Tabela aminokwasów i kodów genetycznych do codziennego użytku. Kodowanie nukleotydów aminokwasów

DNA (kwas dezoksyrybonukleinowy) to makrocząsteczka, główne repozytorium informacji dziedzicznej i programu genetycznego dla rozwoju i funkcjonowania żywego organizmu.

DNA ma strukturę dwuniciową, w której każda nić jest sekwencją nukleotydów: adeniny, tyminy, cytozyny i guaniny. Nukleotydy działają jak małe „magnesy”, które łączą dwa łańcuchy wiązaniami wodorowymi. Adenina łączy się tylko z tyminą, a cytozyna z guaniną.

Długość DNA jest zwykle mierzona w parach zasad. Jedna osoba ma ich około 3 miliardy. Ludzkie DNA jest przechowywane w jądrze dowolnej komórki ludzkiej jako zestaw 23 (normalnie) chromosomów.

A do czego służy DNA?

Połączone ze sobą struny (słynna „podwójna helisa” DNA) są czymś w rodzaju spiralnych schodów. Każdy krok to ta sama para nukleotydów, na przykład adenina – tymina.

Zapięcia między stopniami są dość mocne, ale same stopnie są chwiejne i łatwo się łamią, to znaczy rozpadają się. A potem adenina pozostaje na jednym łańcuchu, a tymina na drugim.

Jest to konieczne, aby specjalne białka mogły „rozwinąć” DNA i złożyć inną nić – RNA – na podstawie każdej nici komplementarnej do sekwencji DNA.

RNA (kwas rybonukleinowy) to jednoniciowa sekwencja, która może służyć bardzo różnym celom. RNA to rodzaj lustrzanego odbicia DNA. Jeśli adenina znajduje się w jednym miejscu w DNA, to tymina będzie w tym samym miejscu w RNA i na odwrót. Pamiętaj: nukleotydy są jak magnesy i łączą się tylko parami.

W tym samym lustrzanym odbiciu informacje zawarte w DNA są przechowywane w RNA.

A co robi RNA?

DNA znajduje się w jądrze komórki, w specjalnych pakietach, chromosomach. Ale główna praca nad syntezą białek zachodzi w cytoplazmie komórki, gdzie białka są zbierane przez specjalną „maszynę” – rybosom. Jest połączony z RNA.

Mówiąc prościej, tak właśnie jest. Białko rozwija DNA, kopiuje informacje na RNA (w odbiciu lustrzanym), a RNA dostarcza informacje do rybosomu.

W procesie dostarczania („przetwarzania”) RNA przechodzi przez całą sekwencję transformacji, w szczególności informacje, których rybosom nie potrzebuje, są z niego wycinane.

Rybosom porusza się wzdłuż RNA i tworzy komplementarną nić. Jednocześnie ponownie odzwierciedla informacje, przywracając je do oryginalnej sekwencji DNA. I już w łańcuchu komplementarnym, dekodując kod genetyczny , rybosom buduje nowe białka z odpowiednich aminokwasów.

Struktura i funkcja DNA

DNA to polimer, którego monomery są dezoksyrybonukleotydami. Model przestrzennej budowy cząsteczki DNA w postaci podwójnej helisy zaproponowali w 1953 r. J. Watson i F. Cricka (do budowy tego modelu wykorzystali prace M. Wilkinsa, R. Franklina, E. Chargaffa).

Cząsteczka DNA jest utworzona przez dwa łańcuchy polinukleotydowe, spiralnie skręcone wokół siebie i razem wokół wyimaginowanej osi, tj. jest podwójną helisą (z wyjątkiem tego, że niektóre wirusy DNA mają jednoniciowy DNA). Średnica podwójnej helisy DNA wynosi 2 nm, odległość między sąsiednimi nukleotydami wynosi 0,34 nm, a na jeden obrót helisy przypada 10 par zasad. Cząsteczka może mieć do kilku centymetrów długości. Masa cząsteczkowa – dziesiątki i setki milionów. Całkowita długość DNA ludzkiego jądra komórkowego wynosi około 2 m. W komórkach eukariotycznych DNA tworzy kompleksy z białkami i ma określoną konformację przestrzenną.

