Genetik axborotni kodlash printsipi. DNK va genlar. qarish va hujayra o'limi bosqichi

02.07.2020

Shuningdek o'qing

Nega irmik bo'tqasini iste'mol qilishni orzu qiladi Dream Interpretation irmik bo'tqasi

Nega tushingizda ko'zani orzu qilasiz - haftaning kuni bo'yicha talqin

Ilgari biz nukleotidlar Yerda hayotning paydo bo'lishi uchun muhim xususiyatga ega ekanligini ta'kidlagan edik - eritmada bitta polinukleotid zanjiri mavjud bo'lganda, ikkinchi (parallel) zanjirning hosil bo'lish jarayoni o'z-o'zidan sodir bo'ladi. . Ikkala zanjirdagi nukleotidlarning bir xil soni va ularning kimyoviy yaqinligi bu turdagi reaktsiyani amalga oshirish uchun ajralmas shartdir. Biroq, oqsil sintezi jarayonida, mRNKdan olingan ma'lumotlar oqsil tuzilishiga kiritilganda, komplementarlik tamoyiliga rioya qilish haqida gap bo'lishi mumkin emas. Buning sababi shundaki, mRNKda va sintez qilingan oqsilda nafaqat monomerlar soni har xil, balki ular o'rtasida strukturaviy o'xshashlik (bir tomondan nukleotidlar, ikkinchi tomondan aminokislotalar) mavjud emas. ). Ko'rinib turibdiki, bu holda polinukleotiddan polipeptid tuzilishiga ma'lumotni aniq tarjima qilishning yangi tamoyilini yaratish zarurati tug'iladi. Evolyutsiyada bunday tamoyil yaratilgan va uning asosi genetik kod edi.

Genetik kod - bu DNK yoki RNKdagi nukleotidlar ketma-ketliklarining ma'lum bir almashinishiga asoslangan, oqsildagi aminokislotalarga mos keladigan kodonlarni hosil qiluvchi nuklein kislota molekulalarida irsiy ma'lumotni qayd qilish tizimi.

Genetik kod bir nechta xususiyatlarga ega.

Uchlik.

Degeneratsiya yoki ortiqchalik.

Aniqlik.

Polarlik.

Bir-biriga mos kelmaslik.

Kompaktlik.

Ko'p qirralilik.

Shuni ta'kidlash kerakki, ba'zi mualliflar kodga kiritilgan nukleotidlarning kimyoviy xususiyatlari yoki tana oqsillarida individual aminokislotalarning paydo bo'lish chastotasi va boshqalar bilan bog'liq kodning boshqa xususiyatlarini ham taklif qilishadi. Biroq, bu xususiyatlar yuqorida sanab o'tilganlardan kelib chiqadi, shuning uchun biz ularni o'sha erda ko'rib chiqamiz.

A. Uchlik. Genetik kod, ko'plab murakkab tashkil etilgan tizimlar kabi, eng kichik strukturaviy va eng kichik funktsional birlikka ega. Triplet genetik kodning eng kichik tarkibiy birligidir. U uchta nukleotiddan iborat. Kodon genetik kodning eng kichik funktsional birligidir. Odatda, mRNKning tripletlari kodonlar deb ataladi. Genetik kodda kodon bir nechta funktsiyalarni bajaradi. Birinchidan, uning asosiy vazifasi bitta aminokislotani kodlashidir. Ikkinchidan, kodon aminokislotalarni kodlamasligi mumkin, ammo bu holda u boshqa funktsiyani bajaradi (pastga qarang). Ta'rifdan ko'rinib turibdiki, triplet xarakterlovchi tushunchadir boshlang'ich strukturaviy birlik genetik kod (uch nukleotid). Kodon - xarakterlaydi elementar semantik birlik genom - uchta nukleotid bitta aminokislotaning polipeptid zanjiriga biriktirilishini aniqlaydi.

Elementar strukturaviy birlik dastlab nazariy jihatdan shifrlangan, keyin esa uning mavjudligi eksperimental tarzda tasdiqlangan. Haqiqatan ham, 20 ta aminokislotalarni bir yoki ikkita nukleotid bilan kodlash mumkin emas, chunki to'rtta nukleotiddan faqat 4 tasi mavjud bo'lib, bu 4 3 = 64 ta variantni beradi, bu tirik organizmlarda mavjud bo'lgan aminokislotalar sonini qoplaydi (1-jadvalga qarang).

Jadvalda keltirilgan 64 ta nukleotid birikmasi ikkita xususiyatga ega. Birinchidan, 64 ta triplet variantlardan faqat 61 tasi kodon va har qanday aminokislotalarni kodlaydi, ular deyiladi. sezuvchi kodonlar. Uchta uchlik kodlanmaydi

1-jadval.

Messenger RNK kodonlari va tegishli aminokislotalar

KODONOV FOYDAGI




	Bema'nilik	Bema'nilik
	Bema'nilik




		Met



		Mil

aminokislotalar a - translatsiyaning tugashini ko'rsatuvchi to'xtash signallari. Bunday uchta uchlik bor - UAA, UAG, UGA, ular "ma'nosiz" (bema'nilik kodonlari) deb ham ataladi. Tripletdagi bir nukleotidni boshqasi bilan almashtirish bilan bog'liq bo'lgan mutatsiya natijasida his kodonidan ma'nosiz kodon paydo bo'lishi mumkin. Ushbu turdagi mutatsiya deyiladi bema'ni mutatsiya. Agar bunday to'xtash signali gen ichida (uning axborot qismida) hosil bo'lsa, u holda bu joyda protein sintezi paytida jarayon doimiy ravishda to'xtatiladi - oqsilning faqat birinchi (to'xtash signalidan oldin) qismi sintezlanadi. Ushbu patologiyaga ega bo'lgan odam oqsil etishmasligini boshdan kechiradi va bu etishmovchilik bilan bog'liq alomatlar paydo bo'ladi. Masalan, bunday mutatsiya gemoglobin beta zanjirini kodlovchi genda aniqlangan. Qisqartirilgan faol bo'lmagan gemoglobin zanjiri sintezlanadi, u tezda yo'q qilinadi. Natijada, beta zanjiridan mahrum bo'lgan gemoglobin molekulasi hosil bo'ladi. Bunday molekulaning o'z vazifalarini to'liq bajarishi dargumon. Gemolitik anemiya sifatida rivojlanadigan jiddiy kasallik (beta-nol talassemiya, yunoncha "Talas" so'zidan - O'rta er dengizi, bu kasallik birinchi marta kashf etilgan).

To'xtash kodonlarining ta'sir qilish mexanizmi hissiy kodonlarning ta'sir qilish mexanizmidan farq qiladi. Bu aminokislotalarni kodlaydigan barcha kodonlar uchun mos keladigan tRNKlar topilganligidan kelib chiqadi. Bema'ni kodonlar uchun tRNK topilmadi. Binobarin, tRNK oqsil sintezini to'xtatish jarayonida ishtirok etmaydi.

KodonAVG (ba'zan bakteriyalarda GUG) nafaqat metionin va valin aminokislotalarini kodlaydi, balkieshittirish tashabbuskori .

b. Degeneratsiya yoki ortiqchalik.

64 ta uchlikdan 61 tasi 20 ta aminokislotalarni kodlaydi. Aminokislotalar sonidan uch baravar ko'pligi ma'lumot uzatishda ikkita kodlash variantidan foydalanish mumkinligini ko'rsatadi. Birinchidan, 20 ta aminokislotalarni kodlashda 64 ta kodonning hammasi ham ishtirok eta olmaydi, faqat 20 ta, ikkinchidan, aminokislotalarni bir nechta kodonlar bilan kodlash mumkin. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, tabiat oxirgi variantdan foydalangan.

Uning afzalligi aniq. Agar 64 ta variantdan atigi 20 tasi aminokislotalarni kodlashda ishtirok etgan bo'lsa, u holda 44 ta uchlik (64 tadan) kodlanmagan bo'lib qoladi, ya'ni. ma'nosiz (bema'ni kodonlar). Ilgari biz mutatsiya natijasida kodlovchi tripletni bema'ni kodonga aylantirish hujayra hayoti uchun qanchalik xavfli ekanligini ta'kidlagan edik - bu RNK polimerazasining normal ishlashini sezilarli darajada buzadi va natijada kasalliklarning rivojlanishiga olib keladi. Hozirgi vaqtda bizning genomimizdagi uchta kodon bema'nilikdir, ammo endi ma'nosiz kodonlar soni taxminan 15 baravar ko'paysa nima bo'lishini tasavvur qiling. Bunday vaziyatda oddiy kodonlarning ma'nosiz kodonlarga o'tishi beqiyos darajada yuqori bo'lishi aniq.

