Свойства генетического кода:
Триплетность – каждая аминокислота кодируется последовательностью из трех нуклеотидов (триплетом или кодоном)
Вырожденность – большинство аминокислот шифруется более чем одним кодоном (от 2 до 6). В ДНК или РНК имеется 4 различных нуклеотида, которые теоретически могут образовывать 64 разных триплета (4 3 = 64) для кодирования 20 аминокислот, входяих в состав белков. Этим объясняется вырожденность генетического кода.
Неперекрываемость – один и тот же нуклеотид не может входить одновременно в состав двух соседних триплетов.
Специфичность (однозначность) – каждый триплет кодирует только одну аминокислоту.
Код не имеет знаков препинания. Считывание информации с и-РНК при синтезе белка всегда идет в направлении 5, = 3, Если произойдет выпадение одного нуклеотида, то при считывание его место займет ближайший нуклеотид из соседнего кода, из-за чего изменится аминокислотный состав в молекуле белка.
Код универсален для всех живых организмов и вирусов: одинаковые триплеты кодируют одинаковые аминокислоты.
Универсальность генетического кода свидетельствует о единстве происхождения всех живых организмов
Однако, универсальность генетического кода не является абсолютной. В митохондриях ряд кодонов имеет другой смысл. Поэтому иногда говорят о квазиуниверсальности генетического кода. Особенности генетического кода митохондрий свидетельствует о возможности его эволюционирования в процессе исторического развития живой природы.
Среди триплетов универсального генетического кода три кодона не кодируют никакие аминокислоты и определяют момент синтеза данной полипептидной молекулы. Это так называемые «nonsens» кодоны (стоп-кодоны) терминаторы. К ним относятся: в ДНК – АТТ, АЦТ, АТЦ; в РНК – УАА, УГА, УАГ.
Соответствие нуклеотидов в молекуле ДНК порядку аминокислот в молекуле полипептида получило название коллинеарности. Экспериментальное подтверждение коллинеарности сыграло решающую роль в расшифровке механизма реализации наследственной информации.
Значение кодонов генетического кода приведены в таблица.
С помощью этой таблицы по кодонам иРНК можно определить аминокислоты. Первый и второй нуклеотиды берут из вертикальных столбиков, расположенных слева, третий – с горизонтального. В месте перессичений условных линей содержится информация про соответствующую аминокислоту. Отметим, что в таблице приводится триплеты и-РНК, а не ДНК.
Структурно - функциональная организация гена Молекулярная биология гена
Современное представление о строении и функции гена формировалось в русле нового направления, которое Дж.Уотсон назвал молекулярной биологией гена (Уотсон, 1978)
Важным этапом в изучении структурно – функциональной организации генабыли работы С. Бензера в конце 1950-х х годов.
Они доказали, что ген представляет собой нуклеотидную последовательность, которая может изменятся в результате рекомбинаций и мутаций. Единицу рекомбинации С.Бензер назвал реконом, а еденицу мутации – мутоном. Экспериментально установлено, что мутон и рекон соответствуют одной паре нуклеотидов. Единицу генетической функции С. Бензер назвал цистроном.
В последние годы стало известно, что ген имеет сложное внутренее строение, а отдельные его части обладают разными функциями. В гене можно выделить последовательность нуклеотидов гена, которая определяет строение полипептида. Эта последовательность называется цистроном.
Цистрон – это последовательность нуклеотидов ДНК, которая определяет отдельную генетическую функцию полипептидной цепи.
Ген может быть представлен одним или несколькими цистронами. Сложные гены содержащие в себе несколько цистронов называются полицистронными.
Дальнейшее развитие теории гена связано с выявлением различий в организации генетического материалау организаторов, далеких друг от друга таксономическом отношении, которыми являются про- и эукариоты.