Monomer DNA – nukleotyd (deoksyrybonukleotyd) – składa się z pozostałości trzech substancji: 1) zasady azotowej, 2) pięciowęglowego monosacharydu (pentozy) i 3) kwasu fosforowego. Zasady azotowe kwasów nukleinowych należą do klas pirymidyn i puryn. Podstawy pirymidynowe DNA (mają jeden pierścień w swojej cząsteczce) to tymina, cytozyna. Zasady purynowe (mają dwa pierścienie) to adenina i guanina.

Monosacharyd nukleotydu DNA jest reprezentowany przez dezoksyrybozę.

Nazwa nukleotydu pochodzi od nazwy odpowiedniej zasady. Nukleotydy i zasady azotowe są oznaczone dużymi literami.

Łańcuch polinukleotydowy powstaje w wyniku reakcji kondensacji nukleotydów. W tym przypadku wiązanie fosfoestrowe pojawia się między atomem węgla 3 'reszty dezoksyrybozy jednego nukleotydu a resztą kwasu fosforowego drugiego (należy do kategorii silnych wiązań kowalencyjnych). Jeden koniec łańcucha polinukleotydowego kończy się węglem 5 '(nazywanym końcem 5′), a drugi końcem węgla 3 '(koniec 3′).

Druga nić znajduje się naprzeciw jednej nici nukleotydowej. Ułożenie nukleotydów w tych dwóch łańcuchach nie jest przypadkowe, ale ściśle określone: ​​tymina jest zawsze położona naprzeciw adeniny jednego łańcucha w drugim, a cytozyna jest zawsze przeciw guaninie, między adeniną i tyminą powstają dwa wiązania wodorowe, a między guaniną i cytozyną powstają trzy wiązania wodorowe. Wzorzec, według którego nukleotydy różnych nici DNA są ściśle uporządkowane (adenina – tymina, guanina – cytozyna) i selektywnie łączą się ze sobą, nazywa się zasadą komplementarności… Należy zauważyć, że J. Watson i F. Crick doszli do zrozumienia zasady komplementarności po lekturze prac E. Chargaffa. E. Chargaff, badając ogromną liczbę próbek tkanek i narządów różnych organizmów, stwierdził, że w każdym fragmencie DNA zawartość reszt guaniny zawsze dokładnie odpowiada zawartości cytozyny, a adeniny – tyminy ( „reguła Chargaffa” ), ale nie potrafił tego wyjaśnić.

Z zasady komplementarności wynika, że ​​sekwencja nukleotydów jednego łańcucha determinuje sekwencję nukleotydów drugiego.

Nici DNA są antyrównoległe (wielokierunkowe), tj. nukleotydy różnych nici znajdują się w przeciwnych kierunkach, a zatem naprzeciwko końca 3 'jednej nici znajduje się koniec 5′ drugiej. Cząsteczkę DNA porównuje się czasem do spiralnych schodów. „Poręcz” tej klatki schodowej to kręgosłup cukrowo-fosforanowy (naprzemienne pozostałości dezoksyrybozy i kwasu fosforowego); „Steps” – uzupełniające zasady azotowe.

Funkcją DNA jest przechowywanie i przekazywanie informacji dziedzicznych.

Replikacja (reduplikacja) DNA

Replikacja DNA jest procesem samopodwojenia, będącym główną właściwością cząsteczki DNA. Replikacja należy do kategorii reakcji syntezy macierzy z udziałem enzymów. Pod działaniem enzymów cząsteczka DNA rozwija się i wokół każdego łańcucha tworzy się nowy łańcuch, który działa jak matryca, zgodnie z zasadami komplementarności i antyrównoległości. Zatem w każdym potomnym DNA jedna nić jest matczyna, a druga jest na nowo syntetyzowana. Ta metoda syntezy nazywana jest półkonserwatywną .

„Materiałem budulcowym” i źródłem energii do replikacji są trifosforany dezoksyrybonukleozydów (ATP, TTF, GTP, CTP) zawierające trzy reszty kwasu fosforowego. Gdy trifosforany dezoksyrybonukleozydów są włączone do łańcucha polinukleotydowego, dwie końcowe reszty kwasu fosforowego są odszczepiane, a uwolniona energia jest wykorzystywana do tworzenia wiązania fosfodiestrowego między nukleotydami.

