Амьд организм бүр тусгай уургийн багцтай байдаг. Зарим нуклеотидын нэгдлүүд ба тэдгээрийн ДНХ молекул дахь дараалал нь генетикийн кодыг бүрдүүлдэг. Энэ нь уургийн бүтцийн талаархи мэдээллийг дамжуулдаг. Генетикийн хувьд тодорхой ойлголтыг хүлээн зөвшөөрсөн. Үүний дагуу нэг ген нь нэг ферменттэй (полипептид) тохирч байв. Нуклейн хүчил ба уургийн талаархи судалгаа нэлээд урт хугацаанд хийгдсэн гэдгийг хэлэх хэрэгтэй. Өгүүллийн дараа бид генетикийн код болон түүний шинж чанарыг нарийвчлан авч үзэх болно. Судалгааны товч он дарааллыг мөн өгөх болно.

Нэр томьёо

Генетик код нь нуклеотидын дараалалд хамаарах амин хүчлийн уургийн дарааллыг кодлох арга юм. Мэдээлэл үүсгэх энэ арга нь бүх амьд организмын онцлог шинж юм. Уураг - байгалийн гаралтай органик бодисөндөр молекултай. Эдгээр нэгдлүүд нь амьд организмд бас байдаг. Эдгээр нь каноник гэж нэрлэгддэг 20 төрлийн амин хүчлээс бүрддэг. Амин хүчлүүд нь гинжин хэлхээнд байрладаг бөгөөд хатуу тогтоосон дарааллаар холбогддог. Энэ нь уураг, түүний бүтцийг тодорхойлдог биологийн шинж чанар. Мөн уурагт амин хүчлүүдийн хэд хэдэн гинж байдаг.

ДНХ ба РНХ

Дезоксирибонуклеины хүчил нь макромолекул юм. Тэрээр удамшлын мэдээллийг дамжуулах, хадгалах, хэрэгжүүлэх үүрэгтэй. ДНХ нь дөрвөн азотын суурийг ашигладаг. Эдгээрт аденин, гуанин, цитозин, тимин орно. РНХ нь ижил нуклеотидуудаас тогтдог бөгөөд үүнд тимин агуулагддаг. Үүний оронд урацил (U) агуулсан нуклеотид байдаг. РНХ ба ДНХ молекулууд нь нуклеотидын гинж юм. Энэхүү бүтцийн ачаар дараалал үүсдэг - "удамшлын цагаан толгой".

Мэдээллийн хэрэгжилт

Генээр кодлогдсон уургийн нийлэгжилт нь ДНХ-ийн загвар (транскрипт) дээр мРНХ-ийг нэгтгэснээр явагддаг. Генетик код нь мөн амин хүчлийн дараалалд шилждэг. Өөрөөр хэлбэл мРНХ дээр полипептидийн гинжин нийлэгжилт явагдана. Бүх амин хүчлүүд болон уургийн дарааллын төгсгөлийн дохиог шифрлэхийн тулд 3 нуклеотид хангалттай. Энэ гинжийг гурвалсан гэж нэрлэдэг.

Судалгааны түүх

Уураг ба нуклейн хүчлийн судалгааг удаан хугацаанд хийж ирсэн. 20-р зууны дунд үед генетикийн кодын мөн чанарын талаархи анхны санаанууд эцэст нь гарч ирэв. 1953 онд зарим уураг нь амин хүчлүүдийн дарааллаас бүрддэг болохыг олж мэдсэн. Үнэн, тэр үед тэд яг нарийн тоог нь тогтоож чадаагүй бөгөөд энэ талаар олон маргаан гарч байсан. 1953 онд зохиолч Уотсон, Крик нарын хоёр бүтээл хэвлэгджээ. Эхнийх нь ДНХ-ийн хоёрдогч бүтцийн тухай, хоёр дахь нь загвар синтезийг ашиглан хуулбарлахыг зөвшөөрсөн тухай ярьсан. Нэмж дурдахад суурийн тодорхой дараалал нь удамшлын мэдээллийг агуулсан код гэдгийг онцлон тэмдэглэв. Америк, Зөвлөлтийн физикч Георгий Гамов кодлох таамаглал дэвшүүлж, түүнийг шалгах аргыг олсон. 1954 онд түүний бүтээл хэвлэгдсэн бөгөөд энэ үеэр тэрээр амин хүчлийн хажуугийн гинж ба алмааз хэлбэрийн "нүх" хоорондын захидал харилцааг тогтоож, үүнийг кодлох механизм болгон ашиглахыг санал болгов. Дараа нь ромби гэж нэрлэдэг байсан. Гамов ажлаа тайлбарлахдаа генетикийн код нь гурвалсан байж болохыг хүлээн зөвшөөрсөн. Физикчийн ажил нь үнэнд ойр байсан анхны бүтээлүүдийн нэг байв.

Ангилал

Олон жилийн туршид генетикийн кодын янз бүрийн загваруудыг санал болгосон бөгөөд эдгээр нь давхардсан болон давхцдаггүй гэсэн хоёр төрөлтэй. Эхнийх нь нэг нуклеотидыг хэд хэдэн кодонд оруулахад үндэслэсэн. Энэ нь гурвалжин, дараалсан болон гол-бага генетикийн кодыг агуулдаг. Хоёр дахь загвар нь хоёр төрлийг авч үздэг. Давхарддаггүй кодуудад хосолсон код болон таслалгүй код орно. Эхний сонголт нь амин хүчлийг нуклеотидын гурвалсан кодчилол дээр үндэслэсэн бөгөөд гол зүйл нь түүний найрлага юм. "Таслалгүй код"-ын дагуу зарим гурвалсанууд амин хүчлүүдтэй тохирдог боловч бусад нь тийм биш юм. Энэ тохиолдолд, хэрэв ямар нэгэн чухал гурвыг дарааллаар нь зохион байгуулвал өөр уншлагын хүрээнд байрлуулсан бусад нь шаардлагагүй болно гэж үздэг байв. Эрдэмтэд эдгээр шаардлагыг хангахуйц нуклеотидын дарааллыг сонгох боломжтой гэж үзсэн бөгөөд яг 20 гурвалсан байна.

