In elke cel en lichaam alle functiesAnatomische, morfologische en functionele aard worden bepaald door de structuur van eiwitten die erin zijn opgenomen. De erfelijke eigenschap van het lichaam is het vermogen om bepaalde eiwitten te synthetiseren. In het DNA-molecuul bevinden de aminozuren zich in de polypeptideketen, waarvan biologische kenmerken afhankelijk zijn.
Elke cel heeft zijn eigennucleotidesequentie in de polynucleotidestreng van DNA. Dit is de genetische code van DNA. Via het is opgenomen informatie over de synthese van bepaalde eiwitten. Het feit dat een dergelijke genetische code, de eigenschappen en genetische informatie wordt beschreven in dit artikel.
Een beetje geschiedenis
Idee dat misschien de genetische code isbestaat, werd geformuleerd door J. Gamov en A. Daun in het midden van de twintigste eeuw. Ze beschreven dat een nucleotidesequentie die verantwoordelijk is voor de synthese van een bepaald aminozuur ten minste drie koppelingen bevat. Later bewees ze het exacte aantal van drie nucleotiden (dit is een eenheid van de genetische code), die een triplet of codon werd genoemd. In totaal zijn er 64 nucleotiden, omdat de moleculen van de zuren, waar de eiwit- of RNA-synthese plaatsvindt, uit vier verschillende nucleotide-residuen bestaan.
Wat is de genetische code?
Een werkwijze voor het coderen van een sequentie van aminozuurproteïnen als gevolg van een sequentie van nucleotiden is kenmerkend voor alle levende cellen en organismen. Dat is wat een genetische code is.
Er zijn vier nucleotiden in DNA:
- adenine - A;
- guanine - G;
- cytosine - C;
- thymine - T.
Ze worden aangeduid met Latijnse hoofdletters of (in Russische literatuur) door Russen.
Vier nucleotiden zijn ook aanwezig in RNA, maar een daarvan is anders dan DNA:
- adenine - A;
- guanine - G;
- cytosine - C;
- uracil - U.
Alle nucleotiden zijn in ketens opgesteld en een dubbele helix wordt verkregen in DNA en een enkele helix in RNA.
Eiwitten zijn gebouwd op twintig aminozuren, waar ze, in een bepaalde volgorde, de biologische eigenschappen ervan bepalen.
Eigenschappen van de genetische code
Tripletness.De eenheid van de genetische code bestaat uit drie letters, het is een triplet. Dit betekent dat de twintig bestaande aminozuren worden gecodeerd in drie specifieke nucleotiden die codons of trilpets worden genoemd. Er zijn vierenzestig combinaties die gemaakt kunnen worden van vier nucleotiden. Deze hoeveelheid is meer dan genoeg om twintig aminozuren te coderen.
Degeneratie. Elk aminozuur komt overeen met meer dan één codon, met uitzondering van methionine en tryptofaan.
Ondubbelzinnigheid.Een codon codeert een aminozuur. In het gen van een gezond persoon met informatie over het bèta-doelwit van hemoglobine, codeert het triplet GAG en GAA bijvoorbeeld voor glutaminezuur. En bij iedereen die ziek is met sikkelcelziekte, wordt één nucleotide vervangen.
Collineariteit. De aminozuursequentie komt altijd overeen met de nucleotidesequentie die het gen bevat.
De genetische code is continu en compact, watbetekent dat het geen "leestekens" heeft. Dat wil zeggen, beginnend bij een bepaald codon, is er een continue aflezing. AUGGUGTSUUAAUGUG wordt bijvoorbeeld gelezen als: AUG, GUG, TSUU, AAU, GUG. Maar niet AUG, UGG enzovoort of op een andere manier.
Veelzijdigheid. Het is hetzelfde voor absoluut alle terrestrische organismen, van mensen tot vissen, schimmels en bacteriën.
Tafel
Deze tabel bevat niet allebeschikbare aminozuren. Hydroxyproline, hydroxylysine, fosfoserine, tyrosine-joodderivaten, cystine en enkele andere zijn afwezig, aangezien het derivaten zijn van andere aminozuren die worden gecodeerd door mRNA en gevormd na eiwitmodificatie als gevolg van translatie.
Het is bekend uit de eigenschappen van de genetische code diehet codon kan voor één aminozuur coderen. De uitzondering is de genetische code, die aanvullende functies vervult en codeert voor valine en methionine. IRNA, in het begin met een codon, bindt t-RNA, dat formylmethion draagt. Na voltooiing van de synthese wordt het zelf afgesplitst en vangt het formylresidu op, dat wordt omgezet in het methionineresidu. De bovengenoemde codons zijn dus de initiatiefnemers van de synthese van de polypeptideketen. Als ze niet aan het begin staan, verschillen ze niet van anderen.
Genetische informatie
Dit concept verwijst naar een eigenschappenprogramma dat wordt doorgegeven van voorouders. Het is ingebed in erfelijkheid als een genetische code.
De genetische code van RNA (ribonucleïnezuren) wordt geïmplementeerd tijdens eiwitsynthese:
- informatief i-RNA;
- transport t-RNA;
- ribosomaal r-RNA.
Informatie wordt overgedragen door directe communicatie (DNA-RNA-eiwit) en omgekeerd (omgeving-eiwit-DNA).
Organismen kunnen het op de meest efficiënte manier ontvangen, opslaan, verzenden en gebruiken.
Overgeërfd worden, bepaalt informatiede ontwikkeling van een organisme. Maar door interactie met de omgeving is de reactie van de laatste verstoord, waardoor evolutie en ontwikkeling plaatsvinden. Zo wordt nieuwe informatie in het lichaam gestopt.
Berekening van de wetten van de moleculaire biologieen de ontdekking van de genetische code illustreerde de noodzaak genetica te combineren met de theorie van Darwin, op basis waarvan een synthetische evolutietheorie - niet-klassieke biologie - ontstond.
Erfelijkheid, variabiliteit en natuurlijkDe selectie van Darwin wordt aangevuld door genetisch bepaalde selectie. Evolutie wordt gerealiseerd op genetisch niveau door willekeurige mutaties en de overerving van de meest waardevolle eigenschappen die het meest zijn aangepast aan de omgeving.
Het decoderen van de code in een persoon
In de jaren negentig werd het Human Genome-project gelanceerd,Als resultaat werden in de jaren 2000 fragmenten van het genoom ontdekt die 99,99% van de menselijke genen bevatten. Fragmenten die niet betrokken zijn bij eiwitsynthese en niet gecodeerd zijn, blijven onbekend. Hun rol is nog onbekend.
De rol van dergelijke onderzoeken kan nauwelijks worden overschat.Toen ze ontdekten wat de genetische code is, werd bekend door welke patronen de ontwikkeling plaatsvindt, hoe de morfologische structuur, psyche, aanleg voor bepaalde ziekten, metabolisme en individuele ondeugden worden gevormd.