  • Polimerazy DNA (trifosforany dezoksyrybonukleozydów są wybierane i komplementarnie przyłączane do matrycowego łańcucha DNA);
  • RNA naczelne (tworzą startery RNA, startery);
  • Z pomocą helikaz rozwija się w pewnych regionach DNA, jednoniciowe regiony DNA są wiązane przez destabilizujące białka i tworzy się widełki replikacyjne . W przypadku rozbieżności 10 par zasad (jeden obrót helisy) cząsteczka DNA musi wykonać pełny obrót wokół własnej osi. Aby zapobiec tej rotacji, topoizomeraza DNA rozcina jedną nić DNA, umożliwiając jej obracanie się wokół drugiej nici.

    Polimeraza DNA może przyłączać nukleotyd tylko do atomu węgla 3 'dezoksyrybozy poprzedniego nukleotydu, dlatego enzym ten może poruszać się wzdłuż matrycowego DNA tylko w jednym kierunku: od końca 3′ do końca 5 'tego matrycowego DNA. Ponieważ łańcuchy w matczynym DNA są antyrównoległe, składanie się potomnych łańcuchów polinukleotydowych na różnych łańcuchach zachodzi na różne sposoby i w przeciwnych kierunkach. Na łańcuchu 3’– 5 'synteza potomnego łańcucha polinukleotydowego przebiega bez przerwy; ten łańcuch potomny będzie nazywany łańcuchem wiodącym . Na łańcuchu 5’– 3 ’- z przerwami we fragmentach (fragmenty Okazaki ), które po zakończeniu replikacji przez ligazy DNA są zszywane w jeden łańcuch; ten łańcuch potomny będzie nazywany opóźnionym ( opóźnionym ).

    Osobliwością polimerazy DNA jest to, że może ona rozpocząć swoją pracę tylko od „ziarna” ( startera ). Rolę „starterów” pełnią krótkie sekwencje RNA utworzone przy udziale enzymu prymaz RNA i sparowane z matrycowym DNA. Startery RNA są usuwane po zakończeniu składania łańcuchów polinukleotydowych.

    Replikacja przebiega podobnie u prokariontów i eukariontów. Szybkość syntezy DNA u prokariotów jest o rząd wielkości wyższa (1000 nukleotydów na sekundę) niż u eukariotów (100 nukleotydów na sekundę). Replikacja rozpoczyna się jednocześnie w kilku regionach cząsteczki DNA. Fragment DNA z jednego punktu inicjacji replikacji do innego tworzy jednostkę replikacji – replikon .

    Replikacja następuje przed podziałem komórki. Dzięki tej zdolności DNA dziedziczna informacja jest przekazywana z komórki macierzystej do córki.

    Odszkodowanie („naprawa”)

    Naprawa to proces naprawy uszkodzenia sekwencji nukleotydów DNA. Odbywa się to przez specjalne układy enzymatyczne komórki ( enzymy naprawcze ). W procesie przywracania struktury DNA można wyróżnić następujące etapy: 1) nukleazy naprawiające DNA rozpoznają i usuwają uszkodzony obszar, w wyniku czego powstaje przerwa w łańcuchu DNA; 2) polimeraza DNA wypełnia tę lukę poprzez kopiowanie informacji z drugiej („dobrej”) nici; 3) Ligaza DNA „łączy” nukleotydy, kończąc naprawę.

    Najczęściej badane są trzy mechanizmy naprawy: 1) fotoreparacja, 2) naprawa wycinająca lub przedreplikacyjna, 3) naprawa post-replikacyjna.

    Zmiany w budowie DNA zachodzą w komórce nieustannie pod wpływem reaktywnych metabolitów, promieniowania ultrafioletowego, metali ciężkich i ich soli itp. Dlatego defekty w układach naprawczych zwiększają tempo procesów mutacyjnych, są przyczyną chorób dziedzicznych (kseroderma barwnikowa, progeria itp.).

    Aminokwasy w DNA

    Kwasy nukleinowe to polimery, które znajdują się w jądrach komórek i składają się z nukleotydów.