Хэдийгээр Гамов болон түүний хамтран зохиогчид энэ загварт эргэлзэж байсан ч дараагийн таван жилийн хугацаанд энэ нь хамгийн зөв гэж тооцогддог. 20-р зууны хоёрдугаар хагасын эхээр "таслалгүй код" -ын зарим дутагдлыг илрүүлэх боломжтой шинэ мэдээлэл гарч ирэв. Кодонууд нь in vitro орчинд уургийн нийлэгжилтийг өдөөх чадвартай болохыг тогтоожээ. 1965 он гэхэд 64 гурвалсан бүхний зарчмыг ойлгосон. Үүний үр дүнд зарим кодонуудын илүүдэл илэрсэн. Өөрөөр хэлбэл, амин хүчлийн дарааллыг хэд хэдэн гурвалсан кодчилдог.

Онцлог шинж чанарууд

Генетик кодын шинж чанарууд нь:

Хувилбарууд

1979 онд хүний ​​бие дэх митохондрийн генийг судлах явцад генетикийн кодын стандартаас анхны хазайлт илэрсэн. Цаашид ижил төстэй хувилбаруудыг тодорхойлсон бөгөөд үүнд олон өөр митохондрийн кодууд багтсан. Үүнд микоплазм дахь триптофаныг тодорхойлоход ашигладаг UGA зогсолтын кодоныг тайлах үйл ажиллагаа орно. Архей ба бактери дахь GUG болон UUG-ийг ихэвчлэн эхлүүлэх сонголт болгон ашигладаг. Заримдаа ген нь тухайн зүйлийн ердийн хэрэглэж байснаас ялгаатай эхлэл кодон бүхий уураг кодлодог. Нэмж дурдахад зарим уурагуудад стандарт бус амин хүчлүүд болох селеноцистеин ба пирролизин нь рибосомоор ордог. Тэр зогсолтын кодыг уншдаг. Энэ нь мРНХ-д байдаг дарааллаас хамаарна. Одоогийн байдлаар селеноцистеин нь уургийн 21 дэх, пирролизан 22 дахь амин хүчил гэж тооцогддог.

Генетик кодын ерөнхий шинж чанарууд

Гэсэн хэдий ч бүх үл хамаарах зүйлүүд ховор байдаг. Амьд организмын генетик код нь ерөнхийдөө хэд хэдэн нийтлэг шинж чанартай байдаг. Үүнд гурван нуклеотид (эхний хоёр нь тодорхойлоход хамаарна), кодонуудыг тРНХ ба рибосомоор амин хүчлийн дараалалд шилжүүлэх кодоны найрлага орно.

Аливаа эс, организмын бүх анатомийн, морфологи, функциональ шинж чанарууд нь тэдгээрийг бүрдүүлдэг уургийн бүтцээр тодорхойлогддог. Биеийн удамшлын шинж чанар нь тодорхой уураг нийлэгжүүлэх чадвар юм. Амин хүчлүүд нь биологийн шинж чанараас хамаардаг полипептидийн гинжин хэлхээнд байрладаг.
Эс бүр ДНХ-ийн полинуклеотидын гинжин хэлхээнд нуклеотидын өөрийн гэсэн дараалалтай байдаг. Энэ бол ДНХ-ийн генетикийн код юм. Түүгээр дамжуулан тодорхой уургийн нийлэгжилтийн талаарх мэдээллийг бүртгэдэг. Энэ нийтлэлд удамшлын код гэж юу болох, түүний шинж чанар, генетикийн мэдээллийг тайлбарлах болно.

Бага зэрэг түүх

Генетик код байж магадгүй гэсэн санааг 20-р зууны дундуур Ж.Гамов, А.Даун нар томъёолсон. Тэд тодорхой нэг амин хүчлийн нийлэгжилтийг хариуцдаг нуклеотидын дараалалд дор хаяж гурван нэгж байдаг гэж тодорхойлсон. Хожим нь тэд гурвалсан эсвэл кодон гэж нэрлэгддэг гурван нуклеотидын яг тоог (энэ нь генетикийн кодын нэгж) болохыг нотолсон. РНХ үүсэх хүчил молекул нь дөрвөн өөр нуклеотидын үлдэгдэлээс бүрддэг тул нийт жаран дөрвөн нуклеотид байдаг.

Генетик код гэж юу вэ

Нуклеотидын дарааллаас шалтгаалан амин хүчлийн уургийн дарааллыг кодлох арга нь бүх амьд эс, организмын онцлог шинж юм. Энэ бол генетикийн код юм.
ДНХ-д дөрвөн нуклеотид байдаг.

• аденин - А;
• гуанин - G;
• цитозин - C;
• тимин - Т.

Тэдгээрийг том латин эсвэл (орос хэл дээрх уран зохиолд) орос үсгээр тэмдэглэдэг.
РНХ нь мөн дөрвөн нуклеотид агуулдаг боловч тэдгээрийн нэг нь ДНХ-ээс ялгаатай:

• аденин - А;
• гуанин - G;
• цитозин - C;
• урацил - У.

Бүх нуклеотидууд нь гинжин хэлхээнд байрладаг бөгөөд ДНХ нь давхар мушгиатай, РНХ нь нэг мушгиатай байдаг.
Уургууд нь тодорхой дарааллаар байрладаг, түүний биологийн шинж чанарыг тодорхойлдог газар дээр тогтдог.

