І триплетність генетичного коду - студопедія

Особливості того чи іншого організму визначаються специфічністю його білків, що впливають на обмін речовин в кожному з них.

Генетична інженерія виникла на стику таких біологічних дисциплін, як молекулярна генетика, ензимологія і ін. Всі процеси, пов'язані зі спадковістю на молекулярному рівні досліджує молекулярна генетика, а генявляется ділянкою молекули дезоксирибонуклеїнової кислоти, що несе інформацію про одну поліпептидного ланцюга.

Специфічність білків кожного окремого організму формує і його індивідуальні, неповторні особливості індивідуального розвитку. Сюди можна віднести вплив на обмін речовин в організмі, його життєдіяльність і функціонування як єдине ціле, а також відповідна реакція на зовнішні подразники. Специфічність білків і в їх спадковості, т. Е. Передачі від батьків потомству, що в повній мірі і реалізує всю різноманітність генетичної інформації. Самі білки складаються з 20 амінокислот. які з'єднані між собою пептидного зв'язком. Генетична інформація про будову кожного з білків записана і зберігається в молекулі ДНК.

Молекула ДНК - полімер, що складається з двох ланцюжків нуклеотидів. Кожен нуклеотид складається з азотистої основи. моносахарида дезоксирибози і залишку фосфорної кислоти. Азотисті основи в ДНК бувають чотирьох типів: аденін (А), тимін (Т), гуанін (Г) і цитозин (Ц).

По всій довжині нитки ДНК азотисті основи міцно пов'язані між собою через моносахарид і залишок фосфорної кислоти, між ланцюжками - через водневі зв'язки, як це наочно видно на рис. 8.3.

Зовні ДНК має форму спиралеобразной сходи (рис. 8.4). При цьому кожна пара ланцюжків азотистих основ розташований в незмінному порядку один до одного: аденін проти тиміну, гуанін - проти цитозину. Таке розташування носить назву комплементарності одного підстави до іншого, т. Е. Аденін комплементарен тимін, гуанін - цитозин.

Мал. 8.3. Будова ланцюжка ДНК

Молекули ДНК мають здатність подвоюватися (реплицировать). В основі процесу подвоєння лежить принцип комплементарності. Кількість комплементарних основ А + Т і Г + Ц у кожної тварини має свою відмінність. Наприклад, ставлення Σ (Г + Ц) / Σ (А + Т) є індивідуальною характеристи-кою ДНК як показника специфічності її нуклеотидного складу.

Коеффеціент специфічності у ДНК варіює від 0,54 до 0,81 - у тварин; від 0,45 до 2,57 - у мікроорганізмів; від 0,58 до 0,94 - у вищих рослин.

Інформація, що характеризує спеції-фічность розташування амінокислот в молекулі білка записана і зберігається в ДНК у формі певної послідовності нуклеотидів. Зчитування інформації з ДНК здійснюється за допомогою рибонуклеїнових кислот (РНК). Процес розшифровки починається з синтезу інформаційної РНК (і-РНК).

Інформаційна РНК - полімер, що складається з одного ланцюжка нуклеотидів. До складу нуклеотидів також входять азотисті основи, моносахарид рибоза і залишок фосфорної кислоти. Азотистих основ в РНК чотири: аденін (А), урацил (У), гуанін (Г), цитозин (Ц).

Інформаційна РНК за принципом комплементарності знімає інформацію з ДНК. Цей процес називається транскрипцією. Важливо, що і-РНК транскрибується завжди тільки з одного ланцюжка ДНК в напрямку від 3 '- К5' - кінця (рис. 8.5).

Мал. 8.5. Схема будови ДНК і транскрипції і-РНК

Інший етап розшифровки генетичної інформації відбувається на рибосомах, де здійснюється синтез поліпептидного ланцюга білків по матриці і-РНК. Цей процес називається трансляцією. В даному процесі крім і-РНК також беруть участь транспортні РНК (т-РНК), основне призначення яких і складається в транспортуванні амінокислоти до рибосом, а також знаходженні їм свого місця в поліпептидного ланцюга, передбачене кодом.

Важливим моментом зазначеного процесу є те, що в ході трансляції зчитування генетичної інформації здійснюється з молекули і-РНК в напрямку від 5 '- до 3'-кінця ланцюжка. Генетичний код в даний час розшифровано для всіх 20 амінокислот і складений за і-РНК у вигляді таблиці (табл. 8.2).

Таблиця 8.2. Відповідність кодонів і-РНК амінокислотам

Генетичний код триплетів. т. е. кожну амінокислоту кодують три поруч стоять нуклеотиду (кодон). Триплети УАА, УАГ і УГА є стоп-кодонами.

Генетичний код виродилися, т. Е. 18 з 20 амінокислот кодуються більш ніж одним кодоном. Наприклад, кожна з 5 амінокислот - пролін, треонін, валін, аланін і гліцин - кодуються чотирма різними кодонами, а лейцин, аргінін і серин - шістьма.

В основі генетичної інженерії лежить технологія отримання рекомбінантних ДНК. Ця технологія включає ряд послідовних процедур, в ході яких здійснюється перенесення ДНК одного організму в інший.