Bitta aminokislota bir nechta uchlik bilan kodlangan kod degenerativ yoki ortiqcha deb ataladi. Deyarli har bir aminokislota bir nechta kodonlarga ega. Shunday qilib, aminokislota leysin oltita uchlik - UUA, UUG, TSUU, TsUC, TsUA, TsUG bilan kodlanishi mumkin. Valin to'rtta uchlik, fenilalanin ikkita va faqat kodlangan triptofan va metionin bitta kodon bilan kodlangan. Turli xil belgilar bilan bir xil ma'lumotlarni yozib olish bilan bog'liq xususiyat deyiladi degeneratsiya.

Bitta aminokislota uchun belgilangan kodonlar soni oqsillarda aminokislotalarning paydo bo'lish chastotasi bilan yaxshi bog'liq.

Va bu, ehtimol, tasodifiy emas. Proteinda aminokislotalarning paydo bo'lish chastotasi qanchalik yuqori bo'lsa, genomda ushbu aminokislotalarning kodoni qanchalik tez-tez namoyon bo'lsa, mutagen omillar ta'sirida uning shikastlanish ehtimoli shunchalik yuqori bo'ladi. Shu sababli, mutatsiyaga uchragan kodon, agar u juda degeneratsiyalangan bo'lsa, bir xil aminokislotalarni kodlash imkoniyati ko'proq ekanligi aniq. Shu nuqtai nazardan qaraganda, genetik kodning degeneratsiyasi inson genomini shikastlanishdan himoya qiluvchi mexanizmdir.

Shuni ta'kidlash kerakki, degeneratsiya atamasi molekulyar genetikada boshqa ma'noda qo'llaniladi. Shunday qilib, kodondagi ma'lumotlarning asosiy qismi birinchi ikkita nukleotidda joylashgan bo'lib, kodonning uchinchi pozitsiyasidagi asos unchalik ahamiyatga ega emas. Ushbu hodisa "uchinchi bazaning degeneratsiyasi" deb ataladi. Oxirgi xususiyat mutatsiyalarning ta'sirini kamaytiradi. Masalan, qizil qon hujayralarining asosiy vazifasi kislorodni o'pkadan to'qimalarga va karbonat angidridni to'qimalardan o'pkaga o'tkazish ekanligi ma'lum. Bu funktsiyani nafas olish pigmenti - gemoglobin bajaradi, u eritrotsitning butun sitoplazmasini to'ldiradi. U tegishli gen tomonidan kodlangan oqsil qismi - globindan iborat. Proteindan tashqari, gemoglobin molekulasi tarkibida temir o'z ichiga olgan gem mavjud. Globin genlaridagi mutatsiyalar gemoglobinlarning turli xil variantlari paydo bo'lishiga olib keladi. Ko'pincha mutatsiyalar bilan bog'liq bir nukleotidni boshqasi bilan almashtirish va genda yangi kodon paydo bo'lishi, bu gemoglobin polipeptid zanjirida yangi aminokislotalarni kodlashi mumkin. Tripletda mutatsiya natijasida har qanday nukleotid almashtirilishi mumkin - birinchi, ikkinchi yoki uchinchi. Globin genlarining yaxlitligiga ta'sir qiluvchi bir necha yuz mutatsiyalar ma'lum. Yaqin 400 ulardan gendagi yagona nukleotidlarning almashinishi va polipeptiddagi tegishli aminokislotalarning almashinuvi bilan bog'liq. Faqat shulardan 100 almashtirish gemoglobinning beqarorligiga va engildan o'ta og'irgacha bo'lgan turli xil kasalliklarga olib keladi. 300 (taxminan 64%) almashtirish mutatsiyasi gemoglobin funktsiyasiga ta'sir qilmaydi va patologiyaga olib kelmaydi. Buning sabablaridan biri serin, leysin, prolin, arginin va boshqa ba'zi aminokislotalarni kodlovchi tripletda uchinchi nukleotidning almashinishi sinonimik kodonning paydo bo'lishiga olib keladigan yuqorida aytib o'tilgan "uchinchi asosning degeneratsiyasi" dir. bir xil aminokislotalarni kodlash. Bunday mutatsiya fenotipik tarzda o'zini namoyon qilmaydi. Aksincha, 100% hollarda birinchi yoki ikkinchi nukleotidning tripletdagi har qanday almashinuvi yangi gemoglobin variantining paydo bo'lishiga olib keladi. Ammo bu holatda ham jiddiy fenotipik buzilishlar bo'lmasligi mumkin. Buning sababi gemoglobindagi aminokislotaning fizik-kimyoviy xossalari bo'yicha birinchisiga o'xshash boshqasi bilan almashtirilishidir. Misol uchun, agar gidrofil xossaga ega bo'lgan aminokislota boshqa aminokislota bilan almashtirilsa, lekin bir xil xususiyatlarga ega.

Gemoglobin gemning temir porfirin guruhidan (kislorod va karbonat angidrid molekulalari biriktirilgan) va oqsil - globindan iborat. Katta yoshli gemoglobin (HbA) ikkita bir xil gemoglobinni o'z ichiga oladi - zanjirlar va ikkita -zanjirlar. Molekula -zanjirda 141 ta aminokislota qoldiqlari mavjud; -zanjir - 146, - Va -zanjirlar ko'p aminokislotalar qoldiqlarida farqlanadi. Har bir globin zanjirining aminokislotalar ketma-ketligi o'z geni tomonidan kodlangan. Genni kodlash -zanjir 16-xromosomaning qisqa qo'lida joylashgan; -gen - 11-xromosomaning qisqa qo'lida. Genlarni kodlashda almashtirish -birinchi yoki ikkinchi nukleotidning gemoglobin zanjiri deyarli har doim oqsilda yangi aminokislotalarning paydo bo'lishiga, gemoglobin funktsiyalarining buzilishiga va bemor uchun jiddiy oqibatlarga olib keladi. Masalan, CAU (histidin) uchliklaridan birida "C" ni "Y" bilan almashtirish boshqa aminokislota - tirozinni kodlaydigan yangi uchlik UAU paydo bo'lishiga olib keladi 63-pozitsiyada xuddi shunday almashtirish -gistidin polipeptidining tirozinga zanjiri gemoglobinning beqarorlashishiga olib keladi. Kasallik methemoglobinemiya rivojlanadi. Mutatsiya natijasida glutamik kislotani 6-pog'onada valin bilan almashtirish -zanjir eng og'ir kasallikning sababi - o'roqsimon hujayrali anemiya. Keling, qayg'uli ro'yxatni davom ettirmaylik. Shuni ta'kidlash kerakki, dastlabki ikkita nukleotidni almashtirganda, avvalgisiga fizik-kimyoviy xususiyatlarga o'xshash aminokislota paydo bo'lishi mumkin. Shunday qilib, glutamik kislotani (GAA) kodlovchi tripletlardan birida 2-nukleotidni almashtirish. -"U" bilan zanjir valinni kodlaydigan yangi triplet (GUA) paydo bo'lishiga olib keladi va birinchi nukleotidni "A" bilan almashtirish lizin aminokislotasini kodlaydigan AAA tripletini hosil qiladi. Glutamik kislota va lizin fizik-kimyoviy xossalari bo'yicha o'xshash - ikkalasi ham gidrofildir. Valin hidrofobik aminokislotadir. Shuning uchun gidrofil glutamik kislotani hidrofobik valin bilan almashtirish gemoglobinning xususiyatlarini sezilarli darajada o'zgartiradi, bu oxir-oqibat o'roqsimon hujayrali anemiya rivojlanishiga olib keladi, gidrofil glutamik kislotani gidrofil lizin bilan almashtirish esa gemoglobin funktsiyasini kamroq darajada o'zgartiradi - bemorlarda engil shakl rivojlanadi. anemiyadan. Uchinchi asosni almashtirish natijasida yangi triplet avvalgisi kabi bir xil aminokislotalarni kodlashi mumkin. Misol uchun, agar CAC tripletida urasil sitozin bilan almashtirilgan bo'lsa va CAC triplet paydo bo'lsa, u holda odamlarda deyarli hech qanday fenotipik o'zgarishlar aniqlanmaydi. Bu tushunarli, chunki Ikkala triplet ham bir xil aminokislota - histidinni kodlaydi.

Xulosa qilib shuni ta'kidlash joizki, genetik kodning degeneratsiyasi va uchinchi bazaning umumiy biologik nuqtai nazardan degeneratsiyasi DNK va RNKning noyob tuzilishidagi evolyutsiyaga xos bo'lgan himoya mexanizmlari hisoblanadi.

V. Aniqlik.

Har bir triplet (bema'nilikdan tashqari) faqat bitta aminokislotani kodlaydi. Shunday qilib, kodon - aminokislota yo'nalishida genetik kod bir ma'noli, aminokislota - kodon yo'nalishi bo'yicha u noaniq (degeneratsiya).

Aniq

Aminokislota kodoni

Degeneratsiya

Va bu holda, genetik kodda noaniqlik zarurati aniq. Boshqa variantda, bir xil kodonni tarjima qilganda, oqsil zanjiriga turli xil aminokislotalar kiritiladi va natijada, birlamchi tuzilmalari va funktsiyalari turlicha bo'lgan oqsillar hosil bo'ladi. Hujayra metabolizmi "bir gen - bir nechta polipeptidlar" ish rejimiga o'tadi. Bunday vaziyatda genlarning tartibga solish funktsiyasi butunlay yo'qolishi aniq.