    Na przykład DNA składa się z zasad azotowych, dezoksyrybozy, kwasu fosforowego. DNA zawiera takie nukleotydy jak:

    Każda zasada azotowa posiada unikalny mechanizm działania i pozwala w trakcie różnych kombinacji w triplecie dostarczyć dużą różnorodność powstałych aminokwasów, które w różny sposób regulują funkcjonowanie każdej komórki żywego organizmu.

    Sekwencja nukleotydów dostarcza informacji o różnych typach RNA w komórce, a mianowicie o matrycy, rybosomie i transporcie. Wszystkie typy RNA mają swoją własną unikalną funkcję.

    Wszystkie typy RNA można utworzyć na matrycy DNA, kopiując i samoczynnie powielając ten typ kwasu nukleinowego. Decydującą rolę w tym przypadku odgrywa zasada komplementarności (parowanie nukleotydów). Proces translacji to złożenie cząsteczki białka na rybosomie poprzez rodzaj odczytu informacji z matrycy DNA, która została już utworzona podczas transkrypcji.

    Właściwości i funkcje aminokwasów

  • wejście do chromosomów, przechowywanie dziedzicznych informacji o wszystkich cechach organizmu, a także o pierwotnej strukturze białek. Podstawowa struktura białek nazywana jest liniową, ponieważ składa się z aminokwasów połączonych ze sobą prostym, ale stabilnym wiązaniem peptydowym.
  • DNA można powielać, to znaczy ma zdolność replikacji. Samopodwojenie występuje w interfazie przed podziałem. Każdy chromosom składa się z dwóch chromatyd, które później stają się chromosomami potomnymi. Proces podwojenia umożliwi każdej z dwóch komórek potomnych otrzymanie tych samych informacji dziedzicznych.
  • Spośród wszystkich związków zawierających azot o podwójnej funkcji, obok kwasów nukleinowych, można wymienić aminokwasy.

    Około 300 różnych aminokwasów znajduje się w komórkach i żywych tkankach. Tylko 20 z nich służy jako ogniwa do budowy peptydów i białek (utworzonych na szablonie DNA). Te 20 aminokwasów nazywa się aminokwasami białkowymi.

    Sekwencja lokalizacji tych aminokwasów w białkach jest zakodowana w sekwencji nukleotydów DNA lub odpowiednich genów. Pozostałe aminokwasy występują w postaci wolnych cząsteczek, ale także w postaci związanej.

    Wiele aminokwasów znajduje się tylko w niektórych organizmach, są też aminokwasy, które występują tylko w jednym organizmie. Większość roślin i mikroorganizmów syntetyzuje większość potrzebnych im aminokwasów. Zwierzęta i ludzie nie są zdolni do tworzenia niezbędnych aminokwasów, które można uzyskać tylko z pożywienia.

    Aminokwasy biorą udział w metabolizmie białek i węglowodanów, a także w tworzeniu najważniejszych związków organicznych. Na przykład zasady purynowe i pirymidynowe są integralnymi częściami aminokwasów.

    Ponadto aminokwasy są częścią hormonów, alkaloidów, toksyn, pigmentów, antybiotyków itp. Wiele aminokwasów pośredniczy w przekazywaniu impulsów nerwowych.

    Aminokwasy to związki organiczne, które zawierają grupy karboksylowe i grupy aminowe (- COOH i grupy aminowe -NH2).

    Aminokwasy są klasyfikowane według kilku kryteriów:

  • w zależności od względnej pozycji grup aminowych i karboksylowych izoluje się α-, β-, γ-, δ-, ε-, itd .;
  • aminokwasy kwaśne, obojętne, zasadowe wyróżnia się liczbą grup funkcyjnych;
  • z natury rodnika węglowodanowego izolowane są aminokwasy alifatyczne, aromatyczne, heterocykliczne.
  • Zgodnie z systematyczną nomenklaturą, nazwy aminokwasów pochodzą od nazw odpowiednich kwasów poprzez dodanie przedrostka amino i wskazanie położenia grupy aminowej w stosunku do grupy karboksylowej.

