Що таке гени і геном людини
З розвитком природничих наук, яке відбулося на початку 20 століття, вдалося виявити принципи спадковості. В цей же…
Кожен живий організм має особливий набором білків. Певні сполуки нуклеотидів і їх послідовність в молекулі ДНК утворюють генетичний код. Він передає інформацію про будову білка. У генетиці була прийнята певна концепція. Відповідно до неї, одному гену відповідав один фермент (поліпептид). Слід сказати, що дослідження про нуклеїнові кислоти і білки проводилися протягом досить тривалого періоду. Далі в статті докладніше розглянемо генетичний код і його властивості. Буде також приведена коротка хронологія досліджень.
Генетичний код - це спосіб зашифровуваної послідовності білків амінокислот за участю нуклеотидноїпослідовності. Цей метод формування відомостей характерний для всіх живих організмів. Білки - природні органічні речовини з високою молекулярною. Ці сполуки також присутні в живих організмах. Вони складаються з 20 видів амінокислот, які називаються канонічними. Амінокислоти збудовані в ланцюжок і з`єднані в строго встановленій послідовності. вона визначає структуру білка і його біологічні властивості. Зустрічається також кілька ланцюжків амінокислот у білку.
Дезоксирибонуклеїнової кислоти - це макромолекула. Вона відповідає за передачу, зберігання і реалізацію спадкової інформації. ДНК використовує чотири азотистих підстави. До них відносяться аденін, гуанін, цитозин, тимін. РНК складається з тих же нуклеотидів, крім того з них, в складі якого знаходиться тимін. Замість нього є нуклеотид, що містить урацил (U). Молекули РНК і ДНК являють собою нуклеотидні ланцюжки. Завдяки такій структурі утворюються послідовності - "генетичний алфавіт".
Синтез білка, який кодується геном, реалізовується за допомогою об`єднання мРНК на матриці ДНК (транскрипції). Також відбувається передача генетичного коду в послідовність амінокислот. Тобто має місце синтез поліпептидного ланцюга на мРНК. Для кодування всіх амінокислот і сигналу закінчення білкової послідовності досить 3-х нуклеотидів. Цей ланцюг називається кодоном.
Вивчення білка і нуклеїнових кислот проводилося тривалий час. В середині 20 століття, нарешті, з`явилися перші ідеї про те, яку природу має генетичний код. У 1953 році з`ясували, що деякі білки складаються з послідовностей амінокислот. Правда, тоді ще не могли визначити їх точну кількість, і з цього приводу велися численні суперечки. У 1953 році авторами Уотсоном і Криком було опубліковано дві роботи. Перша заявляла про вторинної структурі ДНК, друга говорила про її допустимому копіюванні за допомогою матричного синтезу. Крім того, був зроблений акцент на те, що конкретна послідовність підстав - це код, який несе спадкову інформацію. Американський і радянський фізик Георгій Гамов припустив гіпотезу кодування і знайшов метод її перевірки. У 1954 році була опублікована його робота, в ході якої він висунув пропозицію встановити відповідності між бічними амінокислотними ланцюгами і "дірками", мають ромбообразний форму, і використовувати це як механізм кодування. Потім його назвали ромбічним. Роз`яснюючи свою роботу, Гамов припустив, що генетичний код може бути тріплетним. Праця фізика став одним з перших серед тих, які вважалися близькими до істини.
Після закінчення декількох років пропонувалися різні моделі генетичних кодів, що представляють собою два види: перекриваються і перекриваються. В основі першої було входження одного нуклеотиду до складу декількох кодонів. До неї належить трикутний, послідовний і мажорно-мінорний генетичний код. Друга модель передбачає два види. До неперекривающіхся відносяться комбінаційний і "код без ком". В основі першого варіанту лежить кодування амінокислоти триплету нуклеотидів, і головним є його склад. Згідно "коду без ком", певні триплети відповідають амінокислотам, а інші ні. В цьому випадку вважалося, що при розташуванні будь-яких значущих триплетів послідовно інші, що знаходяться в іншій рамці зчитування, вийдуть непотрібними. Вчені вважали, що існує можливість підбору нуклеотидноїпослідовності, яка буде задовольняти цим вимогам, і що триплетів рівно 20. Хоча Гамов з співавторами ставили під сумнів таку модель, вона вважалася найбільш правильною протягом наступних п`яти років. На початку другої половини 20-го століття з`явилися нові дані, які дозволили виявити деякі недоліки в "коді без ком". Було виявлено, що кодони здатні провокувати синтез білка в пробірці. Ближче до 1965 року осмислили принцип всіх 64 триплетів. В результаті виявили надмірність деяких кодонів. Іншими словами, послідовність амінокислот кодується декількома триплету.
