Спосіб запису генетичної інформації Функціональна роль ланцюгів днк
Два ланцюги ДНК в області гена принципово розрізняються по своїй функціональній ролі: одна з них є кодуючою, або змістовною (смисловою), друга – матричною.
Це означає, що в процесі "зчитування" гена (транскріпції, або синтезу про-мРНК) як матриця виступає тільки одна - матрична - ланцюг ДНК. Продукт цього процесу - про-мРНК - по послідовності нуклеотидів співпадає з кодуючим ланцюгом ДНК (із заміною тимінових основ на урацилові).
Таким чином, виходить, що за допомогою матричного ланцюга ДНК при транскрипції відтворюється в структурі РНК генетична інформація кодуючого ланцюга ДНК.
На малюнках ген прийнято зображувати так, щоб кодуючий ланцюг була згори; тоді, відповідно до загального правила зображення ДНК, 5'- кінець кодуючого ланцюга повинен розташовуватися ліворуч.
Інформація на кодуючому ланцюзі записана у напрямі 5'→3'; отже, промотор знаходиться з боку 5'- кінця кодуючого ланцюга гена. І цей же кінець прийнято вважати 5 '- концем усього гена (хоча у його матричного ланцюга тут знаходиться 3'- кінець).
Всього на довгій молекулі ДНК знаходиться декілька тисяч генів. І, як правило, для усіх цих генів кодуючим є один і той же ланцюг ДНК. Але іноді буває інакше: для одних генів змістовною виступає один ланцюг ДНК, а для інших генів - протилежний ланцюг. Такі гени, очевидно, читаються у різних напрямах. Подібна ситуація виявлена, зокрема, для п'яти генів гістонів у дрозофіли: напрямок читання двох генів відрізняється від такого для трьох інших.
Основні властивості генетичного коду
Одиницею інформації в кодуючому ланцюзі ДНК є триплет - послідовність з трьох нуклеотидів.
4 види нуклеотидів (що зустрічаються в ДНК) можуть утворювати 43 = 64 види триплетів. З них 61 триплет є змістовним, тобто кодує ту або іншу з 20 амінокислот, а 3 триплета є "безглуздими".
Як бачимо, на одну амінокислоту доводиться в середньому декілька змістовних триплетів (у реальності - від 1 до 6). З цієї причини генетичний код називають виродженим. Не будь він таким, випадкові точкові мутації (заміни в ДНК одних нуклеотидів на інші) з дуже високою частотою приводили б до появи "безглуздих" триплетів.
В той же час код специфічний: кожному із змістовних триплетів відповідає тільки одна амінокислота.
Сама ж інформація про білок полягає в тому, що в повному гені (виключаючи інтрони) лінійна послідовність триплетів кодує аналогічну лінійну послідовність амінокислот в первинній структурі цього білку.
Цього виявляється цілком достатньо, оскільки первинна структура білку визначає просторову конфігурацію білкової молекули, а також її фізико-хімічні і біологічні властивості.
Лінійна відповідність між послідовністю триплетів в екзонах гена і амінокислот в пептидному ланцюзі позначається як колінеарність генетичного коду.
Помітимо, що хоча на мал. для зручності сприйняття триплети розділені рисками, насправді між ними в ДНК немає ніяких "розділових знаків" - у вигляді, наприклад, проміжних нуклеотидів (не рахуючи інтронів).
Отже, генетичний код є триплетним, специфічним, виродженим, колінеарним і безперервним.
До цього списку зазвичай додають універсальність: у всіх видів організмів сенс будь-якого триплета один і той же.