkakasunud-sunod ng protina. Ang isang set ng tatlong nucleotides ay tinatawag na triplet. Ang mga tinatanggap na pagdadaglat na nauugnay sa mga amino acid at codon ay ipinapakita sa figure.

Mga katangian ng genetic code

1. Tripletity- isang makabuluhang yunit ng code ay isang kumbinasyon ng tatlong nucleotides (triplet, o codon).

2. Pagpapatuloy- walang mga bantas sa pagitan ng triplets, iyon ay, patuloy na binabasa ang impormasyon.

3. discreteness- ang parehong nucleotide ay hindi maaaring magkasabay na bahagi ng dalawa o higit pang triplets.

4. Pagtitiyak- ang isang tiyak na codon ay tumutugma sa isang amino acid lamang.

5. Pagkabulok (redundancy) Ang ilang mga codon ay maaaring tumutugma sa parehong amino acid.

6. Kagalingan sa maraming bagay - genetic code gumagana sa parehong paraan sa mga organismo ng iba't ibang antas ng pagiging kumplikado - mula sa mga virus hanggang sa mga tao. (Ang mga pamamaraan ng genetic engineering ay nakabatay dito)

3) transkripsyon - ang proseso ng RNA synthesis gamit ang DNA bilang template na nangyayari sa lahat ng buhay na selula. Sa madaling salita, ito ay ang paglipat ng genetic na impormasyon mula sa DNA patungo sa RNA.

Ang transkripsyon ay na-catalyzed ng enzyme DNA-dependent RNA polymerase. Ang proseso ng RNA synthesis ay nagpapatuloy sa direksyon mula 5 "- hanggang 3" - dulo, iyon ay, ang RNA polymerase ay gumagalaw kasama ang template DNA chain sa direksyon 3 "-> 5"

Ang transkripsyon ay binubuo ng mga yugto ng pagsisimula, pagpahaba at pagwawakas.

Pagsisimula ng transkripsyon- isang kumplikadong proseso na nakasalalay sa pagkakasunud-sunod ng DNA na malapit sa na-transcribe na pagkakasunud-sunod (at sa mga eukaryotes din sa mas malalayong bahagi ng genome - mga enhancer at silencer) at sa pagkakaroon o kawalan ng iba't ibang mga kadahilanan ng protina.

Pagpahaba- Ang karagdagang pag-unwinding ng DNA at RNA synthesis sa kahabaan ng coding chain ay nagpapatuloy. ito, tulad ng DNA synthesis, ay isinasagawa sa direksyon 5-3

Pagwawakas- sa sandaling maabot ng polymerase ang terminator, ito ay agad na natanggal mula sa DNA, ang lokal na DNA-RNA hybrid ay nawasak at ang bagong synthesize na RNA ay dinadala mula sa nucleus patungo sa cytoplasm, kung saan nakumpleto ang transkripsyon.

Pinoproseso- isang hanay ng mga reaksyon na humahantong sa pagbabago ng mga pangunahing produkto ng transkripsyon at pagsasalin sa gumaganang mga molekula. Ang mga item ay napapailalim sa functionally inactive precursor molecules decomp. ribonucleic acid (tRNA, rRNA, mRNA) at marami pang iba. mga protina.

Sa proseso ng synthesis ng catabolic enzymes (pag-clear ng mga substrate), ang mga prokaryote ay sumasailalim sa sapilitan synthesis ng mga enzyme. Nagbibigay ito ng pagkakataon sa cell na umangkop sa mga kondisyon sa kapaligiran at makatipid ng enerhiya sa pamamagitan ng pagtigil sa synthesis ng kaukulang enzyme kung mawawala ang pangangailangan para dito.
Upang mapukaw ang synthesis ng mga catabolic enzymes, kinakailangan ang mga sumusunod na kondisyon:

1. Ang enzyme ay synthesize lamang kapag ang cleavage ng kaukulang substrate ay kinakailangan para sa cell.
2. Ang konsentrasyon ng substrate sa medium ay dapat lumampas sa isang tiyak na antas bago mabuo ang kaukulang enzyme.
Ang mekanismo ng regulasyon ng pagpapahayag ng gene sa Escherichia coli ay pinakamahusay na pinag-aralan gamit ang halimbawa ng lac operon, na kumokontrol sa synthesis ng tatlong catabolic enzymes na sumisira sa lactose. Kung mayroong maraming glucose at maliit na lactose sa cell, ang promoter ay nananatiling hindi aktibo, at ang repressor protein ay matatagpuan sa operator - ang transkripsyon ng lac operon ay naharang. Kapag ang halaga ng glucose sa kapaligiran, at samakatuwid sa cell, ay bumababa, at ang lactose ay tumaas, ang mga sumusunod na kaganapan ay nagaganap: ang dami ng cyclic adenosine monophosphate ay tumataas, ito ay nagbubuklod sa CAP protein - ang complex na ito ay nagpapagana ng promoter kung saan ang RNA polymerase nagbibigkis; sa parehong oras, ang labis na lactose ay nagbubuklod sa repressor protein at pinakawalan ang operator mula dito - ang landas para sa RNA polymerase ay bukas, ang transkripsyon ng mga istrukturang gene ng lac operon ay nagsisimula. Ang lactose ay gumaganap bilang isang inductor para sa synthesis ng mga enzyme na bumabagsak nito.