До властивостей генетичного коду відносяться:
Вперше відхилення генетичного коду від стандартного було виявлено в 1979 році під час вивчення генів мітохондрій в організмі людини. Далі виявили ще подібні варіанти, в тому числі безліч альтернативних мітохондріальних кодів. До них відносяться розшифровка стоп-кодону УГА, що використовується як визначення триптофану у мікоплазм. ГУГ і УУГ у архей і бактерій нерідко застосовуються в ролі стартових варіантів. Іноді гени кодують білок із старт-кодону, що відрізняється від стандартно використовуваного цим видом. Крім того, в деяких білках селеноцистеїн і піролізин, які є нестандартними амінокислотами, вставляються рибосомою. Вона прочитує стоп-кодон. Це залежить від послідовностей, що знаходяться в мРНК. В даний час селеноцистеїн вважається 21-ої, пірролізан - 22-ий амінокислотою, яка присутня в складі білків.
Однак все виключення є рідкістю. У живих організмів в основному генетичний код має ряд загальних ознак. До них відносяться склад кодону, в який входять три нуклеотиду (два перших належать до визначальних), передача кодонів тРНК і рибосомами в амінокислотну послідовність.
З розвитком природничих наук, яке відбулося на початку 20 століття, вдалося виявити принципи спадковості. В цей же…
Молекула ДНК складається з двох ниток, що утворюють подвійну спіраль. Вперше її структура була розшифрована Френсісом…
Роль білків в організміДля того щоб організм отримував всі потрібні для його здоров`я речовини, необхідно раціональне…
Всі живі організми на нашій планеті побудовані з амінокислот. Ці крихітні «цеглинки» беруть участь в…
Бурхливий розвиток електронно-обчислювальних систем в XX столітті поставило питання про необхідність вироблення…
Всі живі організми, за винятком вірусів, складаються з клітин. Давайте ж розберемося, що це таке і яка її структура.Що…
Клітина - це основна структурна і функціональна одиниця всіх живих організмів, крім вірусів. Вона має специфічну…
У живому організмі присутні три основні макромолекули: білки і нуклеїнові кислоти двох видів. Завдяки їм підтримується…
Про те, що таке білки, зараз знає практично кожен з шкільних уроків біології. Вони виконують безліч функцій в клітці…
Хромосоми являють собою нуклеопротеїдні структури, які знаходяться в ядрі еукаріотичної клітини, що містить ядро.…
Вперше нуклеїнові кислоти були виявлені в ядрі, а тому і названі в честь цього органоида клітини (від лат.…
Білки являють собою органічні високомолекулярні сполуки. Ці речовини також називають протеїнами, поліпептидами. Далі…
Мутації на генному рівні є молекулярними, що не видимими в світловому мікроскопі структурними змінами ДНК. До них…
ДНК є надійним сховищем генетичної інформації. Але її потрібно не тільки тримати в цілості, а й передавати нащадкам.…
ДНК є універсальним джерелом і хранителем спадкової інформації, яка записана за допомогою спеціальної послідовності…
В організмі роль білків надзвичайно велика. При цьому таку назву речовина може носити тільки після того, як набуває…
Зовсім недавно в мікробіології та генетики стався істотний прорив, що вплинув на науку. Майже повністю розкодували…
Що таке ДНК і РНК? Які їх функції і значення в нашому світі? З чого вони складаються і як працюють? Про це і не тільки…