DNK va mRNK dan ma'lumotni o'qish faqat bitta yo'nalishda sodir bo'ladi. Qutblilik yuqori tartibli tuzilmalarni (ikkinchi darajali, uchinchi darajali va boshqalar) aniqlash uchun muhimdir. Avvalroq biz quyi tartibli tuzilmalar yuqori tartibli tuzilmalarni qanday aniqlashi haqida gapirgan edik. Sintezlangan RNK zanjiri DNK molekulasini yoki polipeptid zanjiri ribosomani tark etishi bilanoq oqsillardagi uchinchi darajali tuzilma va yuqori tartibli tuzilmalar hosil bo'ladi. RNK yoki polipeptidning erkin uchi uchinchi darajali tuzilishga ega bo'lsa, zanjirning ikkinchi uchi DNKda (agar RNK transkripsiyalangan bo'lsa) yoki ribosomada (agar polipeptid transkripsiyalangan bo'lsa) sintezlanishda davom etadi.

Shuning uchun ma'lumotni o'qishning bir yo'nalishli jarayoni (RNK va oqsil sintezi paytida) nafaqat sintez qilingan moddadagi nukleotidlar yoki aminokislotalarning ketma-ketligini aniqlash uchun, balki ikkilamchi, uchinchi darajali va boshqalarni qat'iy aniqlash uchun muhimdir. tuzilmalar.

d. Bir-biriga mos kelmaslik.

Kod bir-biriga o'xshash yoki bir-biriga mos kelmasligi mumkin. Aksariyat organizmlar bir-birining ustiga chiqmaydigan kodga ega. Ba'zi faglarda bir-biriga o'xshash kod mavjud.

Bir-biriga yopishmaydigan kodning mohiyati shundan iboratki, bir kodonning nukleotidi bir vaqtning o'zida boshqa kodonning nukleotidi bo'la olmaydi. Agar kod bir-biriga o'xshash bo'lsa, etti nukleotidlar ketma-ketligi (GCUGCUG) bir-birining ustiga chiqmaydigan koddagi kabi ikkita aminokislotani (alanin-alanin) (33-rasm, A) emas, balki uchtasini (agar mavjud bo'lsa) kodlashi mumkin edi. umumiy bitta nukleotid) (33-rasm, B) yoki beshta (agar ikkita nukleotid umumiy bo'lsa) (33-rasmga qarang, C). So'nggi ikki holatda, har qanday nukleotidning mutatsiyasi ikki, uch va hokazo ketma-ketlikning buzilishiga olib keladi. aminokislotalar.

Biroq, bitta nukleotidning mutatsiyasi har doim bitta aminokislotaning polipeptid tarkibiga kirishini buzishi aniqlangan. Bu kodning bir-biriga mos kelmasligini ko'rsatadigan muhim dalil.

Buni 34-rasmda tushuntiramiz. Qalin chiziqlar bir-birining ustiga chiqmagan va bir-birining ustiga chiquvchi kod bo'lgan taqdirda aminokislotalarni kodlovchi uchliklarni ko'rsatadi. Tajribalar genetik kodning bir-biriga mos kelmasligini aniq ko'rsatdi. Tajriba tafsilotlariga kirmasdan, shuni ta'kidlaymizki, agar siz uchinchi nukleotidni nukleotidlar ketma-ketligida almashtirsangiz (34-rasmga qarang).U (yulduzcha bilan belgilangan) boshqa narsaga:

1. Bir-biriga mos kelmaydigan kod bilan ushbu ketma-ketlik bilan boshqariladigan oqsil bitta (birinchi) aminokislota o'rnini bosadi (yulduzcha bilan belgilangan).

2. A variantida bir-biriga o'xshash kod bo'lsa, ikkita (birinchi va ikkinchi) aminokislotalarda (yulduzcha bilan belgilangan) almashtirish sodir bo'ladi. B variantiga ko'ra, almashtirish uchta aminokislotaga ta'sir qiladi (yulduzcha bilan belgilangan).

Biroq, ko'plab tajribalar shuni ko'rsatdiki, DNKdagi bitta nukleotid buzilganda, oqsildagi buzilish har doim bir-biriga mos kelmaydigan kod uchun xos bo'lgan faqat bitta aminokislotaga ta'sir qiladi.

GZUGZUG GZUGZUG GZUGZUG

GCU GCU GCU UGC GCU GCU GCU UGC GCU GCU GCU

*** *** *** *** *** ***

Alanin - Alanin Ala - Cis - Ley Ala - Ley - Ley - Ala - Ley

A B C

Bir-biriga mos kelmaydigan kod Bir-biriga mos keladigan kod

Guruch. 34. Genomda bir-biriga mos kelmaydigan kod mavjudligini tushuntiruvchi diagramma (matndagi tushuntirish).

Genetik kodning bir-biriga mos kelmasligi boshqa xususiyat bilan bog'liq - ma'lumotni o'qish ma'lum bir nuqtadan boshlanadi - boshlash signali. mRNKdagi bunday boshlash signali AUG metioninni kodlovchi kodondir.

Shuni ta'kidlash kerakki, odamda hali ham umumiy qoidadan chetga chiqadigan va bir-biriga mos keladigan kam sonli genlar mavjud.

e. Kompaktlik.

Kodonlar orasida tinish belgilari yo'q. Boshqacha qilib aytganda, tripletlar bir-biridan, masalan, bitta ma'nosiz nukleotid bilan ajratilmaydi. Genetik kodda "tinish belgilari" yo'qligi tajribalarda isbotlangan.

va. Ko'p qirralilik.

Kod Yerda yashovchi barcha organizmlar uchun bir xil. Genetik kodning universalligi to'g'ridan-to'g'ri dalil DNK ketma-ketligini mos keladigan oqsil ketma-ketliklari bilan taqqoslash orqali olingan. Ma'lum bo'lishicha, barcha bakterial va eukaryotik genomlar bir xil kod qiymatlari to'plamidan foydalanadi. Istisnolar bor, lekin ko'p emas.

Genetik kodning universalligiga birinchi istisnolar ba'zi hayvonlar turlarining mitoxondriyalarida topilgan. Bu triptofan aminokislotasini kodlovchi UGG kodon bilan bir xil o'qiydigan UGA terminator kodoniga tegishli edi. Umumjahonlikdan boshqa kam uchraydigan og'ishlar ham topildi.

MZ. Genetik kod - DNK yoki RNKdagi nukleotidlar ketma-ketligining ma'lum bir almashinishiga asoslangan nuklein kislota molekulalarida irsiy ma'lumotni qayd qilish tizimi.

oqsil tarkibidagi aminokislotalarga mos keladi.Genetik kod bir nechta xususiyatlarga ega.

Genetik kodning xususiyatlari.

Genetik kod bir nechta xususiyatlarga ega.

Uchlik.

Degeneratsiya yoki ortiqchalik.

Aniqlik.

Polarlik.

Bir-biriga mos kelmaslik.

Kompaktlik.

Ko'p qirralilik.

aminokislotalar a - translatsiyaning tugashini ko'rsatuvchi to'xtash signallari. Bunday uchta uchlik bor - UAA, UAG, UGA, ular "ma'nosiz" (bema'nilik kodonlari) deb ham ataladi. Tripletdagi bir nukleotidni boshqasi bilan almashtirish bilan bog'liq bo'lgan mutatsiya natijasida his kodonidan ma'nosiz kodon paydo bo'lishi mumkin. Ushbu turdagi mutatsiya deyiladi bema'ni mutatsiya. Agar bunday to'xtash signali gen ichida (uning axborot qismida) hosil bo'lsa, u holda bu joyda protein sintezi paytida jarayon doimiy ravishda to'xtatiladi - oqsilning faqat birinchi (to'xtash signalidan oldin) qismi sintezlanadi. Ushbu patologiyaga ega bo'lgan odam oqsil etishmasligini boshdan kechiradi va bu etishmovchilik bilan bog'liq alomatlar paydo bo'ladi. Masalan, bunday mutatsiya gemoglobin beta zanjirini kodlovchi genda aniqlangan. Qisqartirilgan faol bo'lmagan gemoglobin zanjiri sintezlanadi, u tezda yo'q qilinadi. Natijada, beta zanjiridan mahrum bo'lgan gemoglobin molekulasi hosil bo'ladi. Bunday molekulaning o'z vazifalarini to'liq bajarishi dargumon. Gemolitik anemiya shaklida rivojlanadigan jiddiy kasallik (beta-nol talassemiya, yunoncha "Talas" so'zidan - O'rta er dengizi, bu kasallik birinchi marta kashf etilgan).

KodonAVG (ba'zan bakteriyalarda GUG) nafaqat metionin va valin aminokislotalarini kodlaydi, balkieshittirish tashabbuskori .

b. Degeneratsiya yoki ortiqchalik.