Генетик кодын шинж чанарууд

Гурвалсан байдал. Генетик кодын нэгж нь гурван үсгээс бүрддэг бөгөөд энэ нь гурвалсан юм. Энэ нь байгаа хорин амин хүчлийг кодон эсвэл трилпет гэж нэрлэдэг гурван өвөрмөц нуклеотидоор кодлодог гэсэн үг юм. Дөрвөн нуклеотидаас үүсгэж болох жаран дөрвөн хослол байдаг. Энэ хэмжээ нь хорин амин хүчлийг кодлоход хангалттай юм.
доройтол. Амин хүчил бүр нь метионин ба триптофаныг эс тооцвол нэгээс олон кодонтой тохирдог.
Хоёрдмол утгагүй байдал. Нэг кодон нь нэг амин хүчлийг кодлодог. Жишээлбэл, гемоглобины бета зорилтот тухай мэдээлэл бүхий эрүүл хүний ​​ген, хадуур эсийн өвчтэй хүн бүрийн GAG болон GAA-ийн гурвалсан A кодчилолд нэг нуклеотид өөрчлөгддөг.
Хамтарсан байдал. Амин хүчлүүдийн дараалал нь генд агуулагдах нуклеотидын дараалалтай үргэлж тохирдог.
Генетикийн код нь тасралтгүй бөгөөд нягтаршилтай байдаг бөгөөд энэ нь цэг таслалгүй гэсэн үг юм. Өөрөөр хэлбэл, тодорхой кодоноос эхлэн тасралтгүй уншилт явагдана. Жишээ нь: AUGGGUGTSUAUAUGUG нь: AUG, GUG, TSUU, AAU, GUG гэж уншина. Гэхдээ AUG, UGG гэх мэт эсвэл өөр зүйл биш.
Олон талт байдал. Энэ нь хүнээс загас, мөөгөнцөр, бактери хүртэл хуурай газрын бүх организмд адилхан юм.

Хүснэгт

Хүснэгтэнд байгаа бүх амин хүчлийг оруулаагүй болно. Гидроксипролин, гидроксилизин, фосфозерин, тирозин, цистин болон бусад иодын деривативууд байхгүй, учир нь эдгээр нь м-РНХ-ээр кодлогдсон бусад амин хүчлүүдийн дериватив бөгөөд орчуулгын үр дүнд уураг өөрчлөгдсөний дараа үүсдэг.
Генетик кодын шинж чанараас харахад нэг кодон нь нэг амин хүчлийг кодлох чадвартай байдаг. Үл хамаарах зүйл бол жүжигчин юм нэмэлт функцуудудамшлын код болох валин ба метиониныг кодлох. Кодоны эхэнд байрлах мРНХ нь формилметионыг зөөвөрлөх т-РНХ-ийг холбодог. Синтез дууссаны дараа түүнийг салгаж, формилын үлдэгдлийг авч, метионины үлдэгдэл болж хувирдаг. Тиймээс дээрх кодонууд нь полипептидийн гинжин хэлхээний нийлэгжилтийг санаачлагчид юм. Хэрэв тэд эхэндээ байхгүй бол бусад хүмүүсээс ялгаагүй болно.

Генетик мэдээлэл

Энэ ойлголт нь өвөг дээдсээс уламжлагдан ирсэн өмчийн хөтөлбөр гэсэн үг юм. Энэ нь удамшилд удамшлын код хэлбэрээр шингэсэн байдаг.
Уургийн нийлэгжилтийн явцад удамшлын код үүсдэг.

• элч РНХ;
• рибосомын рРНХ.

Мэдээлэл нь шууд холбоо (ДНХ-РНХ-уураг) ба урвуу холбоо (дунд-уураг-ДНХ) замаар дамждаг.
Организмууд үүнийг хүлээн авах, хадгалах, дамжуулах, хамгийн үр дүнтэй ашиглах боломжтой.
Өв залгамжлалаар дамждаг мэдээлэл нь тодорхой организмын хөгжлийг тодорхойлдог. Гэвч хүрээлэн буй орчинтой харилцан үйлчлэлийн улмаас сүүлийнх нь хариу үйлдэл алдагдаж, үүнээс болж хувьсал, хөгжил үүсдэг. Ийм байдлаар бие махбодид шинэ мэдээлэл нэвтэрдэг.

Молекул биологийн хуулиудын тооцоолол, генетикийн кодыг нээсэн нь генетикийг Дарвины онолтой хослуулах хэрэгцээг харуулсан бөгөөд үүний үндсэн дээр хувьслын синтетик онол - сонгодог бус биологи бий болсон.
Удамшил, хувьсах чадвар ба байгалийн сонголтДарвины санаанууд нь генетикийн хувьд тодорхойлогдсон сонголтоор нэмэгддэг. Хувьсал нь генетикийн түвшинд санамсаргүй мутаци, хүрээлэн буй орчинд хамгийн их зохицсон хамгийн үнэ цэнэтэй шинж чанаруудын өв залгамжлалаар явагддаг.

Хүний кодыг тайлах

90-ээд онд Хүний геномын төсөл хэрэгжиж эхэлсэн бөгөөд үүний үр дүнд хүний ​​генийн 99.99%-ийг агуулсан геномын хэлтэрхийнүүд хоёр мянгад илэрсэн. Уургийн нийлэгжилтэнд оролцдоггүй, кодлогдоогүй фрагментууд тодорхойгүй хэвээр байна. Тэдний үүрэг одоогоор тодорхойгүй байна.

Хамгийн сүүлд 2006 онд нээсэн хромосом 1 нь геномын хамгийн урт нь юм. Гурван зуун тавин гаруй өвчин, түүний дотор хорт хавдар нь эмгэг, мутацийн үр дүнд үүсдэг.

Ийм судалгааны үүргийг хэт үнэлж болохгүй. Тэд удамшлын код гэж юу болохыг олж мэдсэнээр хөгжлийн ямар хэв маягаар явагддаг, морфологийн бүтэц, сэтгэл зүй, зарим өвчинд нэрвэгдэх байдал, бодисын солилцоо, бие махбодийн согог хэрхэн үүсдэг нь тодорхой болсон.

