A koncepció a gén, a genetikai kód
Jelenleg, a molekuláris biológia kimutatta, hogy a gének - e hordozó DNS-szegmensek minden koherens információkat - a szerkezet egy fehérjét molekula vagy RNS-molekula. Ezek és más funkcionális molekulákat meghatározza a fejlesztési, a növekedés és a működését a szervezetben.
Ugyanakkor, mindegyik gén jellemezve, hogy több specifikus szabályozó DNS-szekvenciák, azaz például promoterek, amelyek közvetlenül részt vesznek a génexpresszió szabályozásában. A szabályozó szekvenciák lehetnek mind a közelében a kódoló nyitott leolvasási keretet egy olyan fehérjét vagy RNS-szekvenciát kezdődő, mint abban az esetben, promoterek (az úgynevezett cisz -regulyatornye elemek Engl. Cisz-szabályozó elemek), és a parttól sok millió bázispár (nukleotid) esetében fokozok, szigetelők és szuppresszor (néha osztályozzák transz -regulyatornye elemek Engl. transz-szabályozó elemeket). Fogalma tehát a gén nem korlátozódik csak a kódoló DNS-régiót, és tágabb fogalom, beleértve a szabályozó-szekvenciák és.
Eredetileg a kifejezés gén megjelent diszkrét elméleti átviteli egység örökletes információt. Tudománytörténet emlékszik vitatkoznak, amely molekulák lehetnek hordozói örökletes információt. A legtöbb kutató úgy véli, hogy az ilyen média csak fehérjék, mivel a szerkezetük (20 aminosav) lehetővé teszi, hogy több lehetőséget, mint a DNS szerkezetét, amelyek alkotják csak négyféle nukleotid. Majd bebizonyosodott, kísérletileg, hogy ez a DNS tartalmazza a genetikai információt, amely kifejeződik, mint a központi dogma a molekuláris biológia.
A monomerek alkotó egyes DNS-szálak, komplex szerves vegyületek közé tartoznak a nitrogéntartalmú bázisok: adenin (A), vagy timin (T) vagy citozin (C) vagy guanin (G), pentahidroxid cukor pentóz-dezoxiribóz, amely nevében és nevezték DNS önmagában, valamint a maradékot kisloty.Eti foszforsav vegyületeket nevezik nukleotidok.
- diszkrétség - nem elegyedik gének;
- stabilitás - a képesség, hogy megtartja a szerkezetét;
- labilitás - a képesség, hogy mutáció többször;
- Több allelizmust - sok gén van a populációban a különböző molekulák;
- allél - genotípus diploid organizmusok csak két formában a gén;
- specificitás - minden gén egy jel;
- pleiotrópia - többszörös hatású gén;
- expresszivitás - súlyossága gén jele;
- penetrancia - gyakorisága a génexpresszió a fenotípus;
- Erősítés - növeli a gén-kópiák számát.
- Strukturális gének - egyedülálló genom komponenseket képviselő egyetlen szekvenciát kódoló specifikus fehérje, vagy bizonyos típusú RNS. (Lásd. Mivel a háztartási gének cikk).
- Funkcionális gének - szabályozza a strukturális gének.
A genetikai kód - közös az összes élő organizmusok, egy eljárás kódoló aminosav-szekvencia a fehérje nukleotidszekvencia alkalmazásával.
A használt DNS négy nukleotid - adenin (A), guanin (G), citozin (C), timin (T), amely az orosz irodalomban jelölt az A, G, C és T. Ezek képezik az ábécé betűk a genetikai kód. Az RNS-nukleotidok használatával azonos, kivéve a timin, ami helyettesítve van egy hasonló nukleotid - uracil, amely jelöli a levél U (Y orosz irodalomban). A DNS-molekulákat és RNS-nukleotidok vannak elrendezve egy láncot, és így kapjuk a szekvenciája a genetikai karakter.
A konstrukció egy fehérje természetes használt 20 különböző aminosavat. Minden fehérje lánc olyan láncot vagy több lánc aminosavak egy szigorúan meghatározott sorrendben. Ez a szekvencia határozza meg a szerkezet a fehérje, és ezért minden annak biológiai tulajdonságait. aminosavak sorozata is egyetemes szinte minden élő szervezet számára.
