Məlumat

Neçə mümkün kodon var?

Neçə mümkün kodon var?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

NNK formasının kodonunu nəzərdən keçirək (burada N = Adenin, Cytozin, Guanine və ya Uracil & K = Uirq və ya Guanine). İndi neçə kodon mövcuddur? Bilirəm ki, hamısı mövcud olsaydı, 4^3 = 64 kodon olardı. İndi nə qədər mümkündür? Kombinasiyaları əl ilə sınayanda 32 oldu, bu düzgündürmü?


Bəli, 32 düzgündür.

Texniki olaraq, Gerardo Furtado və bir pələngin qeyd etmədiklərini əlavə etmək üçün heç bir şey yoxdur. qrafik bütün permütasyonların təmsil olunması bunu bir az daha yaxşı başa düşməyə kömək edə bilər.

Kodondakı ilk 2 mövqe üçün seçim etmək üçün 4 əsasımız var (adenin, guanine, uracil və cytozin). Beləliklə, bu, riyazi olaraq 4 x 4 = 16 və ya vizual olaraq təqdim edilə bilər:

İndi növbəti mövqe (maraqlanan mövqe) üçün seçmək üçün yalnız iki əsasımız var (uracil və guanine). Bizi 4 x 4 x 2 = 32 fərqli permutasiya ilə tərk edərək və ya vizual olaraq:


Bəli, elədir.

Gerardo Furtado artıq şərhlərdə qısa cavab verib, amma icazə verin, bunun səbəbini izah edim.

Əgər bütün əsaslar sərbəst seçilə bilərsə, 4^3 = 64 4*4*4=64-ə düşür, çünki siz 3 əsasın hər biri üçün 4 seçimdən birini seçə bilərsiniz.

Bazalardan birinin imkanlarını məhdudlaşdırsanız, məs. üçüncü baza üçün cəmi 2 variant var (sizin nümunənizdə olduğu kimi), düstur 4*4*2=32-ə dəyişir, çünki ilk 2 əsas üçün hər biri üçün 4 variantdan və 3-cü baza üçün 2 variantdan birini seçə bilərsiniz.

Redaktə: 'NNK'-dan 2 'N eyni olmalıdırsa, siz birinci bazanı sərbəst seçə bilərsiniz (4 seçim), ikinci baza artıq müəyyən edilib (birinci baza ilə eyni olmalıdır, 1 seçim) və yuxarıda təsvir olunduğu kimi 3-cü baza üçün 2 variant var. Beləliklə, 4*1*2=8 mümkün kodon alırıq

Ümid edirəm ki, bunu aydınlaşdıra bildim.


Genetik Kod nədir?

The genetik kod DNT və ya RNT-nin polinükleotid zəncirindəki azot əsaslarının ardıcıllığından ibarətdir. Əsaslar adenin (A), sitozin (C), guanin (G) və timindir (T) (və ya RNT-də urasil, U). Dörd əsas genetik kodun &ldquoletters&rdquo-nu təşkil edir. Hərflər kod yaratmaq üçün üç qrupda birləşdirilir &ldquowords,&rdquo adlanır kodonlar. Hər bir kodon başlanğıc və ya dayanma siqnalını kodlamadığı halda bir amin turşusunu ifadə edir (kodlayır). Zülallarda 20 ümumi amin turşusu var. Üç əsaslı kodonları meydana gətirən dörd əsasla 64 mümkün kodon var. 61 kodon 20 amin turşusunu kodlaşdırmaq üçün kifayətdir, beləliklə, bir amin turşusu üçün birdən çox kodon kodlanır. Lütfən, Cədvəl (PageIndex<1>)-də genetik kodları tapın.