Bitta aminokislota uchun belgilangan kodonlar soni oqsillarda aminokislotalarning paydo bo'lish chastotasi bilan yaxshi bog'liq.

V. Aniqlik.

Aniq

Aminokislota kodoni

Degeneratsiya

d. Bir-biriga mos kelmaslik.

Kod bir-biriga o'xshash yoki bir-biriga mos kelmasligi mumkin. Aksariyat organizmlar bir-birining ustiga chiqmaydigan kodga ega. Ba'zi faglarda bir-biriga o'xshash kod mavjud.

Biroq, bitta nukleotidning mutatsiyasi har doim bitta aminokislotaning polipeptid tarkibiga kirishini buzishi aniqlangan. Bu kodning bir-biriga mos kelmasligini ko'rsatadigan muhim dalil.

1. Bir-biriga mos kelmaydigan kod bilan ushbu ketma-ketlik bilan boshqariladigan oqsil bitta (birinchi) aminokislota o'rnini bosadi (yulduzcha bilan belgilangan).

GZUGZUG GZUGZUG GZUGZUG

GCU GCU GCU UGC GCU GCU GCU UGC GCU GCU GCU

*** *** *** *** *** ***

Alanin - Alanin Ala - Cis - Ley Ala - Ley - Ley - Ala - Ley

A B C

Bir-biriga mos kelmaydigan kod Bir-biriga mos keladigan kod

Guruch. 34. Genomda bir-biriga mos kelmaydigan kod mavjudligini tushuntiruvchi diagramma (matndagi tushuntirish).

Shuni ta'kidlash kerakki, odamda hali ham umumiy qoidadan chetga chiqadigan va bir-biriga mos keladigan kam sonli genlar mavjud.

e. Kompaktlik.

va. Ko'p qirralilik.

DNK kod tizimi.

DNK genetik kodi 64 ta nukleotid tripletidan iborat. Bu tripletlar kodonlar deb ataladi. Har bir kodon oqsil sintezida ishlatiladigan 20 ta aminokislotadan birini kodlaydi. Bu kodda biroz ortiqchalikni beradi: ko'pchilik aminokislotalar bir nechta kodon tomonidan kodlangan.
Bitta kodon o'zaro bog'liq bo'lgan ikkita funktsiyani bajaradi: u tarjimaning boshlanishi haqida signal beradi va o'sib borayotgan polipeptid zanjiriga metionin (Met) aminokislotalarining kiritilishini kodlaydi. DNK kodlash tizimi shunday yaratilganki, genetik kod RNK kodonlari yoki DNK kodonlari sifatida ifodalanishi mumkin. RNK kodonlari RNKda (mRNK) topiladi va bu kodonlar polipeptidlar sintezi paytida ma'lumotni o'qiy oladi (bu jarayon translatsiya deb ataladi). Ammo har bir mRNK molekulasi tegishli gendan transkripsiyada nukleotidlar ketma-ketligini oladi.

Ikki aminokislotadan tashqari (Met va Trp) hammasi 2 dan 6 gacha turli kodonlar bilan kodlanishi mumkin. Biroq, ko'pchilik organizmlarning genomi shuni ko'rsatadiki, ba'zi kodonlar boshqalarga nisbatan afzalroqdir. Odamlarda, masalan, alanin GCC tomonidan GCGga qaraganda to'rt marta ko'proq kodlanadi. Bu, ehtimol, ba'zi kodonlar uchun tarjima apparatining (masalan, ribosoma) yuqori tarjima samaradorligini ko'rsatadi.

Genetik kod deyarli universaldir. Xuddi shu kodonlar aminokislotalarning bir xil bo'limiga biriktirilgan va bir xil boshlash va to'xtash signallari hayvonlar, o'simliklar va mikroorganizmlarda deyarli bir xil. Biroq, ba'zi istisnolar topildi. Ko'pchilik uchta to'xtash kodonidan birini yoki ikkitasini aminokislotalarga tayinlashni o'z ichiga oladi.

Genetik kod - bu DNK molekulalarida oqsil molekulasining tuzilishi haqidagi genetik ma'lumotlarni qayd qilish tizimi. Oqsil aminokislotalardan iborat bo'lib, ulardan faqat 20 tasi bor. Protein molekulasidagi aminokislotalar DNK molekulasidagi nukleotidlar singari chiziqli tartibda joylashgan. Oqsildagi AK ning ketma-ketligi DNK molekulasidagi nukleotidlar ketma-ketligi, uning gen kodi bilan belgilanadi. Kodning xususiyatlari 1) Triplety - Har bir aminokislota uchta nukleotid bilan kodlangan. Nukleotidlarning uchligi kodon deb ataladi. 2) Bir-biriga to‘g‘ri kelmaslik – birin-ketin uchlik keladi. Har bir nukleotid faqat bitta kodonning bir qismidir. Uchlik bir-birining ustiga tushmaydi. 2) Bir yo'nalishlilik - genetik ma'lumotni o'qish nukleotidlar orasiga hech qanday qo'shimchalarsiz, bir yo'nalishda 3 nukleotid bo'ylab sodir bo'ladi. 4) Ekspressivlik (ortiqchalik) - 1 aminokislotalarni kodlash uchun zarur bo'lgan ortiqcha tripletlarning mavjudligi. 2 "Bema'nilik" kodonlarining mavjudligi UAA UAG UGA tugatish kodonlari, AUG va GUG boshlash kodonlari. 5) universallik - barcha tirik organizmlarda bir xil aminokislotalar bir xil tripletlar tomonidan kodlangan. 6) o'ziga xoslik. Bitta va bir xil dekodon bir nechta AK ga to'g'ri keladigan holatlar yo'q.

16. Protein biosintezi - mRNK va tRNK molekulalari ishtirokida ribosomalarda yuzaga keladigan aminokislotalardan polipeptid zanjirini sintez qilishning murakkab ko'p bosqichli jarayoni. Protein biosintezi jarayoni katta energiya sarfini talab qiladi.

Protein sintezi bir necha bosqichlarni o'z ichiga oladi:

1. Transkripsiyadan oldingi. Bu sintezning boshlang'ich bosqichi bo'lib, DNK molekulasi maxsus oqsillar yordamida faollashadi.

2. mRNKning transkripsiyaviy sintezi yadroda sodir bo'lib, bu jarayonda DNK genidagi ma'lumotlar DNK molekulasiga komplementar nukleotidlar ketma-ketligi bilan mRNKga ko'chiriladi.

3.Transport transkripsiya va tarjima orasidagi davrni qamrab oladi. Ushbu bosqichda qayta ishlash sodir bo'ladi, ya'ni. I-RNKning yetilishi. Uning mohiyati intronlarni (ma'lumotga ega bo'lmagan hududlarni) olib tashlashdir. Ekzaonlar (AK haqida ma'lumot tashuvchi uchlik) saqlanib qoladi va ligaza fermentlari yordamida bitta zanjirga birlashadi. Ushbu hodisa qo'shilish deb ataladi. Birlashtirilgan mRNK tashuvchi oqsillar yordamida yadrodan sitoplazmaga ko'chiriladi.

4. Translyatsiya - kodlovchi mRNKga muvofiq AK dan polipeptid zanjirining sintezi. Tarjima paytida genetik ma'lumot aminokislotalar ketma-ketligiga aylantiriladi: DNK, mRNK, oqsil. Bu erda quyidagi bosqichlar ajratiladi: boshlanish, cho'zilish, tugatish.

boshlash - ribosoma tomonidan boshlang'ich kodonning tan olinishi va sintezning boshlanishi.

cho'zilish - haqiqiy oqsil sintezi.

tugatish - tugatish kodonini (to'xtash kodoni) tan olish va mahsulotni ajratish.

Shunday qilib, oqsil biosintezi jarayonida DNK tarkibidagi aniq ma'lumotlarga muvofiq yangi oqsil molekulalari hosil bo'ladi. Bu jarayon oqsillarning yangilanishi, metabolik jarayonlar, hujayra o'sishi va rivojlanishi, ya'ni hujayraning barcha hayotiy jarayonlarini ta'minlaydi.

17. Translatsiya - kodlovchi mRNKga muvofiq AK dan polipeptid zanjirining sintezi. Tarjima paytida genetik ma'lumot aminokislotalar ketma-ketligiga aylantiriladi: DNK, mRNK, oqsil. Tarjima hujayraning umumiy metabolizmining juda muhim qismidir, unda kamida 20 ta ferment (aminoatsil sintetaza), 60 tagacha turli t-RNK, 3-5 r-RNK molekulalari va r-RNK makromolekulalari ishtirok etadi. Bu erda quyidagi bosqichlar ajratiladi: boshlanish, cho'zilish, tugatish.