5) Regulasyon ng pagpapahayag ng gene sa mga eukaryotes ay mas mahirap. Ang iba't ibang uri ng mga cell ng isang multicellular eukaryotic organism ay nag-synthesize ng isang bilang ng mga magkakahawig na protina at sa parehong oras ay nagkakaiba sila sa isa't isa sa isang set ng mga protina na tiyak sa mga cell ng ganitong uri. Ang antas ng produksyon ay nakasalalay sa uri ng mga selula, gayundin sa yugto ng pag-unlad ng organismo. Ang expression ng gene ay kinokontrol sa antas ng cell at sa antas ng organismo. Ang mga gene ng eukaryotic cells ay nahahati sa dalawa pangunahing mga uri: ang una ay tumutukoy sa pagiging pandaigdigan ng mga pag-andar ng cellular, ang pangalawa ay tumutukoy (tinutukoy) ng mga dalubhasang pag-andar ng cellular. Mga Pag-andar ng Gene unang pangkat lumitaw sa lahat ng mga cell. Upang maisakatuparan ang magkakaibang mga pag-andar, ang mga dalubhasang selula ay dapat magpahayag ng isang tiyak na hanay ng mga gene.
Ang mga kromosom, gene, at operon ng mga eukaryotic na selula ay may bilang ng mga tampok na istruktura at functional, na nagpapaliwanag sa pagiging kumplikado ng pagpapahayag ng gene.
1. Ang mga operon ng mga eukaryotic cell ay may ilang mga gene - mga regulator, na maaaring matatagpuan sa iba't ibang mga chromosome.
2. Ang mga istrukturang gene na kumokontrol sa synthesis ng mga enzyme ng isang biochemical na proseso ay maaaring puro sa ilang operon na matatagpuan hindi lamang sa isang molekula ng DNA, kundi pati na rin sa ilan.
3. Complex sequence ng DNA molecule. May mga seksyon na nagbibigay-kaalaman at hindi nagbibigay-kaalaman, natatangi at paulit-ulit na paulit-ulit na mga pagkakasunud-sunod ng nucleotide.
4. Ang mga eukaryotic genes ay binubuo ng mga exon at intron, at ang pagkahinog ng mRNA ay sinamahan ng pagtanggal ng mga intron mula sa kaukulang pangunahing RNA transcript (pro-i-RNA), i.e. paghihiwalay.
5. Ang proseso ng gene transcription ay depende sa estado ng chromatin. Ang lokal na compaction ng DNA ay ganap na hinaharangan ang RNA synthesis.
6. Ang transkripsyon sa mga eukaryotic cell ay hindi palaging nauugnay sa pagsasalin. Ang synthesized mRNA ay maaaring maimbak bilang mga informosomes sa loob ng mahabang panahon. Ang transkripsyon at pagsasalin ay nangyayari sa iba't ibang mga compartment.
7. Ang ilang eukaryotic genes ay may di-permanenteng lokalisasyon (labile genes o transposon).
8. Ang mga pamamaraan ng molecular biology ay nagsiwalat ng pagbabawal na epekto ng mga protina ng histone sa synthesis ng mRNA.
9. Sa proseso ng pag-unlad at pagkakaiba-iba ng mga organo, ang aktibidad ng mga gene ay nakasalalay sa mga hormone na nagpapalipat-lipat sa katawan at nagiging sanhi ng mga partikular na reaksyon sa ilang mga selula. Sa mga mammal, mahalaga ang pagkilos ng mga sex hormone.
10. Sa mga eukaryotes, 5-10% ng mga gene ay ipinahayag sa bawat yugto ng ontogenesis, ang natitira ay dapat na mai-block.