Cədvəl (PageIndex<1>): Kodon Diaqramı. Müəyyən bir kodon üçün amin turşusunu tapmaq üçün cədvəldə kodonun birinci, ikinci və üçüncü əsasları üçün hüceyrəni tapın. Kodonu tapdıqdan sonra kodon hüceyrəsinin sağ tərəfindəki bitişik hüceyrədə uyğun amin turşusunu tapa bilərsiniz. Məsələn, lösin üçün CUG kodları (Leu), lizin üçün AAG kodları (Lys) və glisin üçün GGG kodları (Gly).
İkinci baza U Amin turşusu İkinci əsas C Amin turşusu İkinci əsas A Amin turşusu İkinci əsas G Amin turşusu
İlk baza U UUU Phe UCU Ser UAU Tyr UGU Cys Üçüncü baza U
İlk baza U UUC Phe UCC Ser UAC Tyr UGC Cys Üçüncü əsas C
İlk baza U UUA Leu UCA Ser UAA (dayan) amin turşusu yoxdur UGA (dayan) amin turşusu yoxdur Üçüncü baza A
İlk baza U UUA Leu UCG Ser UAG (dayan) amin turşusu yoxdur UGG Trp Üçüncü əsas G
İlk əsas C CUU Leu CCU Pro CAU Onun CGU Arg Üçüncü baza U
İlk əsas C CUC Leu CCC Pro CAC Onun CGC Arg Üçüncü əsas C
İlk əsas C CUA Leu CCA Pro CAA Gln CGA Arg Üçüncü baza A
İlk əsas C CUG Leu CCG Pro CAG Gln CGG Arg Üçüncü əsas G
Birinci baza A AUU Ile ACU Thr AAU Asn AGU Ser Üçüncü baza U
Birinci baza A AUC Ile ACC Thr AAC Asn AGC Ser Üçüncü əsas C
Birinci baza A AUA Ile ACA Thr AAA Lys AGA Arg Üçüncü baza A
Birinci baza A AVG Görüşdü (başladı) AÇG Thr AAG Lys AGG Arg Üçüncü əsas G
Birinci baza G GUU Val GCU Ala GAÜ Asp GGU Gly Üçüncü baza U
Birinci baza G GUC Val GCC Ala GAC Asp GGC Gly Üçüncü əsas C
Birinci baza G GUA Val GCA Ala GAA Glu GGA Gly Üçüncü baza A
Birinci baza G GUG Val GCG Ala GAG Glu GGG Gly Üçüncü əsas G

Genetik kod: Genetik kodun 8 mühüm xüsusiyyəti

(1) Kod Üçlüdür (2) Kod degenerasiyalıdır (3) Kod üst-üstə düşmür (4) Kod vergüldən azdır (5) Kod birmənalıdır (6) Kod universaldır (7) Birgə xəttilik və (8) Gen-polipeptid Pariteti.

Genetik kod mRNT-də azotlu əsasların (UCAG) ardıcıllığı ilə polipeptid zəncirindəki amin turşularının ardıcıllığı arasındakı əlaqəyə aiddir. Başqa sözlə, nukleotidlərin 4 hərfli dili ilə amin turşularının iyirmi hərfli dili arasındakı əlaqə genetik kod kimi tanınır.

DNT (və ya RNT) bütün genetik məlumatları daşıyır və zülallar şəklində ifadə olunur. Zülallar 20 müxtəlif amin turşusundan ibarətdir. Zülal meydana gətirən bu amin turşularının sayı və ardıcıllığı haqqında məlumat DNT-də mövcuddur və transkripsiya zamanı mRNT-yə ötürülür. Onun hansı formada ötürüldüyü uzun müddət başa düşülmədi.

Şəkər (pentoza) və DNT-nin fosfatı genetik mesajı mRNT-yə ötürmək üçün bu işi yerinə yetirə bilmədi, çünki şəkər yalnız bir növdür və fosfat da. Bu, 20 amin turşusu üçün mesaj yaratmaq üçün yalnız dörd nukleotid buraxır, lakin 4 nukleotid iyirmi amin turşusu üçün çox azdır.

Bu çətin problem, bir amin turşusu üçün kodlaşdırılmış məlumatı ehtiva edən kodonun (genin irsi vahidi) üç nukleotiddən (yəni, üçlü kod) ibarət olmasının kəşfi ilə həll edildi. Beləliklə, iyirmi amin turşusu üçün 64 (4 x 4 x 4 və ya 4 3 = 64) mümkün permutasiya mövcuddur. Bu qırılma nəticəsində 64 kodon lüğəti - Genetik Kod yarandı.

Bark'a (1970) görə genetik kod amin turşuları üçün koddur, xüsusən də hansı kodonların hansı amin turşularını təyin etməsi ilə əlaqədardır. Genetik kod M. Nirenberg, S. Ochoa, H. Khorana, F. Crick və Mathaei tərəfindən aparılan təcrübələrin nəticəsidir. Professor M.Nirenberq bu görkəmli işinə görə 1961-ci ildə Nobel mükafatına layiq görülüb.

Genetik kod lüğəti RNT-dəki hərflərdən istifadə edir (U, C, A, G, yəni A = Adenin, U = Urasil, C = Sitozin, G = Guanin)

Bütün məlum canlı formalarında eyni olan amin turşularının kodonu eksperimental olaraq müəyyən edilmişdir. Onlar Şəkil 7.3-də verilmişdir.

7.3-də qeyd edin ki, birdən çox kodon müəyyən bir amin turşusunun zülalın tərkibinə daxil edilməsi üçün siqnal verə bilər. Bundan əlavə, bəzi kodonlar xüsusi funksiyaları yerinə yetirir.

Məsələn, AUG kodonu iki funksiyanı yerinə yetirir:

(1) Peptidin sintezinin başlaması üçün siqnal verən kodonun təşəbbüskarı kimi və

(2) Bir peptidin artan zəncirinə metioninin daxil edilməsi üçün. Digər xüsusi təyinatlı kodonlar UAA (Ochre), UAG (Kəhrəba) və UGA (Umber) dir, bunların hamısı STOP siqnalıdır.

