Ģenētiskais kods ir bioloģiska programma. Pateicoties viņai, olbaltumvielu aminoskābju sekvences tiek kodētas, izmantojot atbilstošās nukleotīdu sekvences. Šis kodējums ir trīskāršs. Tas ir, viena aminoskābe atbilst mRNS 3 nukleotīdu secībai. Šādu nukleotīdu tripletu sauc par kodonu. MRNS rakstīto bioloģisko tekstu lasa ribosoma. Viņa to dara konsekventi. Tas sākas ar iniciācijas kodonu, tas ir, sākotnējo, un pēc tam pāriet uz citiem kodoniem. Paskaidrojošā shēma ir parādīta zemāk.
Shēmā burti "a" apzīmē olbaltumvielu aminoskābju atlikumus. Ir 20 to veidi. Kodonu veidi ir 64. Tas parāda, ka ne katram kodonam ir aminoskābe. Šādi nenozīmīgi kodoni veic īpašu funkciju. Viņi ir atbildīgi par olbaltumvielu ķēžu galu marķēšanu. Tos sauc par terminācijas kodoniem. Citi kodoni atbilst dažām aminoskābju atliekām.
Tādējādi var redzēt, ka aplūkotais kods ir triplets, nepārklājas (lasīšana notiek secīgi, kodons ar kodonu) un satur noslēguma un iniciācijas kodonus.
Kā speciālistiem izdevās noskaidrot katra aminoskābes atlikuma atbilstību konkrētiem kodoniem un noteikt, kuri kodoni norāda olbaltumvielu ķēdes sintēzes sākumu un beigas? Lai to izdarītu, bija nepieciešams izlasīt 2 paralēlus bioloģiskos tekstus - genomu un aminoskābi, kas atbilst noteiktam olbaltumvielu gēnam. Tā kā šūnas zina kodu, tām tika lūgts atpazīt dažādas nukleotīdu sekvences.
Lai to izdarītu, mēs paņēmām šūnu ekstraktus, kuriem bija spēja sintezēt olbaltumvielas RNS, bet nesaturēja fermentus, kas būtu spējīgi sašķelt RNS. Šādus ekstraktus sauc par šūnveida sistēmu.
Ekstraktu ieguva no E. coli baktērijām, un pēc tam tam pievienoja mākslīgo RNS, kas sastāv tikai no viena uracila. Tādā veidā bezšūnu sistēmai tika uzdots jautājums: kādai aminoskābei atbilst UUU kodons? Izrādījās, ka fenilalanīns tam atbilst. Tātad koda atšifrēšana tika atrasta. Tad tika veikts atbilstošais tulkojums citām aminoskābēm.
Pilnībā atšifrētais ģenētiskais kods ir parādīts zemāk. Centrālajā aplī ir norādīti kodonu pirmie nukleotīdi, otrajā - otrais, bet trešajā - trešais. Ārpusē ir norādītas aminoskābju atlikumi, kas atbilst kodoniem.
Reklāmas video:
Ģenētiskā koda attēls
Termināla kodonus apzīmē ar simbolu TEP. Kādi ir iniciācijas kodonu simboli? Tādu īpašu kodonu nav. Šo lomu noteiktos apstākļos uzņemas kodoni AUG un GUG. Parasti tie atbilst metionīnam un valīnam.
Attēlā skaidri parādīts noteikts modelis: kurai skābei atbilst konkrētais kodons, nosaka pirmie 2 nukleotīdi. Trešais nukleotīds nav svarīga loma. Galveno slodzi sedz dublets, kas atrodas kodona sākumā. Citiem vārdiem sakot, mēs varam teikt, ka kods ir gandrīz dubultā.
Šī galvenā iezīme tika atzīmēta agrākajā tās dekodēšanas posmā. Protams, visas 20 aminoskābes nav iespējams kodēt ar dubletiem, jo dubletu skaits ir 16. Tādējādi kodona trešais nukleotīds nes noteiktu semantisku slodzi.
Tomēr pastāv universāls noteikums, kas balstīts uz faktu, ka 4 nukleotīdi - adenīns, citozīns, guanīns un uracils to struktūrā ir apvienoti 2 dažādās klasēs. Tie ir pirimidīns (U un C) un purīns (A un D).
Tādējādi koda deģenerācijas noteikums tiek formulēts šādi: ja 2 kodoni ar 2 identiskiem pirmajiem nukleotīdiem un trešie pieder tai pašai klasei (purīns vai pirimidīns), tad tie kodē to pašu aminoskābi.
Attēlā redzams, ka noteikums tiek stingri ievērots. Bet tam ir 2 izņēmumi. AUA kodons ir atbildīgs par izoleicīnu, nevis par metionīnu. UGA kodons signalizē par sintēzes beigām, un teorētiski tam vajadzēja reaģēt uz triptofānu. Šie ir ģenētiskā koda pārsteigumi. Tie ir jāņem vērā un vienlaikus jāsaprot, ka dotais noteikums ir universāls.
Vjačeslavs Markins