Initiatsiya - eshittirishning boshlanishi. To'liq ribosoma hosil bo'ladi, mRNK biriktiriladi va birinchi aminokislotalar o'rnatiladi. Tarjima paytida ribosomalar "yig'ilgan" holatda bo'ladi. Butun ribosomada aminokislota (ya'ni aminoatsil-tRNK) bilan "yuklangan" tRNKni biriktirish uchun joy - qabul qiluvchi joy (A-sayt) va o'sib borayotgan polipeptid zanjiri bilan tRNKni ushlab turish joyi - peptidil ( P-sayt) (molekulyar biologiyada "sayt zanjiri" iborasi ko'pincha "sayt" atamasi bilan almashtiriladi). Initsiatsiya paytida (uchta yordamchi protein omili ishtirokida) mRNK ribosomaning kichik bo'linmasi bilan bog'lanadi, so'ngra "yuklangan" (aminokislota tashuvchi) tRNK antikodon bilan birinchi kodonga biriktiriladi va undan keyin katta. hosil bo'lgan kompleksga ribosomaning subbirligi biriktiriladi.

2. cho‘zilish. Ikkinchi kodonga (ribosomaning A joyida) boshqa aminoatsil-tRNK qo'shiladi. Birinchi aminokislotaning karboksil guruhi (-COOH) va ikkinchi aminokislota (-NH) o'rtasida peptid bog'i hosil bo'ladi. Shundan so'ng, birinchi aminokislota o'zining tRNKsidan ajralib chiqadi va unga bog'langan ikkinchi tRNKning aminokislotalariga "osilib qoladi". Bo'sh birinchi tRNK ribosoma bilan kompleksdan ajralib chiqadi va P joyi bo'sh qoladi. Ribosoma mRNK bo'ylab "qadam tashlaydi". Bunday holda, aminokislotalar bilan tRNK A joydan P joyiga o'tadi. Ribosomaning "bosqichi" har doim qat'iy belgilangan va uchta nukleotidga (kodon) teng. Ribosomaning mRNK bo'ylab harakatlanishi translokatsiya deb ataladi. Replikatsiya va transkripsiya singari, translokatsiya har doim mRNKning 5" - 3" yo'nalishida sodir bo'ladi.

3. Tugatish. Polipeptid zanjirining sintezi ribosoma uchta to'xtash kodonidan biriga yetguncha davom etadi. Bu vaqtda oqsil zanjiri ajraladi va ribosoma subbirliklarga ajraladi. Deyarli barcha oqsillar, sintezi tugagandan so'ng, etilish yoki qayta ishlashdan o'tadi - translatsiyadan keyingi modifikatsiyalar reaktsiyalari. Shundan so'ng ular (asosan endoplazmatik retikulumning "quvuri" orqali) o'z manzillariga etkaziladi.

Efirdan keyingi. Oqsilning ikkilamchi va uchinchi darajali strukturasi hosil bo'ladi, ya'ni oqsilning yakuniy tuzilishi hosil bo'ladi.

18. Har bir organizm zarur funktsiyalarni bajaradigan va organizmning barcha xususiyatlarini shakllantirishni ta'minlaydigan o'ziga xos oqsillar to'plami bilan tavsiflanadi. Protein sintezi yoki genetik ma'lumotni amalga oshirish har bir tirik hujayrada nuklein kislota molekulalarida genetik kod yordamida yozilgan genetik dasturiga muvofiq sodir bo'ladi. Protein sintezi aminokislotalardan (monomerlardan) oqsil molekulasi (polimer) hosil bo'lishining murakkab, ko'p bosqichli jarayoni bo'lib, uni nuklein kislotalar, ko'p miqdordagi fermentlar, energiya (ATP), ribosomalar, aminokislotalar ishtirokisiz amalga oshirish mumkin emas. kislotalar va Mg2+ ionlari. Gen uzluksiz tuzilishga ega. Kodlash hududlari ekzonlar, kodlanmaydigan hududlar esa intronlardir. Eukaryotik organizmlardagi gen ekzon-intron tuzilishiga ega. Intron eksondan uzunroq. Qayta ishlash jarayonida intronlar "kesib olinadi" - birlashma. Yetuk mRNK hosil bo'lgandan so'ng, maxsus oqsil bilan o'zaro ta'sirlashgandan so'ng, u sitoplazmaga ma'lumot olib boradigan tizim - informosomaga o'tadi. Hozirgi vaqtda ekzon-intron tizimlari yaxshi o'rganilgan (masalan, onkogen P-53). Ba'zida bir genning intronlari boshqasining ekzonlari bo'lib, u holda birlashma mumkin emas.

Qayta ishlash. Har xil turdagi RNKning "etilishi" bilan bog'liq bo'lgan molekulyar mexanizmlar qayta ishlash deb ataladi. Ular RNK yadrodan sitoplazmaga chiqarilishidan oldin yadroda sodir bo'ladi.

mRNKning "pishirish" jarayonida maxsus fermentlar intronlarni kesib tashlaydi va qolgan faol hududlarni (eksonlarni) birlashtiradi. Bu jarayon splicing deb ataladi. Shuning uchun, etuk mRNKdagi nukleotidlar ketma-ketligi DNK nukleotidlarini to'liq to'ldirmaydi. mRNKda shunday nukleotidlar yaqin bo'lishi mumkinki, DNKdagi komplementar nukleotidlar bir-biridan ancha uzoqlikda joylashgan.

Birlashtirish juda aniq jarayon. Uning buzilishi tarjimani o'qish ramkasini o'zgartiradi, bu esa boshqa peptid sinteziga olib keladi. Intronni kesishning aniqligi pro-mRNK molekulasidagi ma'lum signal nukleotidlari ketma-ketligini ferment tanib olish orqali ta'minlanadi.

19 . Har qanday vaqtda hujayrada genlarning hammasi emas, 20% ishlaydi. Yakob va Monod birinchi bo'lib Escherichia coli bakteriyasi yordamida genlarni yoqish va o'chirish mexanizmini o'rganishdi. 1966 yilda ular teskari aloqa printsipiga ko'ra oqsil sintezini avtomatik tartibga solish gipotezasini ishlab chiqdilar. Tajribada ular prokaryotik hujayrada gen funktsiyasi va oqsil sintezining avtomatik tartibga solinishi sodir bo'lishini isbotladilar. Yakob-Monot sxemasi. Ularning gipotezasiga ko'ra, ma'lumotlar strukturaviy genlardan bloklarda o'qiladi, ya'ni transkripsiya birligi blok operoni hisoblanadi. U reaktsiyalarning birinchi kaskadida ishtirok etadigan bir nechta strukturaviy genlardan iborat. Ularning boshida DNK operatori bo'limi joylashgan bo'lib, promotorni strukturaviy genlardan ajratib turadi, transkripsiya paytida polimeraza biriktiriladi. Hujayrada operondan tashqarida joylashgan, repressor oqsilining sintezini boshqaradigan tartibga soluvchi genlar hali ham mavjud. U operon operatoriga ulanish orqali genlarni yoqish va o'chirish roliga ega. Erkin repressor oqsili operator tomonidan bloklanadi, polimeraza strukturaviy genlarga o'tishiga to'sqinlik qiladi. Operatordan repressiya hujayra ichiga kiradigan metabolit bo'lgan induktor tomonidan olib tashlanadi (nafaqat har qanday, balki parchalanishi ushbu operon tomonidan kodlangan fermentlarni talab qiladigan). Metabolit repressor oqsilni o'ziga tortadi va u bilan faol bo'lmagan kompleks hosil qiladi. Natijada, operatordagi blokada olib tashlanadi va polimeraza uchun yo'l ochiladi.

Georgiev 1972 yil – eukariotlarda transkripsiyani tartibga solish. Birlik

transkripsiya - transkripton, informativ bo'lmagan (akseptor) dan iborat.

va informatsion (tarkibiy) zonalar.

Informativ bo'lmagan zona: promotor, tashabbuskor, operator genlari.

Axborot zonasi: mozaik eksonli strukturaviy gen

intronik tuzilma. Ekzonlar - bu polipeptidning tuzilishi haqidagi ma'lumotlarni o'z ichiga olgan DNK ketma-ketligi, intronlar esa DNKning ma'lumotsiz bo'limlaridan olingan qo'shimchalardir. Transkript terminator bilan tugaydi.

Eukariotlarda transkripsiya regulyatsiyasi asosan xuddi shunday

prokaryotlar, lekin kombinatsiyalashgan va murakkabroqdir.

20. Genetika muhandisligi yoki genetik modifikatsiya texnologiyasi - molekulyar biologik darajada sintetik tizimlarni yaratishga imkon beradigan biotexnologik usullar to'plami.

Genetika muhandisligi rekombinant nuklein kislotalar shaklida funktsional faol tuzilmalarni qurishga imkon beradi: recDNK yoki recRNK - biologik tizimlardan tashqarida (in vitro) va keyin ularni hujayralarga kiritish.

Genetik axborotni bir biologik turdan ikkinchi turga toʻgʻridan-toʻgʻri (gorizontal) oʻtkazish imkoniyati F. Griffitning pnevmokokklar bilan oʻtkazgan tajribalarida isbotlangan (1928).