Ген- тодорхой шинж чанар, өмчийн хөгжлийг хянадаг удамшлын бүтэц, үйл ажиллагааны нэгж. Эцэг эхчүүд үр удамд үр удамд нь генийн багцыг дамжуулдаг.Оросын эрдэмтэд уг генийг судлахад ихээхэн хувь нэмэр оруулсан: Симашкевич Е.А., Гаврилова Ю.А., Богомазова О.В.(2011)

Одоогийн байдлаар молекул биологийн шинжлэх ухаанд генүүд нь нэг уургийн молекул эсвэл нэг РНХ молекулын бүтцийн талаар ямар нэгэн салшгүй мэдээллийг агуулсан ДНХ-ийн хэсгүүд болохыг тогтоожээ. Эдгээр болон бусад функциональ молекулууд нь биеийн хөгжил, өсөлт, үйл ажиллагааг тодорхойлдог.

Үүний зэрэгцээ ген бүр нь генийн илэрхийлэлийг зохицуулахад шууд оролцдог промоторууд гэх мэт олон тооны зохицуулалтын ДНХ-ийн дарааллаар тодорхойлогддог. Зохицуулалтын дарааллыг промотеруудын нэгэн адил уураг кодлодог нээлттэй унших хүрээ, эсвэл РНХ-ийн дарааллын эхлэлийн ойролцоо байрлуулж болно. cis cis зохицуулалтын элементүүд), мөн сайжруулагч, тусгаарлагч ба дарагч (заримдаа дараах байдлаар ангилдаг) зэрэг олон сая хос суурь (нуклеотид) зайд. транс-зохицуулалтын элементүүд, англи хэл. транс зохицуулалтын элементүүд). Тиймээс генийн тухай ойлголт нь зөвхөн ДНХ-ийн кодлох бүсээр хязгаарлагдахгүй бөгөөд зохицуулалтын дарааллыг багтаасан илүү өргөн ойлголт юм.

Уг нь нэр томъёо генсалангид удамшлын мэдээллийг дамжуулах онолын нэгж болж гарч ирэв. Биологийн түүх нь ямар молекулууд удамшлын мэдээллийн тээвэрлэгч байж болох тухай маргааныг санаж байна. Тэдний бүтэц (20 амин хүчил) нь ДНХ-ийн бүтцээс илүү олон хувилбаруудыг бий болгох боломжийг олгодог тул ихэнх судлаачид зөвхөн уураг л ийм тээвэрлэгч байж болно гэж үздэг. дөрвөн төрөлнуклеотидууд. Хожим нь энэ нь удамшлын мэдээллийг агуулсан ДНХ гэдгийг туршилтаар нотолсон бөгөөд үүнийг молекул биологийн гол сургаал болгон илэрхийлэв.

Генүүд мутацид өртөж болно - ДНХ-ийн гинжин хэлхээний нуклеотидын дараалалд санамсаргүй эсвэл зорилтот өөрчлөлтүүд. Мутаци нь дарааллын өөрчлөлт, улмаар уураг эсвэл РНХ-ийн биологийн шинж чанарыг өөрчлөхөд хүргэдэг бөгөөд энэ нь эргээд биеийн ерөнхий эсвэл орон нутгийн өөрчлөлт, хэвийн бус үйл ажиллагаанд хүргэдэг. Ийм мутаци нь үр хөврөлийн түвшинд өвчин үүсгэдэг, эсвэл үхэлд хүргэдэг тул зарим тохиолдолд эмгэг төрүүлэгч байдаг. Гэсэн хэдий ч нуклеотидын дарааллын бүх өөрчлөлт нь уургийн бүтцэд өөрчлөлт орох (удамшлын кодын доройтлын нөлөөгөөр) эсвэл дараалалд мэдэгдэхүйц өөрчлөлт гарахад хүргэдэггүй бөгөөд эмгэг төрүүлэгч биш юм. Ялангуяа хүний ​​геном нь нэг нуклеотидын полиморфизм, хуулбарын тооны өөрчлөлтөөр тодорхойлогддог. тооны өөрчлөлтийг хуулбарлах), хүний ​​бүх нуклеотидын дарааллын 1 орчим хувийг эзэлдэг устгал, давхардал гэх мэт. Ялангуяа нэг нуклеотидын полиморфизм нь нэг генийн өөр өөр аллелийг тодорхойлдог.

ДНХ-ийн гинж бүрийг бүрдүүлдэг мономерууд нь азотын суурь болох аденин (A) эсвэл тимин (Т) эсвэл цитозин (C) эсвэл гуанин (G), пентаатомын элсэн чихэр пентоз дезоксирибозыг агуулсан нарийн төвөгтэй органик нэгдлүүд юм. ДНХ өөрөө, мөн фосфорын хүчлийн үлдэгдэл гэж нэрлэдэг.Эдгээр нэгдлүүдийг нуклеотид гэж нэрлэдэг.

Генийн шинж чанар

1. салангид байдал - генийн үл нийцэх байдал;
2. тогтвортой байдал - бүтцийг хадгалах чадвар;
3. лабиль - дахин дахин мутаци хийх чадвар;
4. олон алелизм - олон ген нь олон молекул хэлбэрээр популяцид байдаг;
5. харшил - диплоид организмын генотипэд генийн зөвхөн хоёр хэлбэр байдаг;
6. өвөрмөц байдал - ген бүр өөрийн гэсэн шинж чанарыг кодлодог;
7. плейотропи - генийн олон нөлөө;
8. илэрхийлэл - шинж чанар дахь генийн илэрхийлэлийн зэрэг;
9. нэвтрэлт - фенотип дэх генийн илрэлийн давтамж;
10. олшруулах - генийн хуулбарын тоог нэмэгдүүлэх.

