الانحطاط من الشفرة الوراثية: أساسيات

وأعرب عن الشفرة الوراثية كما الكودونات، نظام ترميز المعلومات حول بنية البروتينات، المتأصلة في جميع الكائنات الحية على الكوكب. فك يستغرق عقودا، ولكن الحقيقة بأنه موجود، ويفهم العلم ما يقرب من قرن من الزمان. براعة، والنوعية، أحادي الاتجاه، وخصوصا الانحطاط من الشفرة الوراثية لها أهمية بيولوجية.

تاريخ الاكتشافات

وكانت مشكلة ترميز المعلومات الوراثية دائما أساسيا في علم الأحياء. بواسطة بنية مصفوفة من الشفرة الوراثية، تقدم العلم ببطء. منذ اكتشاف J واتسون وكريك في عام 1953. والتركيب الحلزوني المزدوج للحمض النووي دخل مرحلة حل هيكل القانون نفسه، الأمر الذي دفع الاعتقاد في عظمة الطبيعة. بنية خطية من البروتينات والحمض النووي للهيكل نفسه ضمنا وجود الشفرة الوراثية، والمراسلات بين النصين، ولكن سجلت مع الحروف الهجائية المختلفة. وإذا الأبجدية من البروتينات كان معروفا، وكانت علامات DNA موضوع دراسة علم الأحياء والفيزياء والرياضيات.

ليست هناك حاجة لوصف كل الخطوات في حل هذا اللغز. التجربة المباشرة، أثبتت وأكدت أن ما بين الكودونات DNA والأحماض الأمينية من البروتين هناك واضحة ومتسقة عقدت على التوالي في عام 1964 تشارلز يانوسكى وS. برينر. وكذلك - خلال فك الشفرة الوراثية في المختبر (في المختبر) باستخدام تقنيات تصنيع البروتين في هياكل خالية من الخلايا.

تماما صدر قانون فك كولاي في عام 1966، وعلماء الأحياء في الندوة في الربيع الباردة هاربور (الولايات المتحدة الأمريكية). ثم فتحت التكرار (الانحطاط) من الشفرة الوراثية. ماذا يعني هذا، فإنه أوضح بكل بساطة.

يستمر فك

الحصول على فك رموز البيانات متاحة راثية أصبحت واحدة من أهم الأحداث في القرن الماضي. اليوم، لا يزال العلم لاستكشاف في عمق آليات نظام الجزيئي الترميز ومعالمه وفرط علامات، ما يعبر عنه ملكا للالانحطاط من الشفرة الوراثية. دراسة منفصلة للصناعة - أصل وتطور وراثي نظام المواد الترميز. دليل عديد البيوكليوتيد ربط (DNA) والبروتينية (البروتينات) أعطت زخما لتطوير البيولوجيا الجزيئية. وهذا، بدوره، والتكنولوجيا الحيوية، والهندسة البيولوجية، والاكتشافات في تربية ومحصول.

العقائد والقواعد

يتم نقل المعلومات من الحمض النووي للرسول RNA، ومن ثم معها على البروتين - العقيدة الرئيسية لعلم الأحياء الجزيئي. في الاتجاه المعاكس للانتقال هو ممكن من RNA إلى DNA و RNA على RNA الآخرين.

لكن المصفوفة أو أساس DNA يبقى دائما. وكافة الميزات الأساسية الأخرى من نقل المعلومات - وهو انعكاس لطبيعة نقل المصفوفة. وهي، من خلال إجراء انتقال إلى تخليق جزيئات مصفوفة أخرى، والتي ستكون إعادة إنتاج بنية المعلومات الوراثية.

الشفرة الوراثية

خط الترميز هيكل جزيئات البروتين عن طريق الكودونات التكميلية (ثلاثة توائم) النيوكليوتيدات، منها سوى 4 (adein، جوانين، السيتوزين، ثايمين (اليوراسيل))، الأمر الذي يؤدي تلقائيا إلى تشكيل سلاسل أخرى من النيوكليوتيدات. نفس العدد من النيوكليوتيدات والتكامل الكيميائي - وهذا هو الشرط الرئيسي لهذا التوليف. لكن تشكيل نوعية جزيء البروتين مطابقة كمية ونوعية أحادية ليس (النيوكليوتيدات DNA - الأحماض الأمينية من البروتين). هذا هو وراثي كود الطبيعي - نظام تسجيل في تسلسل النيوكليوتيدات (الكودونات) تسلسل الأحماض الأمينية من البروتين.