    Często używany jest również inny sposób nazywania aminokwasów. Jego główne znaczenie polega na tym, że trywialna nazwa kwasu karboksylowego jest wymawiana razem z przedrostkiem amino. Następnie wskazana jest litera alfabetu greckiego.

    Istnieje kilka niezbędnych aminokwasów. Na przykład glicyna, alanina, walina, leucyna itp.

    Zatem aminokwasy są substancjami krystalicznymi o wysokiej temperaturze topnienia, które niewiele różnią się od pojedynczych aminokwasów, a zatem nie są typowe dla wielu organizmów żywych. Aminokwasy są dobrze rozpuszczalne w wodzie i nie rozpuszczają się w rozpuszczalnikach organicznych. Można więc powiedzieć, że pod pewnymi właściwościami są one podobne do związków nieorganicznych. Uważa się, że wiele aminokwasów ma słodki smak.

    Liczba aminokwasów wzdłuż długości fragmentu DNA

    Długość fragmentu cząsteczki bakteryjnego DNA wynosi 20,4 nm. Ile aminokwasów będzie znajdować się w białku kodowanym przez ten fragment DNA?

    Zwróć uwagę na notatkę, wyraźnie nie ma jej tutaj na darmo.

    Więc teraz mamy praktycznie problem matematyczny ze szkoły podstawowej.

    Nasza pierwsza akcja: mamy koraliki, których długość to 20,4 jednostki. Średnica jednego koralika wynosi 0,34 jednostki. Ile jest koralików? Oczywiście wystarczy podzielić wszystkie koraliki według rozmiaru jednego z ich składników:

    Znaleźliśmy liczbę nukleotydów. Kod genetyczny ma taką właściwość jak tryplet. Jest to aminokwas kodowany przez trzy nukleotydy. Aby poznać liczbę aminokwasów, musisz podzielić nukleotydy na trzy grupy:

    W białku o długości fragmentu DNA 20,4 nm będzie znajdować się 20 aminokwasów.

    Tabele aminokwasów

    Bardzo ważne jest, aby poprawnie zrozumieć, co to jest tabela kodów aminokwasów . Każdy ma swój własny kod genetyczny. Jest to sposób kodowania aminokwasów. Całe ludzkie ciało składa się z cząsteczek DNA. One z kolei składają się z czterech aminokwasów. Te aminokwasy to adenina, jest oznaczona kodem A.

  • DNA również zawiera guaninę, jej kodem jest litera G. Następnie jest cytozyna, litera C i tymina z własnym kodem T. To jest to, co tworzy nasze DNA. Dlatego bardzo ważne jest, aby poprawnie zrozumieć, czym jest tablica aminokwasów DNA . Każdy ma swój własny. Na przykład składa się z sekwencji tych aminokwasów i może mieć na przykład następującą postać: ATGTTSTSPPFTSTS. Ale wielu wciąż spiera się o to, które aminokwasy są lepsze . Nie ma dokładnej odpowiedzi.
  • Oznacza to, że DNA to tylko kombinacja aminokwasów, w zależności od ich sekwencji otrzymujemy jedną lub drugą funkcję naszego ciała. Każdy aminokwas i tworzone przez niego kody genetyczne mają ogromną liczbę właściwości. Rozważmy je bardziej szczegółowo. Pierwsza właściwość to tryplet. Dlatego bardzo ważne jest, aby wiedzieć, jaka jest tablica tripletów aminokwasów . Triplet to rodzaj aminokwasu, który składa się z trzech kolejnych nukleotydów. Następną właściwością jest ciągłość tych nukleotydów.

    Odmiany aminokwasów w formie tabelarycznej

    Oznacza to, że są one absolutnie ciągłe i można je czytać sekwencyjnie. Są również nieprzerwane, to znaczy jeden nukleotyd jest zawarty tylko w jednej trójce. Trojaczki są jednoznaczne, są częścią tylko jednego DNA i odpowiadają tylko jemu i tylko jemu. Kody genetyczne są uniwersalne.

    Oznacza to, że działają w ten sam sposób w różnych organizmach, a to nie zależy od złożoności organizmu, na przykład może to być ludzkie ciało lub nawet wirus. Tak więc tabela kodu genetycznego aminokwasów jest bardzo ważna dla każdego żywego organizmu. To ona ożywia jego funkcje. Aminokwasy można łatwo znaleźć w żywności. Rozważ tabelę przedstawiającą wymagane aminokwasy.

