Хромосомы – материальные носители генетической информации. Единый генетический код

контрольная работа

Генетический код

Это система зашифровки наследственной информации в молекулах нуклеиновых кислот, реализующаяся у животных, растений, бактерий и вирусов в виде последовательности нуклеотидов. Как уже известно - в природных нуклеиновых кислотах -- дезоксирибонуклеиновой (ДНК) и рибонуклеиновой (РНК) -- встречаются 5 распространённых типов нуклеотидов (по 4 в каждой нуклеиновой кислоте), различающихся по входящему в их состав азотистому основанию В ДНК встречаются основания: Аденин (А), гуанин (Г), Цитозин (Ц), Тимин (Т); в РНК вместо тимина присутствует Урацил (У). Кроме них, в составе нуклеиновых кислот обнаружено около 20 редко встречающихся оснований, а также необычных сахаров. Т. к. количество кодирующих знаков и число разновидностей аминокислот в белке не совпадают, кодовое число (т. е. количество нуклеотидов, кодирующих 1 аминокислоту) не может быть равно 1. Различных сочетаний по 2 нуклеотида возможно лишь 42=16, но этого также недостаточно для зашифровки всех аминокислот.

Триплетность -- значащей единицей кода является сочетание трёх нуклеотидов (триплет, или кодон).

Непрерывность -- между триплетами нет знаков препинания, то есть информация считывается непрерывно.

Неперекрываемость -- один и тот же нуклеотид не может входить одновременно в состав двух или более триплетов (не соблюдается для некоторых перекрывающихся генов вирусов, митохондрий и бактерий, которые кодируют несколько белков, считывающихся со сдвигом рамки).

Однозначность (специфичность) -- определённый кодон соответствует только одной аминокислоте.

Вырожденность (избыточность) -- одной и той же аминокислоте может соответствовать несколько кодонов.

Универсальность -- генетический код работает одинаково в организмах разного уровня сложности -- от вирусов до человека (на этом основаны методы генной инженерии; есть ряд исключений, показанный в таблице раздела «Вариации стандартного генетического кода» ниже).

Помехоустойчивость -- мутации замен нуклеотидов, не приводящие к смене класса кодируемой аминокислоты, называют консервативными; мутации замен нуклеотидов, приводящие к смене класса кодируемой аминокислоты, называют радикальными.

Американский учёный Г. Гамов предложил (1954) модель триплетного генетического кода, т. е. такого, в котором 1 аминокислоту кодирует группа из трёх нуклеотидов, называющихся Кодоном. Число возможных Триплетов равно 43=64, а это более чем втрое превышает число распространённых аминокислот, в связи с чем было высказано предположение, что каждой аминокислоте соответствует несколько кодонов (вырожденность кода). Было предложено много различных моделей генетического кодирования., из которых серьёзного внимания заслуживали три модели.

В 1961 Ф. Крик с сотрудниками получил подтверждение гипотезы триплетного неперекрывающегося кода без запятых. Установлены следующие основные закономерности, касающиеся генетического кодирования:

1) между последовательностью нуклеотидов и кодируемой последовательностью аминокислот существует линейное соответствие (колинеарность);

2) считывание генетического кода начинается с определённой точки;

3) считывание идёт в одном направлении в пределах одного гена;

4) код является неперекрывающимся;

5) при считывании не бывает промежутков (код без запятых);

6) генетический код, как правило, является вырожденным, т. е. 1 аминокислоту кодируют 2 и более триплетов-синонимов (вырожденность уменьшает вероятность того, что мутационная замена основания в триплете приведёт к ошибке);

7) кодовое число равно трём;

8) код в живой природе универсален (за некоторыми исключениями). Универсальность генетического кода подтверждается экспериментами по синтезу белка in vitro. Если в бесклеточную систему, полученную из одного организма (например, кишечной палочки), добавить нуклеиновокислотную матрицу, полученную из др. организма, далеко отстоящего от первого в эволюционном отношении (например, проростков гороха), то в такой системе, будет идти белковый синтез.

Реализация генетического кода в клетке происходит в два этапа:

Первый из них протекает в ядре; он носит название транскрипции и заключается в синтезе молекул и-РНК на соответствующих участках ДНК. При этом последовательность нуклеотидов ДНК «переписывается» в нуклеотидную последовательность РНК.

Второй этап -- Трансляция -- протекает в цитоплазме, на рибосомах; при этом последовательность нуклеотидов и-РНК переводится в последовательность аминокислот в белке: этот этап протекает при участии транспортной РНК (т-РНК) и соответствующих ферментов.

Делись добром ;)