Ангилал

1. Бүтцийн генүүд нь геномын өвөрмөц бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд тодорхой уураг эсвэл тодорхой төрлийн РНХ-ийг кодлодог нэг дарааллыг төлөөлдөг. (Мөн гэр ахуйн генийн нийтлэлийг үзнэ үү).
2. Функциональ генүүд - бүтцийн генийн үйл ажиллагааг зохицуулдаг.

Генетик код- нуклеотидын дарааллыг ашиглан уургийн амин хүчлийн дарааллыг кодлох бүх амьд организмд хамаарах арга.

ДНХ нь дөрвөн нуклеотидыг ашигладаг - аденин (A), гуанин (G), цитозин (С), тимин (Т) бөгөөд эдгээрийг Оросын уран зохиолд A, G, C, T үсгээр тэмдэглэдэг. Эдгээр үсэг нь цагаан толгойн үсгийг бүрдүүлдэг. генетикийн код. РНХ нь ижил нуклеотидуудыг ашигладаг бөгөөд тиминийг эс тооцвол ижил төстэй нуклеотид - урацилийг U үсгээр (орос хэл дээрх уран зохиолд U) тэмдэглэдэг. ДНХ ба РНХ молекулуудад нуклеотидууд гинжин хэлхээнд байрладаг бөгөөд ингэснээр генетикийн үсгийн дарааллыг олж авдаг.

Генетик код

Байгальд уураг үүсгэхийн тулд 20 төрлийн амин хүчлийг ашигладаг. Уураг бүр нь тодорхой дарааллаар амин хүчлүүдийн гинж эсвэл хэд хэдэн гинж юм. Энэ дараалал нь уургийн бүтэц, улмаар түүний бүх биологийн шинж чанарыг тодорхойлдог. Амин хүчлүүдийн багц нь бараг бүх амьд организмд түгээмэл байдаг.

Амьд эсэд генетикийн мэдээллийг хэрэгжүүлэх (өөрөөр хэлбэл генээр кодлогдсон уургийн нийлэгжилт) нь хоёр матрицын процессыг ашиглан хийгддэг: транскрипц (өөрөөр хэлбэл ДНХ матриц дээрх мРНХ-ийн синтез) ба генетикийн кодын орчуулга. амин хүчлийн дараалалд (мРНХ дээр полипептидийн гинжний синтез). Гурван дараалсан нуклеотид нь 20 амин хүчлийг кодлоход хангалттай, мөн уургийн дарааллын төгсгөлийг харуулсан зогсоох дохио. Гурван нуклеотидын багцыг триплет гэж нэрлэдэг. Амин хүчил ба кодонтой тохирох товчлолуудыг зурагт үзүүлэв.

Үл хөдлөх хөрөнгө

1. Гурвалсан- утга учиртай кодын нэгж нь гурван нуклеотидын (гурвалсан эсвэл кодон) нэгдэл юм.
2. Тасралтгүй байдал- гурвалсан хоёрын хооронд цэг таслал байхгүй, өөрөөр хэлбэл мэдээллийг тасралтгүй уншдаг.
3. Давхарддаггүй- ижил нуклеотид нь нэгэн зэрэг хоёр ба түүнээс дээш гурвалсан хэсгүүдийн нэг хэсэг байж болохгүй (хэд хэдэн хүрээ шилжүүлэх уургийг кодлодог вирус, митохондри, бактерийн давхцаж буй зарим генийн хувьд ажиглагдаагүй).
4. Өвөрмөц байдал (өвөрмөц байдал)- тодорхой кодон нь зөвхөн нэг амин хүчилтэй тохирдог (гэхдээ UGA кодон байдаг Еуплот Крассусхоёр амин хүчлийг кодлодог - цистеин ба селеноцистеин)
5. доройтол (илүүдэл)- хэд хэдэн кодон нь ижил амин хүчилтэй тохирч болно.
6. Олон талт байдал- генетикийн код нь организмд адилхан ажилладаг өөр өөр түвшиннарийн төвөгтэй байдал - вирусаас хүн хүртэл (генийн инженерчлэлийн аргууд нь үүн дээр суурилдаг; "Стандарт генетик кодын өөрчлөлтүүд" хэсэгт хүснэгтэд үзүүлсэн хэд хэдэн үл хамаарах зүйлүүд байдаг).
7. Дуу чимээний дархлаа- кодлогдсон амин хүчлийн ангийн өөрчлөлтөд хүргэдэггүй нуклеотидын орлуулалтын мутацыг гэнэ. консерватив; Кодлогдсон амин хүчлийн ангиллын өөрчлөлтөд хүргэдэг нуклеотидын орлуулалтын мутацуудыг нэрлэдэг радикал.

Уургийн биосинтез ба түүний үе шатууд

Уургийн биосинтез- мРНХ ба тРНХ молекулуудын оролцоотойгоор амьд организмын эсийн рибосом дээр явагддаг амин хүчлийн үлдэгдэлээс полипептидийн гинжийг нэгтгэх олон үе шаттай нарийн төвөгтэй үйл явц.

Уургийн биосинтезийг транскрипц, боловсруулалт, орчуулгын үе шатуудад хувааж болно. Транскрипцийн явцад ДНХ молекулуудад шифрлэгдсэн генетикийн мэдээллийг уншиж, энэ мэдээллийг мРНХ молекулуудад бичдэг. Дараалсан боловсруулалтын үе шатанд дараагийн үе шатанд шаардлагагүй зарим фрагментуудыг мРНХ-ээс салгаж, нуклеотидын дарааллыг засдаг. Кодыг цөмөөс рибосом руу шилжүүлсний дараа бие даасан амин хүчлийн үлдэгдлийг өсөн нэмэгдэж буй полипептидийн гинжин хэлхээнд хавсаргаснаар уургийн молекулуудын бодит нийлэгжилт явагдана.

