36. Генетический код и его свойства.

Ответ. Гетеросинтетическая функция гена – передача генетической информации от ДНК к иРНК и далее к белку. Этот процесс протекает при биосинтезе белка во всех клетках. Генетический код – это систематизированная запись генетической информации в виде определенной последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК или иРНК. Свойства генетического кода: триплетность – одна аминокислота кодируется тремя рядом расположенными нуклеотидами – триплетом (кодоном). Предположение о строении генетического кода пренадлежит Георгию Гамову. В 1954 г. он предположил, что информацию в молекулах ДНК кодируют сочетания нескольких нуклеотидов. Очевидно, что однозначного соответствия «1 нуклеотид – 1 аминокислота» в коде быть не может, так как в этом случае было бы лишь 4 аминокислоты. Количеству известных аминокислот не соответствует и дуплетный код «2 нуклеотида – одна аминокислота» – было бы 16 аминокислот. Лишь триплетный код может шифровать 20 различных аминокислот. Четыре нуклеотида в случае триплетного кода дают 64 варианта триплетов. Экспериментально это свойство генетического кода было доказано Ф. Криком и С. Бреннером в 1957 г. на примере бактериофага Т4 и бактерий E.coli. Универсальность – независимо от вида одна и также аминокислота кодируется одинаковым триплетом. Это свойство подтверждает единство происхождения всего многообразия живых форм на Земле. Отличия генетического кода обнаружены у митохондрий и пластид, что указывает на дивергентность эволюции кода на ранних этапах существования жизни. Для ДНК митохондрий каждого вида характерны некоторые отклонения от генетического кода. Неперекрываемость и отсутствие разделительных знаков внутри гена при наличии их между генами. Важнейшие характеристики генетического кода – непрерывность и неперекрываемость кодонов при считывании. Это означает, что триплеты считываются без пропусков и без перекритий между соседними триплетами. То есть каждый отдельный нуклеотид принадлежит лишь одному триплету при заданной рамке считывания. В качестве доказательства неперекрываемости генетического кода можно рассматривать замену только одной аминокислоты в пептиде при замене одного нуклеотида в ДНК. При включении нуклеотида в несколько перекрывающихся триплетов его замена сопровождалась бы заменой нескольких соседних аминокислот в пептидной цепи. Вырожденность (избыточность) – одна аминокислота может кодироваться несколькими разными кодонами. Важность этого свойства заключается в том, что при мутационных изменениях молекулы ДНК типа замены одного нуклеотида на другой часто изменяется смысл триплета. При этом новый триплет часто кодирует ту же самую аминокислоту, а это повышает запас прочности генетического кода в случае возникновения генных мутаций. Однонаправленность – информация с кодирующей цепочки ДНК считывается только по направлению от 3'-конца к 5'-концу. В конце всех генов имеются специальные триплеты, называемые стоп-кодонами: в ДНК: АТТ, АТЦ, АЦТ; в РНК: УАА, УАГ, УГА. В обоих случаях стоп-кодоны сигнализируют о прекращении считывания информации на рибосоме.