Ribosomal sintez sahəsi bu dayanma kodonlarından biri ilə qarşılaşdıqda, peptid zənciri sərbəst buraxılır və onun ikinci və üçüncü strukturlarını qəbul edir. UAA (Ochre), UAG (Kəhrəba) və UGA (Umber) heç bir amin turşusu təyin etmədiyi üçün onlara cəfəng kodonlar da deyilir.

“Əvvəlcə təşəbbüskar bölgə olduqda, kodon AUG siqnalları verir: “N-formilmetionin və ya fMet ilə başlayan yeni peptid molekulunu işə salın.” UAA, UAG və UGA kodonları zülal sintezinin dayandırılmasını siqnal verir.”

Genetik kodun xüsusiyyətləri:

Geniş eksperimental sübutlarla müəyyən edilən genetik kodun xüsusiyyətləri aşağıdakı kimi ümumiləşdirilə bilər:

1. Kod üçlükdür:

Daha əvvəl də qeyd edildiyi kimi, amin turşularının kodlaşdırma vahidləri və ya kodonları üç hərfli sözdən ibarətdir, 4 x 4 x 4 və ya 4 3 = 64. 64 kodon 20 zülallı amin turşusunu təyin etmək üçün kifayət qədər uyğundur.

2. Kodeks degenerativdir:

Bir amin turşusu üçün birdən çox kodonun meydana gəlməsi degenerasiya adlanır. Genetik kod lüğətinin nəzərdən keçirilməsi amin turşularının əksəriyyətində birdən çox kodon olduğunu aşkar edəcək. 61 funksional kodondan AUG və UGG hər biri bir amin turşusunu kodlayır. Qalan 18 amin turşusu isə 59 kodonla kodlanır.

3. Kod üst-üstə düşmür:

4. Kod Vergüldən Azdır:

Vergüldən az kod iki kodon arasında heç bir nukleotid və ya vergül (və ya durğu işarəsi) olmadığını bildirir. Buna görə də kod davamlı və vergül azdır və iki söz və ya kodon arasında heç bir hərf boş yerə sərf olunmur.

5. Kodeks birmənalı deyil:

Genetik kodda heç bir qeyri-müəyyənlik yoxdur. Verilmiş kodon, harada olmasından asılı olmayaraq, həmişə müəyyən bir amin turşusunu kodlayır.

6. Kod universaldır:

Genetik kodun bütün növ canlı orqanizmlərdə - prokaryotlarda və eukariotlarda universal olduğu aşkar edilmişdir.

7. Birgə xəttilik:

DNT xətti polinükleotid zənciridir və zülal xətti polipeptid zənciridir. Polipeptid zəncirindəki amin turşularının ardıcıllığı onu kodlayan gendəki (DNT) nukleotid əsaslarının ardıcıllığına uyğun gəlir. DNT-də xüsusi kodonun dəyişməsi polipeptiddə müvafiq mövqedə amin turşusunun dəyişməsinə səbəb olur. Genin və onun kodladığı polipeptidin ko-xətti olduğu deyilir.

8. Gen-polipeptid Pariteti:

Müəyyən bir gen xüsusi bir polipeptid istehsal edən xüsusi bir mRNT-ni transkripsiya edir. Buna əsaslanaraq, bir hüceyrədə yalnız gen növləri olduğu qədər polipeptid növləri ola bilər. Lakin bu, üst-üstə düşən genləri olan bəzi viruslara aid edilmir.

Əlaqədar Məqalələr:

BiologyDiscussion-a xoş gəlmisiniz! Missiyamız tələbələrə Biologiyadan qeydləri paylaşmağa kömək etmək üçün onlayn platforma təmin etməkdir. Bu vebsayta SİZ kimi ziyarətçilər tərəfindən təqdim olunan tədqiqat qeydləri, tədqiqat sənədləri, esselər, məqalələr və digər əlaqəli məlumatlar daxildir.

Biliklərinizi bu saytda paylaşmazdan əvvəl aşağıdakı səhifələri oxuyun:

Suallar

Mündəricat

Bizim haqqımızda

Təkliflər

Yeni Suallar və Cavablar və Forum Kateqoriyaları

Bu, məqalələr, cavablar və qeydlər mübadiləsi üçün tələbələr, müəllimlər və ümumi ziyarətçilər üçün sual-cavab forumudur. İndi cavab verin və başqalarına kömək edin.


Genetik Kod haqqında Tez Qeydlər | Hüceyrə biologiyası

Canlılar varlıq və utancaqlıq üçün zülallardan asılıdır, sonuncular bütün kimyəvi reaksiyalar üçün lazım olan fermentləri istehsal edirlər. Watson və Crick (1953) tərəfindən təklif olunan ikiqat spiralın məkan konfiqurasiyasına malik olan DNT molekulunda hər hansı bir proteinin sintezini müəyyən etmək üçün lazım olan struktur məlumat və şimasiya tələb olunur.