Транскрипци ба орчуулгын хооронд мРНХ молекул нь полипептидийн гинжин хэлхээний синтезийн үйл ажиллагааны матрицын боловсорч гүйцсэн байдлыг баталгаажуулдаг хэд хэдэн дараалсан өөрчлөлтөд ордог. 5΄ төгсгөлд малгай, 3΄ төгсгөлд поли-А сүүлийг бэхэлсэн бөгөөд энэ нь мРНХ-ийн амьдрах хугацааг уртасгадаг. Эукариот эсэд боловсруулалт бий болсноор ДНХ-ийн нуклеотидын нэг дараалалаар кодлогдсон олон төрлийн уураг авахын тулд генийн экзонуудыг нэгтгэх боломжтой болсон - өөр залгах.

Орчуулга нь мессенжер РНХ-д кодлогдсон мэдээллийн дагуу полипептидийн гинжин хэлхээний нийлэгжилтээс бүрдэнэ. Амин хүчлийн дарааллыг ашиглан зохион байгуулдаг тээвэрлэлтАмин хүчлүүдтэй цогцолбор үүсгэдэг РНХ (tRNA) - aminoacyl-tRNA. Амин хүчил бүр өөрийн гэсэн тРНХ-тэй бөгөөд энэ нь мРНХ кодонтой "тохирох" антикодонтой. Орчуулах явцад рибосом нь мРНХ-ийн дагуу хөдөлж, улмаар полипептидийн гинж өсдөг. Уургийн биосинтезийн энергийг ATP хангадаг.

Бэлэн уургийн молекулдараа нь рибосомоос салж, эсийн хүссэн байрлал руу зөөвөрлөнө. Идэвхтэй байдалд хүрэхийн тулд зарим уураг нь орчуулгын дараах нэмэлт өөрчлөлтийг шаарддаг.

Өнөөдөр бүх амьд организмын амьдралын хөтөлбөр ДНХ молекул дээр бичигдсэн байдаг нь хэнд ч нууц биш юм. ДНХ-ийн молекулыг төсөөлөх хамгийн хялбар арга бол урт шат юм. Энэ шатны босоо тулгуурууд нь элсэн чихэр, хүчилтөрөгч, фосфорын молекулуудаас бүрддэг. Молекул дахь үйл ажиллагааны бүх чухал мэдээлэл нь шатны тавцан дээр бичигдсэн байдаг - тэдгээр нь хоёр молекулаас бүрдэх бөгөөд тэдгээр нь тус бүр нь босоо бичлэгийн аль нэгэнд бэхлэгдсэн байдаг. Эдгээр молекулуудыг - азотын суурь - аденин, гуанин, тимин, цитозин гэж нэрлэдэг боловч тэдгээрийг ихэвчлэн A, G, T, C гэсэн үсгээр тэмдэглэдэг. Эдгээр молекулуудын хэлбэр нь холбоо үүсгэх боломжийг олгодог - бүрэн шат - зөвхөн тодорхой төрлийн. Эдгээр нь A ба T сууриуд болон G ба С суурийн хоорондох холболтууд юм (ингэж үүссэн хосыг гэнэ. "суурь хос"). ДНХ молекулд өөр төрлийн холбоо байж болохгүй.

ДНХ молекулын нэг хэлхээний дагуу шатаар бууснаар та суурийн дарааллыг олж авна. Энэ нь эс дэх химийн урвалын урсгал, улмаар энэхүү ДНХ-ийг эзэмшдэг организмын шинж чанарыг тодорхойлдог суурийн дараалал хэлбэрээр энэ мессеж юм. Молекул биологийн гол сургаалын дагуу ДНХ молекул нь уургийн тухай мэдээллийг кодлодог бөгөөд энэ нь эргээд ферментийн үүрэг гүйцэтгэдэг ( см.Катализатор ба фермент) бүгдийг зохицуулдаг химийн урваламьд организмд.

ДНХ-ийн молекул дахь үндсэн хосуудын дараалал ба уургийн ферментийг бүрдүүлдэг амин хүчлүүдийн дараалал хоорондын нарийн уялдааг генетикийн код гэж нэрлэдэг. ДНХ-ийн давхар судалтай бүтцийг олж илрүүлсний дараа удалгүй генетикийн кодыг тайлсан. Шинээр нээсэн молекул нь мэдэгдэж байсан мэдээллийн чанартай, эсвэл матрицРНХ (мРНХ, эсвэл мРНХ) нь ДНХ дээр бичигдсэн мэдээллийг агуулдаг. Вашингтон ДС-ийн ойролцоох Бетезда дахь Үндэсний эрүүл мэндийн хүрээлэнгийн биохимич Маршалл В.Ниренберг, Ж.Хенрих Маттей нар генетикийн кодыг олоход хүргэсэн анхны туршилтуудыг хийжээ.

Тэд зөвхөн дахин давтагдах азотын үндсэн урацилаас бүрдэх хиймэл мРНХ молекулуудыг нэгтгэж эхэлсэн (энэ нь тимин "Т"-ийн аналог бөгөөд ДНХ молекулаас зөвхөн аденин "А"-тай холбоо үүсгэдэг). Тэд эдгээр мРНХ-г амин хүчлүүдийн холимог бүхий туршилтын хоолойд нэмсэн бөгөөд хоолой бүрт зөвхөн нэг амин хүчлийг цацраг идэвхит шошготой тэмдэглэсэн байв. Судлаачид өөрсдийн зохиомлоор нийлэгжүүлсэн мРНХ нь фенилаланин хэмээх шошготой амин хүчлийг агуулсан нэг туршилтын хоолойд уураг үүсгэдэг болохыг олж мэдэв. Тиймээс тэд мРНХ молекул дээрх “—U—U—U—” дараалал (тиймээс ДНХ молекул дээрх “—А—А—А—” эквивалент дараалал) нь зөвхөн амин хүчлээс бүрдэх уургийг кодлодог болохыг тогтоожээ. фенилаланин. Энэ нь удамшлын кодыг тайлах анхны алхам байв.

