Genetikai kód és tulajdonságai
A KÓDOLÁS bizonyos információk különleges szimbólumok segítségével való rögzítésére szolgál annak érdekében, hogy az információ tömörségét, annak ismételt és részleges használatát biztosítsa, hogy a szállítás során kényelmet biztosítson. A kódolás tipikus példája az emberi gondolkodás megfogalmazása írott szöveg formájában. A kódolási folyamatban bizonyos szimbólumokat használnak.
A GENETIKUS KÓD egy olyan rendszer, amely nukleotidok azonosítására egy DNS-molekulában történik, amely szabályozza az aminosavak szekvenciáját egy fehérjemolekulában.
A DNS kód szimbólumai nukleotidok. a nitrogénalapon (adenil, guanil, timidin, citidil) eltérő, egy betűvel jelölt, ezért az ábécé négy betű. A kódcsoport a CODON, egy DNS-molekula helye, amely három nukleotidból áll.
A GENETIKAI KÓD FŐBB TULAJDONSÁGAI:
1. Hármas kód. Négy bázis kombinációja három, azaz. 4 3. 64 különböző kodont tartalmaz. Az információt lineáris sorrendben rögzítjük a DNS-molekula hossza mentén kodonok szekvenciájaként.
2. A kód nem átfedi egymást. mert minden nukleotid csak egy kodont vesz fel. A kódon nincsenek olyan pontok, amelyek megfelelnek az információs blokknak, például egy polipeptidnek, a kodonok egymás után megszakítás nélkül követik egymást.
3. A genetikai kód kollineáris. azaz a kodonok ugyanolyan sorrendben követik, mint a fehérje aminosavait, vagy a fehérjeben található nukleinsav kodonok és megfelelő aminosavak azonos sorrendben vannak elrendezve. Minden 20 aminosav kodonja meg van adva. Vannak olyan aminosavak, amelyeknek több kodonja van (például alanin stb.).
A 64 kodon (UAA, UAG, CAA) 64 aminosavat nem kódol. Ezeket értelmetlen hármasoknak (vagy nem-tripleteknek) nevezik; terminátorként szolgálnak, és jelzik az információ elveszítésének pontját.
4. A genetikai kód degenerált. vagy túlzott, mert egy adott aminosav helyét egy polipeptidmolekulában a DNS-ben lehet jelölni egy több hármas (szinonim kodonok) egyikével. A duplikált tripletek különböznek a harmadik nukleotidban. Ez a tulajdonság abból fakad, hogy a 64 kodonok és a 20 aminosavak.
A kódot az jellemzi, hogy az olvasás mindig egy bizonyos pontból indul, ugyanabba az irányba. Egy vagy két bázis eltűnése vagy beillesztése megszakíthatja az ebben a DNS-ben kódolt fehérjemolekulák szintézisét.
5. A genetikai kód univerzális abban az értelemben, hogy azonos az összes szervezetben (baktériumok, algák, emlőssejtek, vírusok stb.).
A genetikai kódex felfedezése és a fehérje szintézise víztól új kérdést vetett fel az élő természet egységével kapcsolatban.
A sejtmemória egyik központi folyamata a fehérje szintézise - egy komplex protein-polimer molekula kialakulása az aminomonomerekből. Ez a folyamat a DNS-RNS-fehérjeséma szerint folytatódik. A fehérje szintézisére vonatkozó információt hordozó DNS nem vesz részt közvetlenül a szintézisben. Ez csak mátrixként szolgál az információs RNS (i-RNS) molekulák szintézisében - ez a gén első terméke.
A transzkripció az információ átadása egy kettős szálú DNS-molekuláról az egyszálú RNS-molekulákra. Ebben az esetben csak egy DNS-szál, amelyet kódoló láncnak nevezünk, templátként szolgál az RNS szintéziséhez. Ez a folyamat a sejt magjában történik.
A transzkripció a komplementaritás elvének (a nitrogénbázisok térbeli komplementaritása) szerint folytatódik. Az információs RNS (pro-i-RNS) prekurzor molekulája azonban komplementer DNS. A transzkripciót DNS-függő RNS polimeráz enzim vagy egyszerű RNS polimeráz hatására végezzük.
A pro-i-RNS képződött molekulájában lévő bázisok szekvenciája pontosan tükrözi a DNS-bázisok váltakozási sorrendjét. De a pro- és RNS-molekula sokkal nagyobb, mint az érett i-RNS, mert számos inert helyet (intronokat) tartalmaz. Az i-RNS érése során a speciális enzimek excise intronokat és a fennmaradó szakaszokat térhálósítanak, azaz exon. Ezért a nukleotidok szekvenciája az érett r-RNS-ben nem teljesen komplementer DNS-nukleotidokkal.
A fordítás a fehérje riboszómák szintézisére irányul, amelyet az i-RNS mátrix irányít. Az információt a nukleinsavak négy betűs ábécéből átvittük a polipeptidláncok aminosavszekvenciáinak huszonkét betűs betűjévé (5.
Az első szakasz kezdődik a transzlációs start kodon (triplett) augusztus, GUG és UUG ha ő áll az elején a menet az mRNS a citoplazmában. Ezért minden riboszóma szakaszos, triplet a triplet mögött, az i-RNS molekula mentén mozog, melyet a polipeptidlánc növekedése kísér.
Az i-RNS kodonok (tripletek) szerinti aminosavak összehangolását riboszómákon végezzük transzport RNS-sel, amely a fehérje szintézis folyamatának fő ágense.
Vázlatosan, a szerkezet a tRNS hozott, hogy képviselje a forma „lóhere” összhangban képződésének lehetőségét hidrogénkötések között bázisok (3. ábra). Mindegyik t-RNS-nek akceptorvége van, amelyhez aktivált aminosavat kapcsolunk. A szemközti része a molekula tRNS specifikus triplett (antikodon), felelős a mellékletet az a komplementaritás elvének egy adott triplett mRNS (kodon), innen a név - antikodont. (5.
A transzformáció második szakasza a fehérje primer struktúrájának kialakulása, pl. aminosavból álló lánc. Ez a fehérjeszintézis leggyorsabb szakasza.
Ebben az esetben a tRNS aminosavat hoz létre a riboszómába. A riboszómában van egy funkcionális központ, amelyre két tRNS egyidejűleg tartható, ha az antikodonjaik komplementerek az i-RNS kodonjaival. A peptidkötés az aminosavak között megmutatkozik, ami erősebb, mint a t-RNS és az aminosav közötti kötés. Ez egy aminosavból származó t-RNS felszabadulását eredményezi, és hagyja a citoplazmában. Két aminosav, a fennmaradó t-RNS-en egy növekvő fehérje molekula kezdete. Továbbá a riboszóma lépést tesz az i-RNS mentén, és a következő kodon jelenik meg a funkcionális központban. A következő t-RNS egy aminosavval jön be, és a folyamat megismétlődik.
A fordítás harmadik szakasza a fehérje szintézisének vége.
A kész polipeptid lánc elhagyja a mátrixot. A fehérje szintézise egy endotermikus folyamat, amely az energia kiadásával jár. Ennek az energiának a termelése az ATP ciklussal (hasadása) társul.
Az aminosavakból szintetizált polipeptidláncok a fehérjemolekula primer szerkezete. amely nem aktív. Funkcionális aktivitásának megszerzéséhez a fehérjemolekula befejezi teljes konstrukcióját, azaz egymás után másodlagos, tercier és kvaterner struktúrák beszerzésére. Ez általában a Golgi komplexben és az endoplazmatikus retikulumban fordul elő, ahol a szintetizált polipeptidláncok bejutnak.