6) pag-aayos ng genetic material

Pag-aayos ng genetic- ang proseso ng pag-aalis ng pinsala sa genetic at pagpapanumbalik ng namamana na kagamitan, na nangyayari sa mga selula ng mga nabubuhay na organismo sa ilalim ng pagkilos ng mga espesyal na enzyme. Ang kakayahan ng mga cell na ayusin ang genetic na pinsala ay unang natuklasan noong 1949 ng American geneticist na si A. Kelner. Pagkukumpuni- isang espesyal na pag-andar ng mga selula, na binubuo sa kakayahang itama ang pinsalang kemikal at pagkasira ng mga molekula ng DNA na nasira sa panahon ng normal na biosynthesis ng DNA sa selula o bilang resulta ng pagkakalantad sa mga pisikal o kemikal na ahente. Ito ay isinasagawa ng mga espesyal na sistema ng enzyme ng cell. Ang ilang mga namamana na sakit (hal., xeroderma pigmentosum) ay nauugnay sa mga may kapansanan na sistema ng pag-aayos.

mga uri ng reparasyon:

Ang direktang pag-aayos ay ang pinakasimpleng paraan upang maalis ang pinsala sa DNA, na kadalasang nagsasangkot ng mga partikular na enzyme na mabilis (karaniwan sa isang yugto) ay maaaring ayusin ang kaukulang pinsala, ibalik ang orihinal na istraktura ng mga nucleotide. Ito ay kung paano, halimbawa, ang O6-methylguanine-DNA-methyltransferase ay kumikilos, na nag-aalis ng methyl group mula sa nitrogenous base patungo sa isa sa sarili nitong cysteine ​​​​residues.

Ministri ng Edukasyon at Agham ng Russian Federation Federal Agency for Education

Institusyon ng Edukasyon ng Estado ng Mas Mataas na Propesyonal na Edukasyon "Altai State Technical University na pinangalanang I.I. Polzunov"

Departamento ng Natural Science at System Analysis

Sanaysay sa paksang "Genetic code"

1. Ang konsepto ng genetic code

3. Genetic na impormasyon

Bibliograpiya

1. Ang konsepto ng genetic code

Ang genetic code ay isang pinag-isang sistema para sa pagtatala ng namamana na impormasyon sa mga molekula ng nucleic acid sa anyo ng isang pagkakasunud-sunod ng mga nucleotides, katangian ng mga nabubuhay na organismo. Ang bawat nucleotide ay ipinahiwatig ng isang malaking titik, na nagsisimula sa pangalan ng nitrogenous base na bahagi nito: - A (A) adenine; - G (G) guanine; - C (C) cytosine; - T (T) thymine (sa DNA) o U (U) uracil (sa mRNA).

Ang pagpapatupad ng genetic code sa cell ay nangyayari sa dalawang yugto: transkripsyon at pagsasalin.

Ang una sa mga ito ay nagaganap sa nucleus; ito ay binubuo sa synthesis ng mRNA molecules sa kaukulang mga seksyon ng DNA. Sa kasong ito, ang DNA nucleotide sequence ay "muling isinulat" sa RNA nucleotide sequence. Ang ikalawang yugto ay nagaganap sa cytoplasm, sa mga ribosom; sa kasong ito, ang pagkakasunud-sunod ng nucleotide ng i-RNA ay isinalin sa pagkakasunud-sunod ng mga amino acid sa protina: ang yugtong ito ay nagpapatuloy sa pakikilahok ng paglipat ng RNA (t-RNA) at ang kaukulang mga enzyme.

2. Mga katangian ng genetic code

1. Tripletity

Ang bawat amino acid ay naka-encode ng isang sequence ng 3 nucleotides.

Ang triplet o codon ay isang sequence ng tatlong nucleotides na nagko-code para sa isang amino acid.

Ang code ay hindi maaaring monopleth, dahil ang 4 (ang bilang ng iba't ibang nucleotides sa DNA) ay mas mababa sa 20. Ang code ay hindi maaaring doublet, dahil 16 (ang bilang ng mga kumbinasyon at permutasyon ng 4 na nucleotides sa pamamagitan ng 2) ay mas mababa sa 20. Ang code ay maaaring triplet, dahil 64 (ang bilang ng mga kumbinasyon at permutasyon mula 4 hanggang 3) ay higit sa 20.

2. Pagkabulok.

Lahat ng amino acid, maliban sa methionine at tryptophan, ay naka-encode ng higit sa isang triplet: 2 amino acid 1 triplet = 2 9 amino acids 2 triplets bawat isa = 18 1 amino acid 3 triplets = 3 5 amino acids 4 triplets bawat isa = 20 3 amino acids 6 triplets bawat isa = 18 Total 61 triplet codes para sa 20 amino acids.

3. Ang pagkakaroon ng intergenic na mga bantas.

Ang gene ay isang seksyon ng DNA na nagko-code para sa isang polypeptide chain o isang molekula ng tRNA, rRNA, o sRNA.

