Il degeneracy tal-kodiċi ġenetiku: il-punti bażiċi

Il-kodiċi ġenetiku huwa espress bħala kodoni, sistema ta 'kodifikazzjoni informazzjoni dwar l-istruttura ta' proteini, inerenti fl-organiżmi ħajjin kollha tal-pjaneta. Decryption tieħu għexieren ta 'snin, iżda l-fatt li hu jeżisti, ix-xjenza huwa mifhum kważi seklu. Versatilità, speċifiċità, unidirezzjonali, u speċjalment l-degeneracy tal-kodiċi ġenetiku għandhom sinifikat bijoloġiku.

Storja ta 'skoperti

Il-problema ta 'kodifikazzjoni informazzjoni ġenetika dejjem kien importanti fil-bijoloġija. Mill-istruttura matriċi tal-kodiċi ġenetiku, ix-xjenza mexa pjuttost bil-mod. Peress li l-iskoperta ta 'J. Watson u Crick fl-1953 L-istruttura spirali doppja tad-DNA daħlu f'fażi ta' soluzzjoni struttura kodiċi nnifsu, li wassal lill-twemmin fil-MAESTÀ ta 'natura. L-istruttura lineari ta 'proteini u DNA ta' l-istess struttura impliċita-preżenza tal-kodiċi ġenetiku, il-korrispondenza bejn iż-żewġ testi, imma rreġistrat ma 'alfabeti differenti. U jekk il-alfabett ta 'proteini kien magħruf, il-marki tad-DNA kienu s-suġġett ta' studju tal-bijoloġija, il-fiżika u l-matematika.

M'hemmx bżonn li jiddeskrivu l-passi kollha fis-soluzzjoni ta 'din enigma. esperiment dirett, wera u kkonfermat li bejn kodoni tad-DNA u aċidi amino tal-proteina hemm ċara u konsistenti rispettivament miżmuma fl-1964 Charles Janowski u S. Brenner. Saret konferenza oħra - matul il-dekowdjar tal-kodiċi ġenetiku in vitro (in vitro) użu ta 'tekniki ta' sinteżi tal-proteini fi strutturi bla ċelluli.

Kompletament kodiċi decrypted E. Coli ġiet ippromulgata fl-1966, bijoloġisti fil-simpożju fil Cold Rebbiegħa Port (USA). Imbagħad I fetaħ il-redundancy (degeneracy) tal-kodiċi ġenetiku. X'inhu dan ifisser, huwa spjegat pjuttost sempliċi.

dekodifikazzjoni tkompli

Jkollna deciphering-data tal-kodiċi ereditarji sar wieħed mill-avvenimenti l-aktar sinifikanti ta 'l-aħħar seklu. Illum, ix-xjenza tkompli tesplora fil-fond tal-mekkaniżmi tas-sistema molekulari kodifikazzjoni u l-karatteristiċi tiegħu u żejjed ta 'sinjali, dak li huwa espress fil-proprjetà tal-degeneracy tal-kodiċi ġenetiku. Studju separat ta 'l-industrija - l-oriġini u l-evoluzzjoni tas-sistema ta' kodifikazzjoni materjal ereditarji. Evidenza polynucleotides jgħaqqdu (DNA) u polipeptidi (proteini) taw impetu lill-iżvilupp tal-bijoloġija molekolari. U dan, min-naħa, il-bijoteknoloġija, bioengineering, skoperti fil-tgħammir u tkabbir tal-pjanti.

Dogmas u regoli

Dar domma tal-bijoloġija molekulari - l-informazzjoni tiġi trasferita mid-DNA għall messaġġier RNA, u mbagħad magħha fuq il-proteina. Fid-direzzjoni opposta ta 'trażmissjoni hija possibbli minn RNA li DNA u RNA fuq RNA oħra.

Iżda l-matriċi jew il-bażi tad-DNA dejjem jibqa '. U l-karatteristiċi bażiċi oħra ta 'trasferiment ta' informazzjoni - riflessjoni tan-natura tat-trasferiment tal-matriċi. Jiġifieri, billi jwettqu trasmissjoni lill-sinteżi ta 'molekoli matriċi oħra, li se jkun ir-riproduzzjoni tal-istruttura ta' informazzjoni ġenetika.

kodiċi ġenetiku

Linja kodifikazzjoni istruttura ta 'molekuli proteina permezz ta' kodoni komplementari (triplets) nukleotidi, li biss 4 (adein, guanine, cytosine, thymine (uracil)), li spontanjament twassal għall-formazzjoni ta 'ktajjen oħra ta' nukleotidi. L-istess numru ta 'nukleotidi u kumplimentarjetà kimiċi - dan huwa l-kondizzjoni prinċipali għal tali sinteżi. Iżda l-formazzjoni ta 'kwalità molekula proteina taqbel mal-kwantità u l-kwalità tal-monomeri mhux (nukleotidi DNA - aċidi amino proteina). Dan huwa l-ereditarji naturali kodiċi - sistema ta 'reġistrazzjoni fis-sekwenza ta' nukleotidi (kodoni) is-sekwenza aċidu amminiku tal-proteina.

kodiċi ġenetiku għandha diversi proprjetajiet:

• Triplet.
• L-uniċità.
• Orjentazzjoni.
• Disjointness.
• Redundancy (degeneracy) tal-kodiċi ġenetiku.
• Versatilità.