الشفرة الوراثية لديها العديد من الخصائص:

• الثلاثي.
• تفرد.
• التوجه.
• Disjointness.
• التكرار (الانحطاط) من الشفرة الوراثية.
• التنوع.

وفيما يلي وصفا موجزا، مع التركيز على الأهمية البيولوجية.

الثلاثي والاستمرارية وإشارات المرور توفر

كل واحد من 61 الأحماض الأمينية المقابلة لالدلالي ر (الثلاثي) النيوكليوتيدات. ثلاثة توائم لا تحمل المعلومات حول الأحماض الأمينية وهي كودونات توقف. كل النوكليوتيدات في سلسلة هي عضو في الثلاثي، ولا توجد في حد ذاته. في نهاية وبداية لسلسلة من النيوكليوتيدات المقابلة لبروتين واحد، هي كودونات توقف. أن تبدأ أو توقف البث (تركيب جزيء البروتين).

خصوصية، والتحدد واحد disjointness

كل كودون (الثلاثي) بترميز واحد فقط من الأحماض الأمينية. كل الثلاثي مستقل عن ولا تتداخل المجاور. واحد النوكليوتيدات يمكن أن تنتمي إلى مجموعة ثلاثية واحدة فقط في السلسلة. تخليق البروتين هو دائما في اتجاه واحد كودونات توقف فقط، التي يتم التحكم.

التكرار من الشفرة الوراثية

كل ثلاثية من النيوكليوتيدات بترميز الأحماض الأمينية واحد. ما مجموعه 64 النيوكليوتيدات، 61 منهم - المشفرة الأحماض الأمينية (بمعنى كودون)، وثلاثة - لا معنى لها، أي حمض أميني لا ترميز (وقف كودونات). التكرار (الانحطاط) من الشفرة الوراثية هو أن بدائل يمكن في كل الثلاثي - راديكالية (مما يؤدي إلى الأمينية استبدال حمض) ومحافظة (الأحماض الأمينية لا تتغير الدرجة). فمن السهل لحساب أنه إذا كان الثلاثي يمكن القيام 9 التبديلات (1 و 2 و 3 موقف)، يمكن استبدال كل النوكليوتيدات من 4-1 = 3 تجسيد آخر، فإن العدد الإجمالي للبدائل النوكليوتيدات ممكن يكون 61-9 = 549.

يظهر الانحطاط من الشفرة الوراثية في حقيقة أن 549 خيارات - هو أكثر بكثير من الضروري للحصول على معلومات zakodirovki حوالي 21 الأحماض الأمينية. في هذه الحالة من خيارات استبدال 549 23 تؤدي إلى تشكيل لوقف كودون، 134 + 230 استبدال - هي بدائل المحافظة، و 162 - الراديكالية.

حكم الانحطاط والاستثناءات

إذا كان اثنان الكودونات واثنين من النوكليوتيدات الأولى متطابقة، يتم عرض النيوكليوتيدات المتبقية مع فئة (البيورين أو البيريميدين)، والمعلومات التي تحمل نفس الأحماض الأمينية. عادة ما يكون هذا الانحطاط أو التكرار من الشفرة الوراثية. اثنين من الاستثناءات - AUA وUGA - أولا بترميز ميثيونين، على الرغم من يجب أن آيسولوسين، والثانية - كودون وقف، ولكن يجب أن ترميز التربتوفان.

وهذا يعني الانحطاط والتنوع

هذه الخصائص اثنين من الشفرة الوراثية لديها أعلى قيمة بيولوجية. كافة الخصائص المذكورة أعلاه هي سمة من المعلومات الوراثية على جميع أشكال الكائنات الحية على كوكبنا.

الانحطاط من الشفرة الوراثية له قيمة على التكيف، والازدواجية المتكررة مدونة حمض أميني واحد. وبالإضافة إلى ذلك، وهذا يعني حدوث انخفاض كبير في (انحطاط) من النوكليوتيدات الثالثة في كودون. هذا تجسيدا يقلل من الآفات طفرية في الحمض النووي، والتي تنطوي على انتهاكات خطيرة في بنية البروتين. هذا هو آلية وقائية من الكائنات الحية على الكوكب.