Ang tRNA, rRNA, at sRNA genes ay hindi nagko-code para sa mga protina.

Sa dulo ng bawat gene na nag-e-encode ng polypeptide, mayroong hindi bababa sa isa sa 3 termination codon, o mga stop signal: UAA, UAG, UGA. Tinapos nila ang broadcast.

Karaniwan, ang AUG codon ay nabibilang din sa mga punctuation mark - ang una pagkatapos ng pagkakasunud-sunod ng pinuno. Ginagawa nito ang tungkulin ng isang malaking titik. Sa posisyong ito, nagko-code ito para sa formylmethionine (sa prokaryotes).

4. Kakaiba.

Ang bawat triplet ay nag-encode lamang ng isang amino acid o isang terminator ng pagsasalin.

Ang exception ay ang AUG codon. Sa mga prokaryote, sa unang posisyon (kapital na titik) ito ay nagko-code para sa formylmethionine, at sa anumang iba pang posisyon ito ay nagko-code para sa methionine.

5. Compactness, o ang kawalan ng intragenic na mga bantas.

Sa loob ng isang gene, ang bawat nucleotide ay bahagi ng isang makabuluhang codon.

Noong 1961 Eksperimento na pinatunayan nina Seymour Benzer at Francis Crick na triplet at compact ang code.

Ang kakanyahan ng eksperimento: "+" mutation - ang pagpasok ng isang nucleotide. "-" mutation - pagkawala ng isang nucleotide. Ang isang solong "+" o "-" na mutation sa simula ng isang gene ay sumisira sa buong gene. Ang dobleng "+" o "-" na mutation ay sumisira din sa buong gene. Ang isang triple "+" o "-" mutation sa simula ng gene ay sumisira lamang ng bahagi nito. Ang isang quadruple na "+" o "-" na mutation ay muling sumisira sa buong gene.

Ang eksperimento ay nagpapatunay na ang code ay triplet at walang mga bantas sa loob ng gene. Ang eksperimento ay isinagawa sa dalawang katabing phage gene at ipinakita, bilang karagdagan, ang pagkakaroon ng mga bantas sa pagitan ng mga gene.

3. Genetic na impormasyon

Ang genetic na impormasyon ay isang programa ng mga katangian ng isang organismo, na natanggap mula sa mga ninuno at naka-embed sa namamana na mga istruktura sa anyo ng isang genetic code.

Ipinapalagay na ang pagbuo ng genetic na impormasyon ay nagpatuloy ayon sa pamamaraan: mga proseso ng geochemical - pagbuo ng mineral - evolutionary catalysis (autocatalysis).

Posible na ang unang primitive genes ay microcrystalline crystals ng clay, at ang bawat bagong layer ng clay ay nakalinya alinsunod sa mga tampok na istruktura ng nauna, na parang tumatanggap ng impormasyon tungkol sa istraktura mula dito.

Ang pagsasakatuparan ng genetic na impormasyon ay nangyayari sa proseso ng synthesis ng mga molekula ng protina sa tulong ng tatlong RNA: impormasyon (mRNA), transportasyon (tRNA) at ribosomal (rRNA). Ang proseso ng paglilipat ng impormasyon ay napupunta: - sa pamamagitan ng channel ng direktang komunikasyon: DNA - RNA - protina; at - sa pamamagitan ng feedback channel: kapaligiran - protina - DNA.

Nagagawa ng mga buhay na organismo na tumanggap, mag-imbak at magpadala ng impormasyon. Bukod dito, ang mga buhay na organismo ay may posibilidad na gamitin ang impormasyong natanggap tungkol sa kanilang sarili at sa mundo sa kanilang paligid nang mahusay hangga't maaari. Ang namamana na impormasyon na naka-embed sa mga gene at kinakailangan para sa isang buhay na organismo para sa pagkakaroon, pag-unlad at pagpaparami ay ipinadala mula sa bawat indibidwal sa kanyang mga inapo. Tinutukoy ng impormasyong ito ang direksyon ng pag-unlad ng organismo, at sa proseso ng pakikipag-ugnayan nito sa kapaligiran, ang reaksyon sa indibidwal nito ay maaaring masira, sa gayon tinitiyak ang ebolusyon ng pag-unlad ng mga inapo. Sa proseso ng ebolusyon ng isang buhay na organismo, ang mga bagong impormasyon ay lumitaw at naaalala, kabilang ang halaga ng impormasyon para dito ay tumataas.

Sa kurso ng pagpapatupad ng namamana na impormasyon sa ilalim ng ilang mga kondisyon sa kapaligiran, ang phenotype ng mga organismo ng isang naibigay na biological species ay nabuo.