Biroq, recDNK texnologiyasi sifatida genetik muhandislik 1972 yilda, birinchi rekombinant (gibrid) DNK (recDNK) P. Berg (Stenford universiteti, AQSh) laboratoriyasida olinganida paydo bo'ldi, unda lambda fagi va ichak tayoqchasining DNK qismlari birlashtirilgan. SV40 simian virusining dumaloq DNKsi bilan.

1980-yillarning boshidan beri. gen injeneriyasi yutuqlaridan amaliyotda foydalanila boshlandi.

1996 yildan boshlab genetik modifikatsiyalangan oʻsimliklar qishloq xoʻjaligida qoʻllanila boshlandi.

Genetika injeneriyasining maqsadlari

Organizmlarning genetik modifikatsiyasining asosiy yo'nalishlari:

– pestitsidlarga (masalan, ba'zi gerbitsidlarga) qarshilik ko'rsatish;

– zararkunandalar va kasalliklarga qarshilik ko'rsatish (masalan, Bt modifikatsiyasi);

– mahsuldorlikni oshirish (masalan, transgen lososning tez o'sishi);

– maxsus fazilatlarni berish (masalan, kimyoviy tarkibni o'zgartirish).

Biotexnologiya - bu tirik organizmlar, ularning tizimlari yoki ularning hayotiy faoliyati mahsulotlaridan texnologik muammolarni hal qilish uchun foydalanish imkoniyatlarini, shuningdek, genetik muhandislik yordamida zarur xususiyatlarga ega tirik organizmlarni yaratish imkoniyatlarini o'rganadigan fan.

Biotexnologiya ko'pincha 20-21-asrlarda genetik muhandislikni qo'llash deb ataladi, ammo bu atama, shuningdek, sun'iy tanlash orqali o'simliklar va uy hayvonlarini o'zgartirishdan boshlab, inson ehtiyojlarini qondirish uchun biologik organizmlarni o'zgartirish jarayonlarining kengroq majmuini anglatadi. va gibridlanish. Zamonaviy usullar yordamida an'anaviy biotexnologik ishlab chiqarish oziq-ovqat mahsulotlari sifatini yaxshilash va tirik organizmlarning mahsuldorligini oshirish imkoniyatiga ega.

21. Hujayraning paydo bo'lishidan keyingi bo'linish yoki o'limgacha bo'lgan umri hujayraning hayot aylanishi (CLC) deb ataladi. Ko'p hujayrali organizmning eukaryotik hujayralarining LCCda bir nechta davrlarni (fazalarni) ajratish mumkin, ularning har biri ma'lum morfologik va funktsional xususiyatlar bilan tavsiflanadi:

- ko'payish va o'sish bosqichi

- farqlash bosqichi

- normal faoliyat bosqichi

- qarish va hujayra o'limi bosqichi.

Hujayraning hayot aylanishida hujayraning bo'linishga tayyorlanishi va bo'linishning o'zini o'z ichiga olgan mitotik tsiklni ham ajratish mumkin.

Hujayra sikli - bu hujayraning bo'linishi va bo'linishiga tayyorgarlik davrini o'z ichiga olgan jarayonlar to'plami. Ikki bosqichdan iborat - dam olish bosqichi (interfaza) va bo'linish bosqichi (mitoz)

Interfaza mitozdan oldin bo'ladi va bu erda DNK sintezi sodir bo'ladi. Hujayrani bo'linishga tayyorlash 3 davrdan iborat: 1) Presintetik 2) Sintetik 3) Postsintetik.

Nukleotidlar DNK va RNK Purinlar: adenin, guanin pirimidin: sitozin, timin (urasil)	Kodon- ma'lum bir aminokislotani kodlaydigan nukleotidlarning uchligi.
tab. 1. Odatda oqsillarda bo'lgan aminokislotalar
Ism	Qisqartirish
1. Alanin	Ala
2. Arginin	Arg
3. Asparagin	Asn
4. Aspartik kislota	Asp
5. Sistein	Cys
6. Glutamik kislota	Glu
7. Glutamin	Gln
8. Glitsin	Gly
9. Histidin	Uning
10. Izoleysin	Ile
11. Leysin	Leu
12. Lizin	Lys
13. Metionin	uchrashdi
14. Fenilalanin	Phe
15. Prolin	Pro
16. Seriya	Ser
17. Treonin	Thr
18. Triptofan	Trp
19. Tirozin	Tyr
20. Valin	Val

Genetik kod, aminokislotalar kodi deb ham ataladi, bu 4 azotli asosdan birini o'z ichiga olgan DNKdagi nukleotid qoldiqlari ketma-ketligidan foydalangan holda oqsildagi aminokislotalar ketma-ketligi haqidagi ma'lumotlarni qayd etish tizimidir: adenin (A), guanin (G). ), sitozin (C) va timin (T). Biroq, ikki zanjirli DNK spirali ushbu zanjirlardan biri (ya'ni RNK) tomonidan kodlangan oqsil sintezida bevosita ishtirok etmaganligi sababli, kod RNK tilida yozilgan bo'lib, uning o'rniga urasil (U) mavjud. timindan. Xuddi shu sababga ko'ra, kodni nukleotidlar juftligi emas, balki nukleotidlar ketma-ketligi deyish odatiy holdir.

Genetik kod kodonlar deb ataladigan ma'lum kod so'zlari bilan ifodalanadi.

Birinchi kodli so'z 1961 yilda Nirenberg va Mattei tomonidan shifrlangan. Ular E. coli dan ribosomalar va oqsil sintezi uchun zarur bo'lgan boshqa omillarni o'z ichiga olgan ekstrakt olishgan. Natijada oqsil sintezi uchun hujayrasiz tizim paydo bo'ldi, agar muhitga zarur mRNK qo'shilsa, aminokislotalardan oqsillarni to'plashi mumkin edi. Muhitga faqat urasillardan tashkil topgan sintetik RNK qo'shib, faqat fenilalanin (polifenilalanin) dan iborat oqsil hosil bo'lishini aniqladilar. Shunday qilib, UUU (kodon) nukleotidlarining tripleti fenilalaninga mos kelishi aniqlandi. Keyingi 5-6 yil ichida genetik kodning barcha kodonlari aniqlandi.

Genetik kod to'rt nukleotid bilan yozilgan matnni 20 ta aminokislota bilan yozilgan oqsil matniga tarjima qiladigan lug'atning bir turi. Proteinda topilgan qolgan aminokislotalar 20 ta aminokislotadan birining modifikatsiyalaridir.

Genetik kodning xususiyatlari

Genetik kod quyidagi xususiyatlarga ega.

Uchlik- Har bir aminokislota uch nukleotidga to'g'ri keladi. 4 3 = 64 ta kodon borligini hisoblash oson. Ulardan 61 tasi semantik, 3 tasi esa bema'nilik (tugatish, to'xtash kodonlari).
Davomiylik(nukleotidlar orasidagi ajratuvchi belgilar yo'q) - intragenik tinish belgilarining yo'qligi;
Gen ichida har bir nukleotid muhim kodonning bir qismidir. 1961 yilda Seymur Benzer va Frensis Krik kodning uchlik tabiatini va uning uzluksizligini (ixchamligini) eksperimental tarzda isbotladilar. [ko'rsatish]

Tajribaning mohiyati: "+" mutatsiyasi - bitta nukleotidning kiritilishi. "-" mutatsiyasi - bitta nukleotidni yo'qotish.
Genning boshida bitta mutatsiya ("+" yoki "-") yoki qo'sh mutatsiya ("+" yoki "-") butun genni buzadi.
Genning boshida uch karra mutatsiya ("+" yoki "-") genning faqat bir qismini buzadi.
To'rt martalik "+" yoki "-" mutatsiya yana butun genni buzadi.
Tajriba ikkita qo'shni fag genida o'tkazildi va buni ko'rsatdi
1. kod uchlik va gen ichida tinish belgilari yo'q
2. genlar orasida tinish belgilari mavjud
Genlararo tinish belgilarining mavjudligi- tripletlar orasida boshlang'ich kodonlar (ular oqsil biosintezini boshlaydi) va terminator kodonlari (oqsil biosintezi tugashini ko'rsatadigan) mavjudligi;
An'anaviy tarzda, yetakchi qatordan keyin birinchi bo'lgan AUG kodoni ham tinish belgilariga tegishli. U bosh harf sifatida ishlaydi. Bu holatda u formilmetioninni (prokaryotlarda) kodlaydi.
Polipeptidni kodlaydigan har bir genning oxirida kamida 3 ta to'xtash kodonidan biri yoki to'xtash signallari mavjud: UAA, UAG, UGA. Ular translyatsiyani to'xtatadilar.
Kolinearlik- oqsildagi mRNK va aminokislotalarning kodonlarining chiziqli ketma-ketligi mos kelishi.
O'ziga xoslik- har bir aminokislota faqat boshqa aminokislota uchun ishlatib bo'lmaydigan ma'lum kodonlarga mos keladi.
Bir tomonlamalik- kodonlar bir yo'nalishda o'qiladi - birinchi nukleotiddan keyingilarga
Degeneratsiya yoki ortiqchalik, - bitta aminokislota bir nechta tripletlar bilan kodlanishi mumkin (aminokislotalar - 20, mumkin bo'lgan tripletlar - 64, ulardan 61 tasi semantik, ya'ni o'rtacha har bir aminokislota taxminan 3 ta kodonga to'g'ri keladi); istisnolar - metionin (Met) va triptofan (Trp).
Kodning degeneratsiyasining sababi shundaki, asosiy semantik yuk uchlikdagi dastlabki ikkita nukleotid tomonidan amalga oshiriladi, uchinchisi esa unchalik muhim emas. Bu yerdan kod degeneratsiyasi qoidasi : Agar ikkita kodon birinchi ikkita nukleotidga ega bo'lsa va ularning uchinchi nukleotidlari bir xil sinfga (purin yoki pirimidin) tegishli bo'lsa, ular bir xil aminokislotalarni kodlaydi.
Biroq, bu ideal qoidaga ikkita istisno mavjud. Bu izolösinga emas, balki metioninga mos kelishi kerak bo'lgan AUA kodon va to'xtash kodon bo'lgan UGA kodon, triptofanga mos kelishi kerak. Kodning degeneratsiyasi, shubhasiz, moslashuvchan ahamiyatga ega.

