Planeettamme ensimmäiset asukkaat todennäköisestielinajanodote oli hyvin lyhyt. Kaikkien elävien olentojen evoluutiosuunta meni kohti organismin elinajanodotteen kasvamista onnistuneeseen sopeutumiseen ympäristöolosuhteisiin, sopeutumismekanismien kehittämistä ja mahdollisuutta siirtää kertynyt kokemus seuraaville sukupolville. Orgaanisten molekyylien luominen hahmoteltujen suunnitelmien mukaisesti antoi elämän maapallolla saada jalansijaa ja aloittaa onnistuneen kehityksen. Matriisimuistin ja perinnöllisen tiedon siirtämismekanismi on muutettu geneettiseksi koodausjärjestelmäksi, jossa pääkomponentti on geneettisen koodin toiminnallinen yksikkö.
Keskeinen molekyylibiologian dogma
Perinnöllisyys on tärkein biologinenosa elämän jatkuvuutta. Luonto on luonut mekanismeja perinnöllisen tiedon siirtämiseksi ja toistamiseksi koodaamalla proteiinien koostumusta nukleiinihappoketjussa. Nukleiinihappojen (DNA ja RNA) tehtävänä on tallentaa tietoa ja siirtää se proteiinien rakenteeseen. Ja proteiinit suorittavat metabolisten reaktioiden kautta tämän tiedon fenotyyppisen ilmentymisen. Geneettinen koodi on matriisin lineaarinen tiedon tallennus proteiinin rakenteesta tallentamalla se nukleotidiketjun nukleotiditripletteihin. Geneettisen koodin pienin toiminnallinen yksikkö, joka sisältää tietoa proteiinien vähimmäisrakenneyksiköstä, on nukleotidien tripletti DNA- tai RNA-ketjussa. Informaation siirto siirtyy DNA: sta mRNA: han ja mRNA: sta muihin RNA: hin ja proteiinimolekyyleihin.
Universaali koodausjärjestelmä
Geenikoodin ymmärtäminen vaati tieteenvuosisadalla, ja sen tulkitsemiseksi - vain vuosikymmeniä. DNA: n kaksoiskierteen rakenteen käsitteen (Watson ja Crick, 1953) ilmestymisen jälkeen ymmärrettiin sen rooli perinnöllisenä materiaalina, ja alettiin etsiä niitä aakkosten kirjaimia, jotka tallensivat siihen tietoja. Ajatus siitä, että geneettisen koodin toiminnallinen yksikkö on 1 nukleotidi, ei heti vastustanut kritiikkiä. DNA: n neljä komplementaarista nukleotidia (adeiini, guaniini, sytosiini ja tymiini) eivät pystyneet koodaamaan proteiinien 21 aminohappoa. Matemaatikot, fyysikot ja biologit olivat aktiivisesti mukana koodaavan järjestelmän etsinnässä ja saivat nopeasti selville, että yhtä aminohappoa koodaa kolmen nukleotidin sekvenssi. Siten geneettisen koodin toiminnallinen yksikkö on nukleotidien tripletti, joka on vastuussa yhden aminohapon synteesistä proteiinissa. Triplettejä (kodoneja) on vain 64, joista 61 on sense-kodoneja (koodaa aminohappoja), ja loput 3 ovat merkityksettömiä. Niillä ei ole tietoa aminohaposta, mutta ne toimivat lopetuskodoneina, jotka lopettavat tai aloittavat proteiinimolekyylin synteesin.
Tripletti on geneettisen koodin toiminnallinen yksikkö
Biopolymeerinukleiinihappomolekyyli koostuumonomeereistä - nukleotideista. Ne puolestaan luovat jatkuvan DNA: n, jonka avulla transkriptioprosessissa informaatio siirretään mRNA: han lukukehyksen mukaisesti, jossa nukleotidien tripletillä - tripletillä - on pienin koodiarvo. Lukukehys liikkuu yksisuuntaisesti, ja geneettisellä koodilla on selkeä ainutlaatuisuus ja rappeutuminen (redundanssi).
Yksisuuntaisuus ja ainutlaatuisuus
Kolmoistiedot ovat yksiselitteisiä, toisin sanoenyhden tripletin -1 aminohapon suhde ei ole vaihteleva. Aminohappo voidaan koodata useisiin tripletteihin, mutta spesifinen tripletti on spesifinen aminohappo. Lukukehys on suunnattu aina yhteen suuntaan, ja tämä johtuu kolmosista, jotka aloittavat lukemisen ja lopettavat sen. Tämä ylläpitää proteiinirakenteen vakautta. Kolmoisten toinen ominaisuus on päällekkäinen. Tämä tarkoittaa, että nukleotidi on välttämättä osa triplettiä, mutta vain yksi.
Luonnollinen irtisanominen
Geneettisen koodin rappeutuminen (redundanssi) -se on kuin vartalon turvamarginaali. Se suojaa solua mutaatioiden tuhoavilta vaikutuksilta. Kukin geneettisen koodin toiminnallinen yksikkö voi suorittaa 1, 2 ja 3 nukleotidin substituutiot tripletissä. Siten jokaisessa tripletissä on 9 sijaintisubstituutiota, jokaisen nukleotidin substituutiot 4-1 = 3 mahdollisella muunnoksella, ja tuloksena saadaan 61 tripletissä olevasta 9 = 549 nukleotidisubstituutioiden muunnoksesta. Tämä on paljon enemmän kuin koodaamiseen tarvittava 21 aminohappoa. Tämä ylikuormitus eli rappeutuminen tarjosi elämän biologisen olemassaolon ja minimoi virheet geneettisen tiedon lukemisessa.
Kodoni vai tripletti?
Kirjallisuudessa nukleotidien tripletti kutentoiminnallinen konglomeraatti, jota kutsutaan tripletiksi tai kodoniksi. Mikä ero on ja onko niitä? Termiä "kodoni" käytetään suorassa translaatioprosessissa - tiedon siirtämisessä RNA: sta proteiinimolekyyliin. Termiä "tripletti" käytetään laajemmassa merkityksessä kuvattaessa sekä RNA: sta että DNA: sta peräisin olevan tiedon lukukehystä.