Tinutukoy ng genetic na impormasyon ang morphological structure, paglago, pag-unlad, metabolismo, mental warehouse, predisposition sa mga sakit at genetic defects ng katawan.

Maraming mga siyentipiko, na wastong binibigyang diin ang papel ng impormasyon sa pagbuo at ebolusyon ng mga nabubuhay na bagay, na nabanggit ang pangyayaring ito bilang isa sa mga pangunahing pamantayan ng buhay. Kaya, V.I. Naniniwala si Karagodin: "Ang pamumuhay ay isang anyo ng pagkakaroon ng impormasyon at ang mga istrukturang naka-encode nito, na nagsisiguro sa pagpaparami ng impormasyong ito sa angkop na mga kondisyon sa kapaligiran." Ang koneksyon ng impormasyon sa buhay ay binanggit din ni A.A. Lyapunov: "Ang buhay ay isang napakaayos na estado ng bagay na gumagamit ng impormasyong naka-encode ng mga estado ng mga indibidwal na molekula upang bumuo ng mga patuloy na reaksyon." Ang aming kilalang astrophysicist na si N.S. Binibigyang-diin din ni Kardashev ang bahaging nagbibigay-impormasyon ng buhay: "Buhay ay bumangon dahil sa posibilidad na mag-synthesize ng isang espesyal na uri ng mga molekula na maaaring matandaan at magamit sa una ang pinakasimpleng impormasyon tungkol sa kapaligiran at kanilang sariling istraktura, na ginagamit nila para sa pangangalaga sa sarili. , para sa pagpaparami at, na lalong mahalaga para sa amin, para sa pagkuha ng higit pang impormasyon." Ang ecologist na si F. Tipler ay binibigyang pansin ang kakayahang ito ng mga nabubuhay na organismo na mag-imbak at magpadala ng impormasyon sa kanyang aklat na "Physics of Immortality": "Idefine ko ang buhay bilang ilang uri ng naka-code na impormasyon na pinapanatili ng natural na pagpili." Bukod dito, naniniwala siya na kung gayon, kung gayon ang sistema ng impormasyon sa buhay ay walang hanggan, walang katapusan at walang kamatayan.

Ang pagtuklas ng genetic code at ang pagtatatag ng mga pattern sa molecular biology ay nagpakita ng pangangailangan na pagsamahin ang modernong genetika at ang teorya ng ebolusyon ni Darwin. Kaya, isang bagong biological paradigm ang ipinanganak - ang sintetikong teorya ng ebolusyon (STE), na maaari nang ituring na hindi klasikal na biology.

Ang mga pangunahing ideya ng ebolusyon ni Darwin kasama ang kanyang triad - pagmamana, pagkakaiba-iba, natural na pagpili - sa modernong pananaw ng ebolusyon ng buhay na mundo ay pupunan ng mga ideya hindi lamang ng natural na pagpili, ngunit ng naturang pagpili, na tinutukoy ng genetically. Ang simula ng pag-unlad ng sintetiko o pangkalahatang ebolusyon ay maaaring ituring na gawain ng S.S. Chetverikov sa genetika ng populasyon, kung saan ipinakita na hindi ang mga indibidwal na katangian at indibidwal ang napapailalim sa pagpili, ngunit ang genotype ng buong populasyon, ngunit ito ay isinasagawa sa pamamagitan ng mga phenotypic na katangian ng mga indibidwal na indibidwal. Ito ay humahantong sa pagkalat ng mga kapaki-pakinabang na pagbabago sa buong populasyon. Kaya, ang mekanismo ng ebolusyon ay ipinatupad kapwa sa pamamagitan ng mga random na mutasyon sa antas ng genetiko, at sa pamamagitan ng pagmamana ng pinakamahahalagang katangian (ang halaga ng impormasyon!), Na tumutukoy sa pagbagay ng mga mutational na katangian sa kapaligiran, na nagbibigay ng pinaka mabubuhay na mga supling. .

Ang mga pana-panahong pagbabago sa klima, iba't ibang natural o gawa ng tao na mga sakuna, sa isang banda, ay humantong sa isang pagbabago sa dalas ng pag-uulit ng gene sa mga populasyon at, bilang resulta, sa pagbaba ng namamana na pagkakaiba-iba. Ang prosesong ito ay tinatawag minsan na genetic drift. At sa kabilang banda, sa mga pagbabago sa konsentrasyon ng iba't ibang mutasyon at pagbaba sa pagkakaiba-iba ng mga genotype na nakapaloob sa populasyon, na maaaring humantong sa mga pagbabago sa direksyon at intensity ng pagkilos ng pagpili.

