Властивості генетичного коду

Генетичний код - це спосіб кодування послідовності амінокислот в молекулі білка за допомогою послідовності нуклеотидів в молекулі нуклеїнової кислоти. Властивості генетичного коду випливають з особливостей цього кодування.

Кожній амінокислоті білка зіставляється у відповідність три поспіль нуклеотиду нуклеїнової кислоти - триплет. або кодон. Кожен з нуклеотидів може містити одне з чотирьох азотистих основ. У РНК це аденін (A), урацил (U), гуанін (G), цитозин (C). По-різному комбінуючи азотисті основи (в даному випадку містять їх нуклеотиди) можна отримати безліч різних триплетів: AAA, GAU, UCC, GCA, AUC і т. Д. Загальна кількість можливих комбінацій - 64, т. Е. 4 3.

До складу білків живих організмів входить близько 20 амінокислот. Якби природа «задумала» кодувати кожну амінокислоту не трьом, а двома нуклеотидами, то різноманітності таких пар не вистачило б, так як їх виявилося б всього 16, тобто 4 2.

Таким чином, основна властивість генетичного коду - його триплетність. Кожна амінокислота кодується трійкою нуклеотидів.

Оскільки можливих різних триплетів істотно більше, ніж використовуваних в біологічних молекулах амінокислот, то в живій природі було реалізовано таку властивість як надмірність генетичного коду. Багато амінокислоти стали кодуватися не одним кодоном, а кількома. Наприклад, амінокислота гліцин кодується чотирма різними кодонами: GGU, GGC, GGA, GGG. Надмірність також називають виродженим.

Відповідність між амінокислотами і кодонами відображають у вигляді таблиць. Наприклад, таких:

По відношенню до нуклеотидам генетичний код має таку властивість як однозначність (або специфічність): кожен кодон відповідає тільки однієї амінокислоті. Наприклад, кодоном GGU можна закодувати тільки гліцин і більше ніяку іншу амінокислоту.

Ще раз. Надмірність - це про те, що кілька кодонів можуть кодувати одну і ту ж амінокислоту. Специфічність - кожен конкретний кодон може кодувати тільки одну амінокислоту.

У генетичному коді немає спеціальних знаків пунктуації (якщо не брати до уваги стоп-кодонів, що позначають закінчення синтезу поліпептиду). Функцію розділових знаків виконують самі триплети - закінчення одного позначає, що слідом почнеться інший. Звідси випливають такі дві властивості генетичного коду: безперервність і неперекриваемость. Під безперервність розуміють зчитування триплетів відразу один за одним. Під неперекриваемостью - то, що кожен нуклеотид може входити до складу лише одного триплету. Так перший нуклеотид наступного триплета завжди стоїть після третього нуклеотиду попереднього триплета. Кодон не може початися з другого або третього нуклеотиду попереднього кодону. Іншими словами, код не перекривається.

Генетичний код має властивість універсальності. Він єдиний для всіх організмів на Землі, що говорить про єдність походження життя. При цьому зустрічаються дуже рідкісні винятки. Наприклад, деякі триплети мітохондрій і хлоропластів кодують інші, а не звичайні для них, амінокислоти. Це може говорити про те, що на зорі розвитку життя існували трохи різні варіації генетичного коду.

Нарешті, генетичний код має помехоустойчивостью. яка є наслідком такого його властивості як надмірність. Точкові мутації. іноді відбуваються в ДНК. зазвичай призводять до заміни одного азотистого підстави на інше. При цьому змінюється триплет. Наприклад, було AAA, після мутації стало AAG. Однак подібні зміни не завжди приводять до зміни амінокислоти в синтезованих поліпептиді, так як обидва триплета через властивості надмірності генетичного коду можуть відповідати одній амінокислоті. З огляду на, що мутації частіше шкідливі, властивість завадостійкості корисно.