    Tabele korespondencji kodonów mRNA i aminokwasów

    Kod genetyczny to nieodłączna dla wszystkich żywych organizmów metoda kodowania sekwencji reszt aminokwasowych w białkach przy użyciu sekwencji nukleotydów w kwasie nukleinowym.

    W DNA stosuje się cztery zasady azotowe – adeninę (A), guaninę (G), cytozynę (C), tyminę (T), które w literaturze rosyjskojęzycznej są oznaczone literami A, G, C i T. Litery te składają się na alfabet kodu genetycznego. W RNA stosuje się te same nukleotydy, z wyjątkiem nukleotydu zawierającego tyminę, która jest zastąpiona podobnym nukleotydem zawierającym uracyl, który jest oznaczony literą U (Y w literaturze rosyjskiej). W cząsteczkach DNA i RNA nukleotydy są ułożone w łańcuchy, dzięki czemu uzyskuje się sekwencje liter genetycznych.

    Białka prawie wszystkich żywych organizmów zbudowane są z aminokwasów łącznie 20 gatunków. Te aminokwasy nazywane są kanonicznymi. Każde białko to łańcuch lub kilka łańcuchów aminokwasów połączonych w ściśle określonej sekwencji. Ta sekwencja determinuje strukturę białka, a tym samym wszystkie jego właściwości biologiczne.

    Implementacja informacji genetycznej w żywych komórkach (czyli synteza białka kodowanego przez gen) odbywa się za pomocą dwóch procesów macierzowych: transkrypcji (czyli syntezy mRNA na macierzy DNA) oraz translacji kodu genetycznego na sekwencję aminokwasów (synteza łańcucha polipeptydowego na mRNA). Trzy kolejne nukleotydy wystarczają do zakodowania 20 aminokwasów, a także sygnału stop, czyli końca sekwencji białka. Zestaw trzech nukleotydów nazywany jest trypletem. Akceptowane skróty odpowiadające aminokwasom i kodonom pokazano na rysunku. Pojęcie „kodu genetycznego” nie ma nic wspólnego z sekwencją tripletów (kodonów) w kwasie nukleinowym, a zatem z sekwencją reszt aminokwasowych w cząsteczce białka. Kod genetyczny to sposób zapisu, a nie treść zapisu.

    Kod genetyczny wspólny dla większości pro i eukariontów. Tabela zawiera listę wszystkich 64 kodonów i wskazuje odpowiednie aminokwasy. Kolejność zasad jest od końca 5 'do 3′ mRNA.

    (Phe / F) Fenyloalanina (Ser / S) Seryna (Tyr / Y) Tyrozyna (Cys / C) Cysteina (Leu / L) Leucyna (Pro / P) Prolina (His / H) Histydyna (Arg / R) Arginina (Gln / Q) Glutamina (Ile / I) Izoleucyna (Thr / T) Treonina (Asn / N) Asparagina (Ser / S) Seryna (Lys / K) Lizyna (Arg / R) Arginina (Val / V) Walina (Ala / A ) Alanina (Asp / D) Kwas asparaginowy (Gly / G) Glicyna (Glu / E) Kwas glutaminowy A Kodon AUG koduje metioninę i jest jednocześnie miejscem inicjacji translacji: pierwszy kodon AUG w regionie kodującym mRNA służy jako początek syntezy białka. wewnętrzne kółko – 1. zasada kodonu (od końca 5 ’) Odwrotna tablica (wskazano kodony dla każdego aminokwasu oraz kodony stop) UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUGCGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG Lys / KUCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC Odchylenia od standardowego kodu genetycznego Niektóre gatunki drożdży z rodzaju Candida Mitochondria, w szczególności Saccharomyces cerevisiae Mitochondria (we wszystkich bez wyjątku badanych organizmach) Mitochondria ssaków, Drosophila, S. cerevisiae i wiele

    Jak nukleotyd koduje aminokwas

    Każdy aminokwas białka jest kodowany przez tak zwaną sekwencję trzech nukleotydów umieszczonych jeden po drugim. Ta sekwencja nazywana jest trypletem. Każdy tryplet koduje ściśle jeden określony aminokwas, który jest następnie włączany do łańcucha polipeptydowego.