Өнөөдөр ДНХ молекулын гурван суурь хос (энэ гурвалсан гэж нэрлэдэг) гэдгийг мэддэг кодон) уураг дахь нэг амин хүчлийг кодчилдог. Дээр дурдсантай ижил төстэй туршилтуудыг хийснээр генетикчид эцэст нь 64 боломжит кодон тус бүр нь тодорхой амин хүчилтэй тохирдог генетикийн кодыг бүхэлд нь тайлсан.

Тимин агуулсан нуклеотидыг эс тооцвол ижил нуклеотидуудыг ашигладаг бөгөөд энэ нь урацил агуулсан ижил төстэй нуклеотидоор солигддог бөгөөд энэ нь үсгээр тэмдэглэгдсэн байдаг (орос хэл дээрх уран зохиолд). ДНХ ба РНХ молекулуудад нуклеотидууд гинжин хэлхээнд байрладаг бөгөөд ингэснээр генетикийн үсгийн дарааллыг олж авдаг.

Бараг бүх амьд организмын уураг нь ердөө 20 төрлийн амин хүчлээс бүрддэг. Эдгээр амин хүчлийг каноник гэж нэрлэдэг. Уураг бүр нь тодорхой дарааллаар холбогдсон амин хүчлүүдийн гинж эсвэл хэд хэдэн гинж юм. Энэ дараалал нь уургийн бүтэц, улмаар түүний бүх биологийн шинж чанарыг тодорхойлдог.

Гэсэн хэдий ч 20-р зууны 60-аад оны эхээр шинэ мэдээлэл нь "таслалгүй код" гэсэн таамаглалд нийцэхгүй байгааг илрүүлсэн. Дараа нь туршилтууд нь Крикийн утгагүй гэж үзсэн кодонууд нь in vitro уургийн нийлэгжилтийг өдөөж болохыг харуулсан бөгөөд 1965 он гэхэд бүх 64 гурвалсан хүүхдийн утгыг тогтоожээ. Зарим кодонууд нь зүгээр л илүүдэлтэй байдаг, өөрөөр хэлбэл бүхэл бүтэн цуврал амин хүчлүүд нь хоёр, дөрөв, бүр зургаан гурвалсанаар кодлогдсон байдаг.

Үл хөдлөх хөрөнгө

mRNA-ийн кодон ба амин хүчлүүдийн хоорондын захидал харилцааны хүснэгт

Ихэнх про ба эукариотуудад нийтлэг байдаг генетик код. Хүснэгтэнд бүх 64 кодон болон холбогдох амин хүчлийг харуулав. Үндсэн дараалал нь мРНХ-ийн 5"-аас 3" төгсгөл хүртэл байна.

Стандарт генетик код

1-р суурь	2-р суурь								3 дахь суурь
	У		C		А		Г
У	УУУ	(Phe/F) Фенилаланин	UCU	(Сэр/С) Серин	UAU	(Тир/Ү) Тирозин	УГУ	(Cys/C) Цистеин	У
	UUC		UCC		UAC		UGC		C
	UUA	(Leu/L) лейцин	UCA		UAA	Зогс ( Очер)	U.G.A.	Зогс ( Опал)	А
	UUG		UCG		UAG	Зогс ( Хув)	UGG	(Trp/W) Триптофан	Г
C	CUU		CCU	(Pro/P) Proline	CAU	(Түүний/H) Гистидин	C.G.U.	(Arg/R) Аргинин	У
	CUC		CCC		C.A.C.		C.G.C.		C
	CUA		CCA		ИНЕГ	(Gln/Q) Глутамин	C.G.A.		А
	C.U.G.		CCG		CAG		CGG		Г
А	AUU	(Ile/I) изолейцин	ACU	(Thr/T) Треонин	AAU	(Asn/N) Аспарагин	АГУ	(Сэр/С) Серин	У
	AUC		ACC		A.A.C.		A.G.C.		C
	AUA		ACA		ААА	(Lys/K) Лизин	A.G.A.	(Arg/R) Аргинин	А
	8 САР	(Met/M) Метионин	A.C.G.		AAG		AGG		Г
Г	ГУУ	(Val/V) Валин	G.C.U.	(Ала/А) Аланин	ГАУ	(Asp/D) Аспартины хүчил	GGU	(Гли/Г) Глицин	У
	GUC		GCC		GAC		GGC		C
	ГУА		G.C.A.		ГАА	(Glu/E) Глютамины хүчил	GGA		А
	Г.У.Г.		GCG		GAG		GGG		Г

AUG кодон нь метиониныг кодлодог бөгөөд орчуулгын эхлэлийн газар юм: мРНХ-ийн кодлох бүс дэх анхны AUG кодон нь уургийн нийлэгжилтийн эхлэл болдог. Урвуу хүснэгт (амин хүчил тус бүрийн кодонууд, мөн зогсоох кодонуудыг харуулав)

Ала/А	GCU, GCC, GCA, GCG	Леу/Л	UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG
Арг/Р	CGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG	Lys/K	ААА, ААГ
Асн/Н	AAU, AAC	Met/M	8 САР
Asp/D	GAU, GAC	Phe/F	UUU, UUC
Cys/C	UGU, UGC	Pro/P	CCU, CCC, CCA, CCG
Gln/Q	CAA, CAG	Сэр/С	UCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC
Цавуу	ГАА, ГАГ	Thr/T	ACU, ACC, ACA, ACG
Гли/Г	GGU, GGC, GGA, GGG	Trp/W	UGG
Түүний/Х	CAU, CAC	Тир/Y	UAU, UAC
Илэ/I	AUU, AUC, AUA	Вал/В	ГУУ, ГҮЦ, ГУА, ГУГ
START	8 САР	ЗОГС	UAG, UGA, UAA

Стандарт генетик кодын өөрчлөлтүүд

Стандарт генетикийн кодоос гажсан анхны жишээг 1979 онд хүний ​​митохондрийн генийг судлах явцад илрүүлсэн. Тэр цагаас хойш хэд хэдэн ижил төстэй хувилбарууд олдсон бөгөөд үүнд митохондрийн олон янзын кодууд, жишээлбэл, микоплазм дахь триптофаныг тодорхойлсон кодон болох UGA зогсоох кодон унших гэх мэт. Бактери ба архейд HUG болон UUG-ийг ихэвчлэн эхлэл кодон болгон ашигладаг. Зарим тохиолдолд ген нь тухайн зүйлийн ердийн хэрэглэж байснаас ялгаатай эхлэл кодон дээр уураг кодлож эхэлдэг.