4. Pag-decipher sa genetic code ng tao

Noong Mayo 2006, ang mga siyentipiko na nagsusumikap upang matukoy ang genome ng tao ay naglathala ng kumpletong genetic map ng chromosome 1, na siyang huling hindi kumpletong pagkakasunod-sunod na chromosome ng tao.

Ang isang paunang genetic na mapa ng tao ay nai-publish noong 2003, na minarkahan ang pormal na pagtatapos ng Human Genome Project. Sa loob ng balangkas nito, ang mga fragment ng genome na naglalaman ng 99% ng mga gene ng tao ay pinagsunod-sunod. Ang katumpakan ng pagkakakilanlan ng gene ay 99.99%. Gayunpaman, sa pagtatapos ng proyekto, apat lamang sa 24 na chromosome ang ganap na nasunod-sunod. Ang katotohanan ay bilang karagdagan sa mga gene, ang mga chromosome ay naglalaman ng mga fragment na hindi naka-encode ng anumang mga katangian at hindi kasangkot sa synthesis ng protina. Ang papel na ginagampanan ng mga fragment na ito sa buhay ng organismo ay hindi pa rin alam, ngunit parami nang parami ang mga mananaliksik na naniniwala na ang kanilang pag-aaral ay nangangailangan ng pinakamalapit na atensyon.

Gene- isang estruktural at functional unit ng heredity na kumokontrol sa pagbuo ng isang partikular na katangian o ari-arian. Ipinapasa ng mga magulang ang isang hanay ng mga gene sa kanilang mga supling sa panahon ng pagpaparami. Malaking kontribusyon sa pag-aaral ng gene ang ginawa ng mga siyentipikong Ruso: Simashkevich E.A., Gavrilova Yu.A., Bogomazova O.V. (2011)

Sa kasalukuyan, sa molecular biology, itinatag na ang mga gene ay mga seksyon ng DNA na nagdadala ng anumang mahalagang impormasyon - tungkol sa istruktura ng isang molekula ng protina o isang molekula ng RNA. Tinutukoy ng mga ito at iba pang functional molecule ang pag-unlad, paglaki at paggana ng organismo.

Kasabay nito, ang bawat gene ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang bilang ng mga tiyak na regulatory sequence ng DNA, tulad ng mga promoter, na direktang kasangkot sa pag-regulate ng pagpapahayag ng gene. Ang mga pagkakasunud-sunod ng regulasyon ay maaaring matatagpuan alinman sa malapit sa bukas na frame ng pagbasa na naka-encode ng protina, o sa simula ng pagkakasunud-sunod ng RNA, tulad ng kaso sa mga tagapagtaguyod (ang tinatawag na cis cis-regulatory elements), at sa layo na milyun-milyong pares ng base (nucleotides), tulad ng sa kaso ng mga enhancer, insulator at suppressor (minsan ay nauuri bilang trans- mga elemento ng regulasyon mga elemento ng trans-regulatory). Kaya, ang konsepto ng isang gene ay hindi limitado sa coding region ng DNA, ngunit ito ay isang mas malawak na konsepto na kinabibilangan ng mga regulatory sequence.

Orihinal ang termino gene lumitaw bilang isang teoretikal na yunit para sa paghahatid ng discrete hereditary information. Naaalala ng kasaysayan ng biology ang mga pagtatalo tungkol sa kung aling mga molekula ang maaaring maging tagapagdala ng namamana na impormasyon. Karamihan sa mga mananaliksik ay naniniwala na ang mga protina lamang ang maaaring maging tulad ng mga carrier, dahil ang kanilang istraktura (20 amino acids) ay nagpapahintulot sa iyo na lumikha ng higit pang mga pagpipilian kaysa sa istraktura ng DNA, na binubuo lamang ng apat na uri ng mga nucleotide. Nang maglaon, pinatunayan ng eksperimento na ang DNA ang kinabibilangan ng namamana na impormasyon, na ipinahayag bilang sentral na dogma ng molecular biology.

Ang mga gene ay maaaring sumailalim sa mga mutasyon - random o may layuning mga pagbabago sa pagkakasunud-sunod ng mga nucleotide sa DNA chain. Ang mga mutasyon ay maaaring humantong sa isang pagbabago sa pagkakasunud-sunod, at samakatuwid ay isang pagbabago sa mga biological na katangian ng isang protina o RNA, na, sa turn, ay maaaring magresulta sa isang pangkalahatan o lokal na binago o abnormal na paggana ng organismo. Ang ganitong mga mutasyon sa ilang mga kaso ay pathogenic, dahil ang kanilang resulta ay isang sakit, o nakamamatay sa antas ng embryonic. Gayunpaman, hindi lahat ng mga pagbabago sa pagkakasunud-sunod ng nucleotide ay humantong sa isang pagbabago sa istraktura ng protina (dahil sa epekto ng pagkabulok ng genetic code) o sa isang makabuluhang pagbabago sa pagkakasunud-sunod at hindi pathogenic. Sa partikular, ang genome ng tao ay nailalarawan sa pamamagitan ng solong nucleotide polymorphism at mga pagkakaiba-iba ng numero ng kopya. mga pagkakaiba-iba ng numero ng kopya), tulad ng mga pagtanggal at pagdoble, na bumubuo ng humigit-kumulang 1% ng buong pagkakasunud-sunod ng nucleotide ng tao. Ang mga solong nucleotide polymorphism, sa partikular, ay tumutukoy sa iba't ibang mga alleles ng parehong gene.