    DNA zawiera cztery rodzaje zasad azotowych:

    Te 4 bazy w kombinacjach trzech tworzą 64 opcje. Innymi słowy, DNA koduje 64 aminokwasy. Jednak w rzeczywistości kodowanych jest tylko 20 aminokwasów. W praktyce odkryto, że aminokwas może odpowiadać nie tylko jednemu, ale kilku kodonom.

    Ta właściwość kodu genetycznego nazywa się degeneracją. Jest to konieczne dla zwiększenia niezawodności przechowywania informacji genetycznej w komórkach i jej zachowania podczas podziału komórki.

    Kod genetyczny (biologiczny) to sposób kodowania informacji o budowie białek w postaci sekwencji nukleotydów. Jest przeznaczony do tłumaczenia czterocyfrowego języka nukleotydów (A, G, Y, C) na dwudziestocyfrowy język aminokwasów. Posiada specyficzne cechy:

  • Triplet – trzy nukleotydy tworzą kodon kodujący aminokwas. W sumie jest 61 kodonów sensownych.
  • Swoistość (lub jednoznaczność ) – tylko jeden aminokwas odpowiada każdemu kodonowi.
  • Degeneracja – jednemu aminokwasowi może odpowiadać kilka kodonów.
  • Uniwersalność – kod biologiczny jest taki sam dla wszystkich typów organizmów na Ziemi (są jednak wyjątki w mitochondriach ssaków).
  • Współliniowość – sekwencja kodonów odpowiada sekwencji aminokwasów w kodowanym białku.
  • Brak nakładania się – trojaczki nie zachodzą na siebie, będąc usytuowane obok siebie.
  • Brak znaków interpunkcyjnych – między trojaczkami nie ma dodatkowych nukleotydów ani żadnych innych sygnałów.
  • Jednokierunkowość – podczas syntezy białek kodony są odczytywane sekwencyjnie, bez przerw i zwrotów.
  • Jest jednak jasne, że kod biologiczny nie może się przejawiać bez dodatkowych cząsteczek, które pełnią funkcję przejściową lub funkcję adaptacyjną .

    Adaptacyjna rola transportowych RNA

    Transportowe RNA są jedynym pośrednikiem między 4-literową sekwencją kwasu nukleinowego a 20-literową sekwencją białka.

    Każdy transportowy RNA ma określoną sekwencję trypletu w pętli antykodonowej ( antykodon ) i może przyłączać tylko taki aminokwas, który odpowiada temu antykodonowi. To zależy od obecności jednego lub drugiego antykodonu w tRNA, który aminokwas będzie zawarty w cząsteczce białka, ponieważ ani rybosom, ani mRNA nie rozpoznają aminokwasu.

    Zatem adaptacyjna rola tRNA to:

  • w specyficznym wiązaniu z aminokwasami,
  • w szczególności, zgodnie z oddziaływaniem kodon-antykodon, wiązanie z mRNA,
  • iw rezultacie we wbudowaniu aminokwasów do łańcucha białkowego zgodnie z informacją o mRNA.
  • Przyłączenie aminokwasu do tRNA odbywa się za pomocą enzymu syntetazy aminoacylo-tRNA , który wykazuje swoistość dla dwóch związków jednocześnie: aminokwasu i odpowiadającego mu tRNA. Reakcja wymaga dwóch wiązań ATP o wysokiej energii. Aminokwas przyłącza się do końca 3 'pętli akceptora tRNA poprzez swoją grupę α-karboksylową, a wiązanie między aminokwasem a tRNA staje się wysokoenergetyczne . Grupa α-aminowa pozostaje wolna.

    Reakcja syntezy aminoacylo-tRNA

    Ponieważ istnieje około 60 różnych tRNA, niektóre aminokwasy odpowiadają dwóm lub więcej tRNA. Różne tRNA, które przyłączają jeden aminokwas, nazywane są izoakceptorami .


    Aleksandra Kowalski

    Edytor serwisu

    Rate author
    iHerba Polska