Ko'p qirralilik- genetik kodning yuqoridagi barcha xususiyatlari barcha tirik organizmlarga xosdir.

Kodon	Universal kod	Mitoxondriyal kodlar
Kodon	Universal kod	Umurtqali hayvonlar	Umurtqasizlar	Xamirturush	O'simliklar
U.G.A.	STOP	Trp	Trp	Trp	STOP
AUA	Ile	uchrashdi	uchrashdi	uchrashdi	Ile
CUA	Leu	Leu	Leu	Thr	Leu
A.G.A.	Arg	STOP	Ser	Arg	Arg
AGG	Arg	STOP	Ser	Arg	Arg

Yaqinda kod universalligi printsipi 1979 yilda Berrell tomonidan inson mitoxondriyalarining ideal kodini kashf etishi munosabati bilan silkinib ketdi, unda kod degeneratsiyasi qoidasi qondiriladi. Mitoxondriyal kodda UGA kodoni triptofanga, AUA esa metioninga to'g'ri keladi, bu kod degeneratsiyasi qoidasi talab qiladi.

Ehtimol, evolyutsiyaning boshida barcha oddiy organizmlar mitoxondriyalar bilan bir xil kodga ega bo'lgan va keyin u engil og'ishlarga duch kelgan.

Bir-biriga mos kelmaslik- genetik matnning har bir uchligi bir-biridan mustaqil, bitta nukleotid faqat bitta triplet tarkibiga kiradi; Shaklda. bir-biriga o'xshash va bir-biriga mos kelmaydigan kod o'rtasidagi farqni ko'rsatadi.
1976 yilda phX174 fagining DNKsi ketma-ketlashtirildi. U 5375 nukleotiddan tashkil topgan bir zanjirli dumaloq DNKga ega. Fag 9 ta oqsilni kodlashi ma'lum edi. Ulardan 6 tasi uchun birin-ketin joylashgan genlar aniqlangan.
Ma'lum bo'lishicha, bir-biriga o'xshashlik bor. E geni butunlay D genida joylashgan. Uning boshlang'ich kodoni bir nukleotidning ramka siljishi natijasida paydo bo'ladi. J gen D geni tugaydigan joydan boshlanadi. J genining boshlang'ich kodoni ikki nukleotidli siljish natijasida D genining to'xtash kodoniga to'g'ri keladi. Qurilish uchga ko'paytirilmagan nukleotidlar soni tomonidan "o'qish ramkasining siljishi" deb ataladi. Bugungi kunga kelib, bir-biriga o'xshashlik faqat bir nechta faglar uchun ko'rsatilgan.
Shovqinga qarshi immunitet- konservativ almashtirishlar sonining radikal almashtirishlar soniga nisbati.
Kodlangan aminokislota sinfining o'zgarishiga olib kelmaydigan nukleotidlarni almashtirish mutatsiyalari konservativ deb ataladi. Kodlangan aminokislota sinfining o'zgarishiga olib keladigan nukleotidlarni almashtirish mutatsiyalari radikal deb ataladi.
Xuddi shu aminokislota turli xil tripletlar tomonidan kodlanishi mumkinligi sababli, tripletlardagi ba'zi almashtirishlar kodlangan aminokislotalarning o'zgarishiga olib kelmaydi (masalan, UUU -> UUC fenilalaninni qoldiradi). Ba'zi almashtirishlar aminokislotalarni bir xil sinfdan boshqasiga o'zgartiradi (qutbsiz, qutbli, asosli, kislotali), boshqa almashtirishlar ham aminokislota sinfini o'zgartiradi.
Har bir tripletda 9 ta bitta almashtirish amalga oshirilishi mumkin, ya'ni. Qaysi pozitsiyani o'zgartirishni tanlashning uchta usuli mavjud (1-chi yoki 2-chi yoki 3-chi) va tanlangan harfni (nukleotid) 4-1 = 3 ta boshqa harfga (nukleotid) o'zgartirish mumkin. Mumkin bo'lgan nukleotidlar almashinuvining umumiy soni 61 ga 9 = 549 ni tashkil qiladi.
Genetik kodlar jadvalidan foydalangan holda to'g'ridan-to'g'ri hisoblash orqali siz quyidagilarni tekshirishingiz mumkin: 23 ta nukleotid almashinuvi kodonlarning paydo bo'lishiga olib keladi - tarjima terminatorlari. 134 ta almashtirish kodlangan aminokislotani o'zgartirmaydi. 230 ta almashtirish kodlangan aminokislota sinfini o'zgartirmaydi. 162 ta almashtirish aminokislotalar sinfining o'zgarishiga olib keladi, ya'ni. radikaldir. 3-nukleotidning 183 ta o'rnini bosishidan 7 tasi tarjima terminatorlarining paydo bo'lishiga olib keladi va 176 tasi konservativdir. 1-nukleotidning 183 ta almashtirishdan 9 tasi terminatorlarning paydo bo'lishiga olib keladi, 114 tasi konservativ va 60 tasi radikaldir. 2-nukleotidning 183 ta almashtirishdan 7 tasi terminatorlarning paydo bo'lishiga olib keladi, 74 tasi konservativ, 102 tasi radikaldir.

Rossiyalik olimlar DNK kodlangan ma'lumotni yashirishini aniqladilar, uning mavjudligi bizni murakkab dasturlardan iborat bo'lgan odamni biologik kompyuter deb hisoblaydi.

Kvant genetikasi instituti mutaxassislari DNK molekulalaridagi sirli matnni ochishga harakat qilmoqda. Va ularning kashfiyotlari borgan sari ishontirmoqdaki, boshida So'z bor edi va biz Superbrain vakuumining mahsulidir. Bu haqda ICG prezidenti gapirdi Petr Petrovich Garyaev.

Yaqinda olimlar kutilmagan kashfiyotga kelishdi: DNK molekulasi nafaqat ma'lum oqsillarni sintez qilish uchun mas'ul bo'lgan genlardan, balki yuz, quloq, ko'z rangi va boshqalarning shakli uchun mas'ul bo'lgan genlardan, balki asosan kodlangan matnlardan iborat. .
Bundan tashqari, bu matnlar umumiy xromosoma tarkibining 95-99 foizini egallaydi! ( QAYD: G'arb olimlari buni keraksiz qism deb bilishadi... ular aytganidek, bu axlat). Va faqat 1-5 foizini oqsillarni sintez qiluvchi mashhur genlar egallaydi.

Xromosomalardagi ma'lumotlarning asosiy qismi bizga noma'lum bo'lib qolmoqda. Olimlarimizning fikricha, DNK kitob matni bilan bir xil matndir. Lekin u nafaqat harf va satr, balki har qanday harfdan ham o'qish imkoniyatiga ega, chunki so'zlar orasida uzilish yo'q. Ushbu matnni har bir keyingi harf bilan o'qish orqali ko'proq yangi matnlar olinadi. Agar qator tekis bo'lsa, uni teskari yo'nalishda o'qishingiz mumkin. Va agar matn zanjiri kub kabi uch o'lchamli bo'shliqda ochilgan bo'lsa, unda matn barcha yo'nalishlarda o'qilishi mumkin.

Matn statsionar emas, u doimo harakatlanadi, o'zgaradi, chunki bizning xromosomalarimiz nafas oladi, tebranadi va juda ko'p matnlarni hosil qiladi. Moskva davlat universiteti tilshunoslari va matematiklari bilan ishlash shuni ko'rsatdiki, inson nutqining tuzilishi, kitob matni va DNK ketma-ketligining tuzilishi matematik jihatdan yaqin, ya'ni bu haqiqatan ham bizga noma'lum bo'lgan tillardagi matnlar. Hujayralar xuddi siz va men kabi bir-biri bilan gaplashadi: genetik apparatda cheksiz tillar mavjud.