Hawnhekk huwa deskrizzjoni qasira, li jiffoka fuq is-sinifikat bijoloġiku.

Triplet, il-kontinwità u stoplights disponibbiltà

Kull wieħed 61 aċidi amino jikkorrispondu għal t semantiku (triplet) nukleotidi. Tliet triplets ma jġorrux informazzjoni dwar l-aċidu amino u huma kodoni waqfien. Kull tan-nukleotidi fil-katina hija membru tal-triplet, u ma jeżistix minnu stess. Fl-aħħar u l-bidu ta 'katina ta' nukleotidi li jikkorrispondu għal proteina wieħed, huma kodoni waqfien. Huma jibdew jew xandir waqfien (-sintesi ta 'molekula proteina).

Speċifiċità, u disjointness one-pointedness

Kull f'codon (tripletta) tikkodifika aċidu amminiku wieħed biss. Kull triplet huwa indipendenti minn u ma jikkoinċidux biswit. Wieħed tan-nukleotidi jista jappartjenu għal tripletta wieħed biss fil-katina. sinteżi tal-proteini huwa dejjem fil direzzjoni waħda kodoni stop biss, li hija kkontrollata.

Il-sensja tal-kodiċi ġenetiku

Kull triplet ta nukleotidi tikkodifika aċidu amminiku wieħed. Total ta '64 nukleotidi, 61 minnhom - aċidu amminiku encoded (f'codon sens), u tliet - bla sens, jiġifieri aċidu amino ma encode (stop kodoni). Il redundancy (degeneracy) tal-kodiċi ġenetiku hija li sostituzzjonijiet jista 'jsir f'kull tripletta - radikali (li jwassal għal amino sostituzzjoni aċidu) u konservattiva (aċidi amino ma jbiddlux klassi). Huwa faċli li tikkalkula li jekk tripletta jista 'jsir 9 sostituzzjonijiet (1, 2 u 3 pożizzjoni), kull nukleotidi jistgħu jiġu sostitwiti minn 4 - 1 = 3 l-inkarnazzjoni oħra, in-numru totali ta' sostituzzjonijiet nukleotidi possibbli se jkun 61-9 = 549.

Il degeneracy tal-kodiċi ġenetiku huwa muri fil-fatt li 549-għażliet - huwa ħafna aktar milli meħtieġ għall-informazzjoni zakodirovki madwar 21 għal aċidi amino. F'dan il-każ ta 'għażliet ta' sostituzzjoni 549 23 ċomb għall-formazzjoni ta 'kodon waqfien, 134 + 230 sostituzzjoni - huma sostituzzjonijiet konservattivi, u 162 - radikali.

Regola degeneracy u eċċezzjonijiet

Jekk żewġ kodoni żewġ ewwel nukleotidi identiċi, il-nukleotidi li jifdal huma ppreżentati ma 'klassi (purine jew pyrimidine), l-informazzjoni li jġorru l-istess aċidu amino. Dan normalment huwa l degeneracy jew redundancy tal-kodiċi ġenetiku. B'żewġ eċċezzjonijiet - AUA u UGA - ewwel tikkodifika metjonina, għalkemm jkollhom isoleucine, u t-tieni - l-kodon waqfien, iżda jkollhom encode triptofan.

Tifsira degeneracy u l-versatilità

Dawn iż-żewġ proprjetajiet tal-kodiċi ġenetiku għandhom l-ogħla valur bijoloġiku. Il-proprjetajiet elenkati hawn fuq huma karatteristiċi ta 'l-informazzjoni ġenetika tal-forom kollha ta' organiżmi li jgħixu fuq il-pjaneta tagħna.

Il degeneracy tal-kodiċi ġenetiku għandha valur adattivi, bħala l-duplikazzjoni ripetut ta 'kodiċi aċidu amino wieħed. Barra minn hekk, dan ifisser tnaqqis sinifikanti fil- (deġenerazzjoni) tat-tielet tan-nukleotidi fil-kodon. Tali inkarnazzjoni jimminimizza l-feriti mutazzjonijiet fil-DNA, li jinvolvu vjolazzjonijiet serji fl-istruttura proteina. Dan hu mekkaniżmu protettiv ta 'organiżmi ħajjin tal-pjaneta.