Ang mga monomer na bumubuo sa bawat chain ng DNA ay mga kumplikadong organikong compound na kinabibilangan ng mga nitrogenous base: adenine (A) o thymine (T) o cytosine (C) o guanine (G), isang limang-atom na asukal-pentose-deoxyribose, na pinangalanang pagkatapos nito at natanggap ang pangalan ng DNA mismo, pati na rin ang nalalabi ng phosphoric acid.Ang mga compound na ito ay tinatawag na nucleotides.

Mga katangian ng gene

1. discreteness - immiscibility ng mga gene;
2. katatagan - ang kakayahang mapanatili ang isang istraktura;
3. lability - ang kakayahang paulit-ulit na mutate;
4. multiple allelism - maraming mga gene ang umiiral sa isang populasyon sa iba't ibang mga molecular form;
5. allelism - sa genotype ng mga diploid na organismo, dalawang anyo lamang ng gene;
6. pagtitiyak - ang bawat gene ay nag-encode ng sarili nitong katangian;
7. pleiotropy - maramihang epekto ng isang gene;
8. pagpapahayag - ang antas ng pagpapahayag ng isang gene sa isang katangian;
9. penetrance - ang dalas ng pagpapakita ng isang gene sa phenotype;
10. amplification - isang pagtaas sa bilang ng mga kopya ng isang gene.

Pag-uuri

1. Ang mga istrukturang gene ay mga natatanging bahagi ng genome, na kumakatawan sa isang sequence na nag-encode ng isang partikular na protina o ilang uri ng RNA. (Tingnan din ang artikulong housekeeping genes).
2. Mga functional na gene - kinokontrol ang gawain ng mga istrukturang gene.

Genetic code- isang paraan na likas sa lahat ng nabubuhay na organismo upang i-encode ang sequence ng amino acid ng mga protina gamit ang isang sequence ng mga nucleotides.

Apat na nucleotides ang ginagamit sa DNA - adenine (A), guanine (G), cytosine (C), thymine (T), na sa panitikan sa wikang Ruso ay tinutukoy ng mga titik A, G, C at T. Ang mga titik na ito ay bumubuo ang alpabeto ng genetic code. Sa RNA, ang parehong mga nucleotide ay ginagamit, maliban sa thymine, na pinalitan ng isang katulad na nucleotide - uracil, na tinutukoy ng titik U (U sa panitikan sa wikang Ruso). Sa mga molekula ng DNA at RNA, ang mga nucleotide ay nakahanay sa mga kadena at, sa gayon, ang mga pagkakasunud-sunod ng mga genetic na titik ay nakuha.

Genetic code

Mayroong 20 iba't ibang amino acid na ginagamit sa kalikasan upang bumuo ng mga protina. Ang bawat protina ay isang kadena o ilang mga kadena ng mga amino acid sa isang mahigpit na tinukoy na pagkakasunud-sunod. Tinutukoy ng sequence na ito ang istraktura ng protina, at samakatuwid ang lahat ng mga biological na katangian nito. Ang hanay ng mga amino acid ay pangkalahatan din para sa halos lahat ng nabubuhay na organismo.

Ang pagpapatupad ng genetic na impormasyon sa mga buhay na selula (iyon ay, ang synthesis ng isang protina na naka-encode ng isang gene) ay isinasagawa gamit ang dalawang proseso ng matrix: transkripsyon (iyon ay, ang synthesis ng mRNA sa isang template ng DNA) at pagsasalin ng genetic code sa isang amino acid sequence (synthesis ng isang polypeptide chain sa mRNA). Ang tatlong magkakasunod na nucleotides ay sapat na upang mag-encode ng 20 amino acid, pati na rin ang stop signal, na nangangahulugang ang pagtatapos ng pagkakasunud-sunod ng protina. Ang isang set ng tatlong nucleotides ay tinatawag na triplet. Ang mga tinatanggap na pagdadaglat na nauugnay sa mga amino acid at codon ay ipinapakita sa figure.

