První obyvatelé naší planety s největší pravděpodobnostíměl velmi krátkou délku života. Evoluční směr všeho živého šel směrem k prodloužení délky života organismu pro úspěšné přizpůsobení se podmínkám prostředí, rozvoji adaptačních mechanismů a možnosti přenosu nashromážděných zkušeností na další generace. Vytvoření organických molekul v souladu s nastíněným plánem umožnilo životu na Zemi získat oporu a zahájit úspěšný vývoj. Mechanismus maticového zapamatování a přenosu dědičných informací byl transformován do systému genetického kódování, kde hlavní složkou je funkční jednotka genetického kódu.
Centrální dogma molekulární biologie
Dědičnost je hlavní biologickásoučást kontinuity života. Příroda vytvořila mechanismy pro přenos a reprodukci dědičné informace kódováním složení proteinů v řetězci nukleové kyseliny. Funkcí nukleových kyselin (DNA a RNA) je ukládání informací a jejich přenos do struktury proteinů. A proteiny prostřednictvím metabolických reakcí provádějí fenotypový projev této informace. Genetický kód je maticové lineární ukládání informací o struktuře proteinu jeho zaznamenáváním do tripletů nukleotidů v řetězci nukleové kyseliny. Nejmenší funkční jednotka genetického kódu, která obsahuje informace o minimální strukturní jednotce proteinů, je triplet nukleotidů v řetězci DNA nebo RNA. Přenos informací probíhá z DNA do mRNA a z mRNA do jiných RNA a molekul bílkovin.
Univerzální kódovací systém
Vědě trvalo pochopit genetický kódstoletí a dešifrovat to - jen desetiletí. Od objevení se koncepce struktury dvojité šroubovice DNA (Watson a Crick, 1953) přišlo pochopení její role jako dědičného materiálu a začalo se hledat ta písmena abecedy, na nichž jsou na ní napsány informace. Myšlenka, že funkční jednotkou genetického kódu je 1 nukleotid, se okamžitě nevyhnula kritice. Čtyři komplementární nukleotidy (adein, guanin, cytosin a thymin) DNA nemohly poskytnout kódování pro 21 aminokyselin proteinů. Matematici, fyzici a biologové se aktivně podíleli na hledání kódovacího systému a rychle zjistili, že jedna aminokyselina je kódována sekvencí tří nukleotidů. Funkční jednotkou genetického kódu je tedy triplet nukleotidů odpovědných za syntézu jedné aminokyseliny v proteinu. Existuje 64 tripletů (kodonů), 61 z nich jsou sense kodony (kódují aminokyseliny) a zbývající 3 nemají smysl. Nenosí informace o aminokyselinách, ale fungují jako stop kodony, které ukončují nebo iniciují syntézu proteinové molekuly.
Triplet je funkční jednotka genetického kódu
Molekula nukleové kyseliny biopolymeru se skládá zz monomerů - nukleotidů. Ty zase vytvářejí kontinuální DNA, pomocí které se v procesu transkripce přenášejí informace do mRNA v souladu s čtecím rámcem, kde triplet nukleotidů - triplet - má nejmenší hodnotu kódu. Čtecí rámec se pohybuje jednosměrně a genetický kód má jasnou jedinečnost a degeneraci (nadbytečnost).
Jednosměrnost a jednoznačnost
Informace o tripletech jsou tedy jednoznačnépoměr 1 triplet-1 aminokyselina není variabilní. Aminokyselinu lze kódovat do několika tripletů, ale specifickým tripletem je specifická aminokyselina. Čtecí rámec je vždy směrován jedním směrem, a to díky přítomnosti trojic, které iniciují čtení a ukončují ho. Tím se udržuje stabilita proteinové struktury. Další vlastností trojic je nepřekrývající se. To znamená, že nukleotid je nutně součástí tripletu, ale pouze jednoho.
Přirozená nadbytečnost
Degenerace (redundance) genetického kódu -je to jako bezpečnostní faktor organismu. Chrání buňku před ničivými účinky mutací. Každá funkční jednotka genetického kódu může podstoupit substituce 1, 2 a 3 nukleotidů v tripletu. V každém tripletu tedy existuje 9 pozičních substitucí, substituce každého nukleotidu 4–1 = 3 možné varianty, a ve výsledku získáme 61 × 9 = 549 variant nukleotidových substitucí v tripletu. To je mnohem více než 21 aminokyselin potřebných ke kódování. Tato nadbytek nebo degenerace zajistila biologickou existenci života a minimalizaci chyb při čtení genetické informace.
Kodon nebo triplet?
V literatuře triplet nukleotidů jakofunkční konglomerát nazývaný triplet nebo kodon. Jaký je rozdíl a je tam nějaký? Termín „kodon“ se používá v přímém procesu translace - přenosu informací z RNA na molekulu proteinu. Termín „triplet“ se používá v širším smyslu při popisu čtecího rámce informací z RNA i DNA.
