40.9. Генетический код

Генетический код – свойственная живым организмам единая система за­писи наследственной информации в молеку­лах нуклеиновых кислот в виде последова­тельности нуклеотидов. Код задает порядок включения аминокислот в синтезирующуюся полипептидную цепь (первичную структуру белка) в соответствии с последовательностью нуклеотидов ДНК гена. Общие свойства генетического кода:

1) триплетность (все аминокислоты кодируются тройкой нуклеотидов – кодоном);

2) неперекрываемость (кодоны одного гена не перекрываются);

3) вырож­денность (многие аминокислоты кодируются несколькими кодонами);

4) однознач­ность (каждый кодон коди­рует только одну аминокислоту);

5) компактность (между кодонами в иРНК нет «запятых» – нуклеотидов, не входящих в последовательность кодонов данного гена);

6) универсальность (код одинаков для всех исследованных орга­низмов, хотя известны несколько измененные генетические коды в ми­тохондриях).

Расшифровка генетического кодаосуществлена американскими биохимиками М. Ниренбергом, С. Очоа, X. Кораной и другими в 1961-65 гг. 61 кодон из 64 кодирует определенные амино­кислоты; 3 стоп-кодона – окончание синтеза полипептидной цепи; Кодон АУГ (у бактерий и некоторые другие) – начало син­теза цепи.

40.10. Биосинтез белка (не входит в зачет)

Биосинтез белка – построение в клетках первичной структуры белковой молекулы путем реализации генетического кода. Синтез белка, кодируемого геном, осуществляется посредством двух матричных процессов – транскрипции и трансляции.

40.11. Транскрипция (не входит в зачет)

Транскрипция – биосинтез моле­кул РНК на соответствующих участках ДНК; пер­вый этап биосинтеза белка. Она осуществляется ферментом – ДНК-зависимой РНК-полимеразой. Фермент «узнает» знак начала транскрипции – участок ДНК (промотор), присоединяется к нему, расплетает двойную спираль ДНК и копирует, начиная с этого места, одну из ее цепей, перемещаясь вдоль ДНК и последовательно присоединяя нуклеотиды к образующейся РНК в соответствии с прин­ципом комплементарности. На ДНК, как на матрице, синтезируются информационные (иРНК), рибосомальные (рРНК) и транспортные (тРНК). По мере дви­жения РНК-полимеразы растущая цепь РНК отходит от матрицы и двойная спи­раль ДНК позади фермента восстанавливается. Когда РНК-полимераза дости­гает конца копируемого участка (терми­натор), РНК отделяется от матрицы. Число копий разных участков ДНК мо­жет меняться в ходе развития организма. Едини­цы транскрипции – скриптоны или опероны. У прокариот они обычно состоят из нескольких функционально связанных генов, у эукариот – почти всегда из одного.

40.12. Трансляция (не входит в зачет)

Трансляция – синтез полипептидных цепей белков по матрице информационной РНК согласно генетическому коду; второй этап биосинтеза белка. ИРНК служат матрицами при синтезе белка; РРНК – структурной и функциональной основой синтезирующего белок аппарата клетки, состоящего из РНК, рибосом, ферментов. ТРНК переносят аминокислоты. Записанная в виде последовательности нуклеотидов в молекулах иРНК информация о строении будущего белка переводится с нуклеотидного кода в опреде­ленную последовательность аминокислот в синтезируемых белках. Трансляция 4-буквенной записи на 20-буквенную осуществляется на основе генетического кода. Раскодирование идет в одном направлении в пределах одного гена.