Inson o'zini o'zi o'qiydigan matn tuzilmasi bo'lib, hujayralar bir-biri bilan odamlar qanday gaplashsa, xuddi shunday gaplashadi - xulosa qiladi Pyotr Petrovich Garyaev. Bizning xromosomalarimiz biologik maydonlar - foton va akustik maydonlar orqali tuxumdan organizmni qurish dasturini amalga oshiradi. Tuxumning ichida kelajakdagi organizmning elektromagnit tasviri yaratiladi, uning ijtimoiy-dasturi qayd etiladi, agar xohlasangiz - Taqdir.

Bu genetik apparatning yana bir o'rganilmagan xususiyati bo'lib, u, xususan, biofildning navlaridan biri - lazer maydonlari yordamida amalga oshiriladi, bu nafaqat chiqarishga qodir. yorug'lik, Biroq shu bilan birga ovoz. Shunday qilib, genetik apparat o'z imkoniyatlarini topografik xotira orqali namoyon qiladi.
Gologrammalar yoritilgan yorug'likka qarab - va ularning ko'pi bor, chunki bir gologrammada ko'plab gologrammalarni yozish mumkin - u yoki bu tasvir olinadi. Bundan tashqari, uni faqat u yozilgan rangda o'qish mumkin.
Va bizning xromosomalarimiz ultrabinafshadan infraqizilgacha keng spektrni chiqaradi va shuning uchun bir-birining bir nechta gologrammalarini o'qiy oladi. Natijada, kelajakdagi yangi organizmning engil va akustik tasviri paydo bo'ladi va progressiv ravishda - barcha keyingi avlodlar.

DNKga yozilgan dastur darvinchi evolyutsiya natijasida paydo bo'lishi mumkin emas edi: bunday katta hajmdagi ma'lumotlarni yozib olish uchun koinotning mavjudligidan bir necha baravar ko'p vaqt kerak bo'ladi.

Bu xuddi g'isht tashlab, Moskva davlat universiteti binosini qurishga urinish kabi. Genetik ma'lumot masofadan uzatilishi mumkin, DNK molekulasi maydon shaklida mavjud bo'lishi mumkin; Genetik materialni uzatishning oddiy misoli - Ebola virusi kabi viruslarning tanamizga kirib borishi.

"Beg'ubor kontseptsiya" ning ushbu printsipi uni inson tanasiga kiritish va uni ichkaridan ta'sir qilish imkonini beruvchi qandaydir qurilmani yaratish uchun ishlatilishi mumkin.
« Biz rivojlandik, - deydi Pyotr Petrovich, - DNK molekulalarida lazer. Bu narsa skalpel kabi potentsial darajada dahshatli: uni davolash uchun ishlatish mumkin yoki u o'ldirishi mumkin. Mubolag'asiz shuni aytaman psixotrop qurollarni yaratish uchun asos. Ishlash printsipi bu.

Lazerlar oddiy atom tuzilmalariga, DNK molekulalari esa matnlarga asoslanadi. Siz xromosomaning bir qismiga ma'lum bir matnni kiritasiz va bu DNK molekulalari lazer holatiga aylanadi, ya'ni siz ularga ta'sir qilasiz, shunda DNK molekulalari porlay boshlaydi va ovoz chiqaradi - gapiring!
Va ayni paytda yorug'lik va tovush boshqa odamga kirib, unga boshqa birovning genetik dasturini kiritishi mumkin. Inson esa o'zgaradi, u turli xil xususiyatlarga ega bo'ladi, boshqacha fikrlash va harakat qilishni boshlaydi.

*****

Genetik kod bir necha milliard yil oldin quyosh tizimidan tashqarida ixtiro qilingan ko'rinadi.

Ushbu bayonot panspermiya g'oyasini - hayot kosmosdan Yerga olib kelingan degan gipotezani qo'llab-quvvatlaydi. Bu, albatta, galaktikalarni zabt etishning yangi va dadil yondashuvidir, agar bu genetik material bilan qanday ishlashni biladigan begona o'ta mavjudotlar tomonidan ataylab qilingan qadam deb tasavvur qilsak.

Tadqiqotchilarning fikriga ko'ra, qaysidir bosqichda bizning DNKmiz qadimgi yerdan tashqari sivilizatsiyadan kelgan begona signal bilan kodlangan. Olimlarning fikricha, inson DNKsida topilgan matematik kodni faqat evolyutsiya bilan izohlab bo‘lmaydi.

Insoniyatning galaktik belgisi.

Ajablanarlisi shundaki, kod o'rnatilgandan so'ng, u kosmik vaqt shkalalarida o'zgarishsiz qoladi. Tadqiqotchilarning ta'kidlashicha, bizning DNKimiz eng mustahkam "material" va shuning uchun kod uni o'qiydigan musofirlar uchun juda ishonchli va aqlli "imzo", deydi "Icarus" jurnali.

Mutaxassislarning ta'kidlashicha: "Yozilgan kod kosmik vaqt shkalasi bo'yicha o'zgarishsiz qolishi mumkin, aslida bu eng ishonchli dizayndir; Shuning uchun u aqlli imzolar uchun juda mustahkam saqlash yechimini taqdim etadi. Imzo bilan yangi kodga mos ravishda qayta yozilgan genom hujayrada va uning naslida muzlatilgan holda qoladi, keyinchalik u fazo va vaqt orqali o'tishi mumkin.

Tadqiqotchilarning fikricha, inson DNKsi shu qadar aniq tuzilganki, u "ramzli tilning arifmetik va ideografik tuzilmalari to'plamini" ochib beradi. Olimlarning ishi ularni biz bir necha milliard yil oldin "Yerdan tashqarida yaratilgan" degan fikrga olib keladi.

Koinotning universal tili - tirik kosmik kodlar

Bu g'oyalar va e'tiqodlar ilmiy jamiyatda qabul qilinmaydi. Biroq, bu tadqiqotlar ba'zi tadqiqotchilarning o'nlab yillar davomida aytganlarini, evolyutsiya o'z-o'zidan sodir bo'lishi mumkin emasligini va bizning butun turimizda erdan tashqarida nimadir borligini isbotladi.

Biroq, bu tadqiqotlar va bayonotlar asosiy sirni ochmaydi. Hozir bo'lganidek qoladigan sir; agar yerdan tashqaridagi mavjudotlar haqiqatan ham Yer sayyorasida insoniyat va hayotni yaratgan bo'lsa, unda bu yerdan tashqari mavjudotlarni "kim" yoki "nima" yaratgan?

Demak, biz XABARmizmi?
Insoniyatga kelajak uchun SMS roli berildi...

Manba - http://oleg-bubnov.livejournal.com/233208.html
.

Genetik kodda aqlli signal yozilgan

Olimlar genetik kodda tasodifga bog'liq bo'lmagan bir qator sof matematik va ideografik til konstruktsiyalarini topdilar. Bu faqat oqilona signal sifatida talqin qilinishi mumkin.

2013-yilda tadqiqot natijalari e'lon qilindi, uning mualliflari Yerdan tashqari aqlli manbadan signalni izlash texnikasini (SETI loyihasi) koinotning ulkan kengliklarida emas, balki genetik kodda qo'llashga harakat qilishdi. quruqlikdagi organizmlar.

“...Biz ko'rsatamizki, Yer kodi axborot signali mezonlarini qondiradigan juda aniq tartibni namoyish etadi. Oddiy kod tuzilmalari bir xil ramziy tilning arifmetik va ideografik konstruktsiyalarining izchil butunligini ochib beradi. Aniq va tizimli, bu yashirin konstruktsiyalar stokastik jarayonlarning natijasi emas, balki aniq mantiqiy va ahamiyatsiz hisob-kitoblarning mahsuli bo'lib ko'rinadi (bu tasodifning natijasi ekanligi haqidagi nol gipoteza, taxminiy evolyutsion mexanizmlar bilan birga, rad etilgan. ahamiyati< 10-13). Конструкции настолько чётки, что кодовое отображение уникально выводится из своего алгебраического представления. Сигнал демонстрирует легко распознаваемые печати искусственности, среди которых символ нуля, привилегированный десятичный синтаксис и семантические симметрии. Кроме того, экстракция сигнала включает в себя логически прямолинейные, но вместе с тем абстрактные операции, что делает эти конструкции принципиально несводимыми к естественному происхождению. ...»

Shunday qilib, genetik kod nafaqat tirik organizmlarning tuzilishi va faoliyati uchun zarur bo'lgan ma'lumotlarni yozib olish uchun ishlatiladigan kod, balki tasodifiy kelib chiqish ehtimoli 10-13 dan kam bo'lgan o'ziga xos "imzo" dir muqobilsiz genetik kodni yaratishning aqlli manbasini ko'rsatadi.