Ari-arian

1. Tripletity- isang makabuluhang yunit ng code ay isang kumbinasyon ng tatlong nucleotides (triplet, o codon).
2. Pagpapatuloy- walang mga bantas sa pagitan ng triplets, iyon ay, patuloy na binabasa ang impormasyon.
3. hindi magkakapatong- ang parehong nucleotide ay hindi maaaring maging bahagi ng dalawa o higit pang triplets sa parehong oras (hindi naobserbahan para sa ilang magkakapatong na gene ng mga virus, mitochondria at bacteria na nag-encode ng ilang frameshift na protina).
4. Kalinawan (katiyakan)- ang isang tiyak na codon ay tumutugma sa isang amino acid lamang (gayunpaman, ang UGA codon sa Euplotes crassus mga code para sa dalawang amino acid - cysteine ​​​​at selenocysteine)
5. Pagkabulok (redundancy) Ang ilang mga codon ay maaaring tumutugma sa parehong amino acid.
6. Kagalingan sa maraming bagay- ang genetic code ay gumagana sa parehong paraan sa mga organismo ng iba't ibang antas ng pagiging kumplikado - mula sa mga virus hanggang sa mga tao (ang mga pamamaraan ng genetic engineering ay batay dito; mayroong isang bilang ng mga pagbubukod, na ipinapakita sa talahanayan sa "Mga pagkakaiba-iba ng karaniwang genetic code " seksyon sa ibaba).
7. Kasanayan sa ingay- Ang mga mutasyon ng mga pagpapalit ng nucleotide na hindi humantong sa pagbabago sa klase ng naka-encode na amino acid ay tinatawag konserbatibo; Ang mga mutation ng pagpapalit ng nucleotide na humahantong sa pagbabago sa klase ng naka-encode na amino acid ay tinatawag radikal.

Biosynthesis ng protina at mga hakbang nito

Biosynthesis ng protina- isang kumplikadong multi-stage na proseso ng synthesis ng isang polypeptide chain mula sa mga residu ng amino acid, na nagaganap sa mga ribosome ng mga cell ng mga nabubuhay na organismo na may partisipasyon ng mRNA at tRNA molecules.

Ang biosynthesis ng protina ay maaaring nahahati sa mga yugto ng transkripsyon, pagproseso at pagsasalin. Sa panahon ng transkripsyon, binabasa ang genetic na impormasyong naka-encrypt sa mga molekula ng DNA at ang impormasyong ito ay isinusulat sa mga molekula ng mRNA. Sa isang serye ng mga sunud-sunod na yugto ng pagproseso, ang ilang mga fragment na hindi kailangan sa mga susunod na yugto ay inalis mula sa mRNA, at ang mga nucleotide sequence ay na-edit. Matapos mailipat ang code mula sa nucleus patungo sa mga ribosom, ang aktwal na synthesis ng mga molekula ng protina ay nangyayari sa pamamagitan ng paglakip ng mga indibidwal na residue ng amino acid sa lumalaking polypeptide chain.

Sa pagitan ng transkripsyon at pagsasalin, ang molekula ng mRNA ay sumasailalim sa sunud-sunod na mga pagbabago na nagsisiguro sa pagkahinog ng isang gumaganang template para sa synthesis ng polypeptide chain. Ang isang takip ay nakakabit sa 5' dulo, at isang poly-A na buntot ay nakakabit sa 3' dulo, na nagpapataas ng habang-buhay ng mRNA. Sa pagdating ng pagproseso sa isang eukaryotic cell, naging posible na pagsamahin ang mga gene exon upang makakuha ng mas maraming iba't ibang mga protina na na-encode ng isang solong DNA nucleotide sequence - alternatibong splicing.

Ang pagsasalin ay binubuo sa synthesis ng isang polypeptide chain alinsunod sa impormasyong naka-encode sa messenger RNA. Ang pagkakasunud-sunod ng amino acid ay nakaayos gamit ang transportasyon RNA (tRNA), na bumubuo ng mga complex na may mga amino acid - aminoacyl-tRNA. Ang bawat amino acid ay may sariling tRNA, na may katumbas na anticodon na "tumutugma" sa mRNA codon. Sa panahon ng pagsasalin, gumagalaw ang ribosome sa kahabaan ng mRNA, habang nabubuo ang polypeptide chain. Ang enerhiya para sa synthesis ng protina ay ibinibigay ng ATP.

Ang natapos na molekula ng protina ay pagkatapos ay pinuputol mula sa ribosome at dinadala sa tamang lugar sa cell. Ang ilang mga protina ay nangangailangan ng karagdagang post-translational na pagbabago upang maabot ang kanilang aktibong estado.