Зарим уургийн хувьд стандарт бус амин хүчлүүд, тухайлбал, селеноцистеин ба пирролизин нь мРНХ-ийн дарааллаас хамааран зогсоох кодоныг уншдаг рибосомоор ордог. Уургийг бүрдүүлдэг амин хүчлүүдийн дотор селеноцистеин 21-д, пирролизин 22-т ордог.

Эдгээр үл хамаарах зүйлүүдээс үл хамааран бүх амьд организмууд нийтлэг генетик кодтой байдаг: кодонууд нь гурван нуклеотидаас бүрддэг бөгөөд эхний хоёр нь шийдвэрлэх үүрэг гүйцэтгэдэг; кодонууд нь тРНХ ба рибосомуудаар амин хүчлийн дараалалд шилждэг.

Стандарт генетикийн кодоос хазайлт.

Жишээ	Кодон	Ердийн утга	Уншиж байна:
Зарим төрлийн мөөгөнцөр Candida	C.U.G.	лейцин	Сэрин
Митохондри, ялангуяа Saccharomyces cerevisiae	CU(U, C, A, G)	лейцин	Сэрин
Дээд ургамлын митохондри	CGG	Аргинин	Триптофан
Митохондри (бүх судлагдсан организмд)	U.G.A.	Зогс	Триптофан
Цирмэгийн цөмийн геном Euplotes	U.G.A.	Зогс	Цистеин эсвэл селеноцистеин
Хөхтөн амьтдын митохондри, Дрозофила, S. cerevisiaeба олон эгэл биетэн	AUA	Изолейцин	Метионин = Эхлэх
Прокариотууд	Г.У.Г.	Валин	Эхлэх
Эукариотууд (ховор)	C.U.G.	лейцин	Эхлэх
Эукариотууд (ховор)	Г.У.Г.	Валин	Эхлэх
Прокариотууд (ховор)	UUG	лейцин	Эхлэх
Эукариотууд (ховор)	A.C.G.	Треонин	Эхлэх
Хөхтөн амьтдын митохондри	AGC, AGU	Сэрин	Зогс
Дрозофилагийн митохондри	A.G.A.	Аргинин	Зогс
Хөхтөн амьтдын митохондри	AG(A, G)	Аргинин	Зогс

Хувьсал

Гурвалсан код нь амьдралын хувьслын үед нэлээд эрт үүссэн гэж үздэг. Гэвч хувьслын янз бүрийн үе шатанд гарч ирсэн зарим организмд ялгаа байгаа нь тэр үргэлж ийм байгаагүй гэдгийг харуулж байна.

Зарим загваруудын үзэж байгаагаар код нь анхдагч хэлбэрээр байсан бөгөөд цөөн тооны кодонууд нь харьцангуй цөөн тооны амин хүчлийг тодорхойлсон байдаг. Илүү нарийн кодон утга ба илүү их тооамин хүчлийг дараа нь оруулж болно. Эхлээд гурван суурийн зөвхөн эхний хоёрыг нь танихад ашиглаж болно [энэ нь тРНХ-ийн бүтцээс хамаарна].

- Левин Б.Генүүд. М.: 1987. P. 62.

бас үзнэ үү

Тэмдэглэл

1. Сангер Ф. (1952). "Уургууд дахь амин хүчлүүдийн зохион байгуулалт." Adv. Уургийн хими. 7 : 1-67. PMID.
2. Ичас М.Биологийн код. - М.: Мир, 1971.
3. Watson J. D., Crick F. H. (1953 оны 4-р сар). “Нуклейн хүчлийн молекулын бүтэц; дезоксирибозын нуклейн хүчлийн бүтэц." Байгаль. 171 : 737-738. PMID. лавлагаа)
4. Watson J. D., Crick F. H. (1953 оны 5-р сар). "Дезоксирибонуклеины хүчлийн бүтцийн генетикийн үр дагавар." Байгаль. 171 : 964-967. PMID. Хуучирсан |сар= параметрийг ашигладаг (тусламж)
5. Crick F. H. (1966 оны 4-р сар). "Генетик код - өчигдөр, өнөөдөр, маргааш." Хүйтэн хаврын Харб. Симп. Тоо хэмжээ. Биол.: 1-9. PMID. Хуучирсан |сар= параметрийг ашигладаг (тусламж)
6. Гамов Г. (1954 оны 2-р сар). "Дезоксирибонуклеины хүчил ба уургийн бүтцийн хоорондын боломжит хамаарал." Байгаль. 173 : 318. DOI:10.1038/173318a0. PMID. Хуучирсан |сар= параметрийг ашигладаг (тусламж)
7. Gamow G., Rich A., Ycas M. (1956). "Нуклейн хүчлээс уураг руу мэдээлэл дамжуулах асуудал." Adv. Bio.l Med. Физик.. 4 : 23-68. PMID.
8. Gamow G, Ycas M. (1955). “Уураг ба рибонуклеин хүчлийн найрлагын статистикийн хамаарал” . Прок. Натл. Акад. Шинжлэх ухаан. АНУ. 41 : 1011-1019. PMID.
9. Crick F. H., Griffith J. S., Orgel L. E. (1957).