Megvalósítása genetikai információ az élő sejtekben (azaz fehérjeszintézis gén által kódolt) végezzük két folyamat a mátrix: transzkripció (azaz mRNS szintézis DNS-templát) és transzlációját a genetikai kód, hogy az aminosav-szekvencia (polipeptidlánc szintézisének mRNS). Ahhoz, hogy kódolják a 20 aminosavat, és egy „stop” jelet, amely jelzi a végén a fehérje-szekvencia három egymást követő nukleotidból kielégítően. Egy sor három nukleotid úgynevezett hármas. Rövidítések aminosavnak felel és kodonokat az ábrán látható.
- Triplett - értelmes kód egység kombinációja három nukleotid (triplett vagy kodon).
- Folytonosság - a hármas nincsenek írásjelek, azaz az információ folyamatosan olvasni.
- Diszjunkt - egy és ugyanaz a nukleotid lehet egyidejűleg nem fordul elő a két vagy több, triplet (nem figyelhető meg az egyes átfedő gének vírusok, baktériumok és a mitokondriumok, amelyek kódolják számos fehérje olvas frame-shift).
- A egyediségét (specificitás) - bizonyos kodon felel meg egyetlen aminosavat (azonban, UGA kodont Euplotes crassus kódol két aminosav - a cisztein és szeleno-cisztein) [1]
- Degeneráltsága a (redundancia) - ugyanaz az aminosav lehet több kodon.
- Sokoldalúság - A genetikai kód ugyanúgy működik az élő szervezetekben a különböző szintű komplexitás - a vírusok az emberre (ez alapján génsebészeti technikák vannak kivételek, ahogy a következő részben „Változatok a standard genetikai kód” az alábbi táblázatot).
- Zavarvédettség - mutációja nukleotid helyettesítések, amelyek nem eredményez változást az osztály kódolt aminosavakat nevezzük konzervatív; mutációk nukleotid szubsztitúciók, hogy eredményez változást az osztályban kódolt aminosavakat nevezett radikális.
fehérje bioszintézise és annak szakaszai
Bioszintézise a fehérje - egy komplex többlépéses szintézis eljárásban a polipeptid-lánc az aminosav-maradékok fordul elő, hogy a riboszómákon sejtek az élő szervezetek és az mRNS és a tRNS-molekulák.
fehérjebioszintézist osztható szakaszában transzkripció, feldolgozás és fordítás. A transzkripció során olvasható kódolt genetikai információ DNS molekulák, és rögzíti ezt az információt a mRNS-molekula. Során egy sor, egymást követő, a feldolgozás a mRNS eltávolítjuk, néhány fragmentum, szükségtelen a későbbi szakaszokban, és van szerkesztése nukleotidszekvenciák. Miután szállítási kódot a sejtmagból a riboszómák történik tényleges szintézise fehérjemolekulák, hozzáadásával egyes aminosavak egy növekvő polipeptid láncot.
Között a transzkripció és a transzláció az mRNS-molekula megy keresztül egy sorozat egymást követő változások biztosítanak működő érési sablont szintézis egy polipeptid lánc. Ahhoz, hogy 5 # 900 co-terminális sapka van rögzítve, és a 900 # 3-terminális poli-A farok, ami növeli a élettartamát mRNS. A feldolgozás az eukarióta sejtekben lehetővé vált, hogy összekapcsolják a gén exonok, hogy nagyobb különféle fehérjék által kódolt DNS-szekvencia az egyetlen nukleotid - alternatív splicing.
Translation a szintézis egy polipeptid lánc megfelelően kódolt információra hírvivő RNS. Az aminosav szekvenciát felhasználásával épül fel, transzfer RNS (tRNS), amely komplexeket képeznek aminosavak - amino-acil-tRNS. Az egyes aminosav-saját tRNS amelynek antikodon megfelelő „alkalmas” kodon az mRNS. A közvetítés során a riboszóma mozog az mRNS, hiszen felépített polipeptid-lánc. Fehérjebioszintézist energiát az ATP miatt.
Ready-fehérjemolekula, majd lehasítjuk a riboszómák és szállítják a kívánt helyre sejtek. Annak érdekében, hogy az aktív állapotának, néhány fehérje igényel további transzláció utáni módosítások.