DNT-dəki əsasların xətti ardıcıllığı 20 amin turşusundan ibarət başqa bir əlifba ilə yazılmış başqa bir xətti quruluş, zülal üçün ‘kodlar verən – A, T, C, C, 4 əsasın irsi yazısı” əlifbasını təşkil edir.

Bununla belə, məlumat və şimasiyanın faktiki ötürülməsi dolayıdır. DNT ribosomlara daxil olan və öz növbəsində zülal sintezi üçün şablon rolunu oynayan RNT-lərin əmələ gəlməsi üçün ‘tem­plate’.

Zülalın bütün xassələri, o cümlədən onun ikinci və üçüncü strukturu, son nəticədə xro&şimosom DNT-si ilə müəyyən edilir və bütün bioloji xassələri öz növbəsində zülal strukturu və ferment aktivliyi vasitəsilə orqanizmdə zülalların amin turşusu ardıcıllığı ilə müəyyən edilir.

‘kodlaşdırma’ termini DNT və zülal arasındakı əlaqəni nəzərdə tutur. DNT-nin dörd əlifbasında daşınan irsi hərf kodlaşdırma ilə nəticədə amin turşularının iyirmi hərfli əlifbasından ibarət zülal dilinə çevrilir.

Gen və Polipep və şitidin birgə xətti:

1958-ci ildə Crick, DNT-nin polipeptiddəki amin turşularının ardıcıllığını təyin etdiyi fərziyyəsini irəli sürdü. Bu əlaqənin əsasını təşkil edən hər ikisinin strukturda xətti olması, bir halda nukleotidlərin ardıcıllığı, digər halda isə amin turşularının ardıcıllığıdır.

Bir genin nukleotid ardıcıllığını zülalın amin turşusu ardıcıllığı ilə müqayisə edərək, gen və zülalın birgə xətti olub-olmadığını birbaşa müəyyən edə bilərik. N amin turşularından ibarət bir zülalın kodlaşdırılması üçün 3N əsas cütlərindən ibarət bir gen tələb olunur.

Gen və zülalın ko-xəttiliyi E. coli-nin triptofan sintetaza genində Yanofski və onun əməkdaşları tərəfindən triptofan sintetaza fermentinin A polipeptid zəncirindən istifadə etməklə tədqiq edilmişdir. DNT ardıcıllığında müxtəlif mutasiyaların A polipeptid zəncirində müvafiq amin turşusu ardıcıllığında müşahidə edilən dəyişikliklərdə müşahidə edildiyi kimi eyni ardıcıllıqla mövcud olduğu müşahidə edilmişdir.

Rekombinasiya məsafələri zülaldakı həqiqi məsafələrə nisbətən oxşardır, buna görə də bu halda rekombinasiya və fiziki xəritə arasında çox oxşarlıq var.

Bütün əsas ardıcıllıqların zülallarda amin turşusuna çevrilmədiyi intronlar olan eukaryotik split gen üçün, genin əsas ardıcıllığı və zülaldakı amin turşusu ardıcıllığı arasında ko-xəttiliyin kəsilə biləcəyini, lakin pozulmadığını göstərir.

Genetik kodun xüsusiyyətləri:

Kod Üçlükdür:

Ochoa, Kornberg, Nirenberg, Brenner, Crick və başqaları tərəfindən kodlaşdırma nisbətini, yəni digər sistemdə bir vahidi müəyyən etmək üçün tələb olunan bir sistemdəki vahidlərin sayını aşkar etmək üçün tədqiqatlar aparılmışdır. Şübhəsiz ki, nukleotidlər və amin turşuları arasında tək-tək uyğunluq müşahidə edilə bilməz.

Hər növ nukleotid tək bir amin turşusu təyin etsəydi, yalnız dörd amin turşusundan ibarət zülallar yaradıla bilərdi. Eynilə, bir amin turşusunun iki nukleotidə uyğunluğu daha çox imkan verəcək, lakin yenə də kifayət deyil, cəmi = 16.

Üç rəqəmli kod istifadə olunarsa, cəmi = 64 növ vahid və ya kodon qurulur (Şəkil 15.1), iyirmi amin turşusunu kodlaşdırmaq üçün kifayətdir. Artıq qırx dörd üçlü ilkin olaraq cəfəng kodonlar, qalan iyirmisinin isə hiss kodonları olduğu düşünülürdü.

Bununla belə, sonrakı tədqiqatlar göstərdi ki, bir neçə üçlü bir amin turşusunu kodlaya bilir. Belə ki, cəfəng üçlülərin sayı çox azdır. Bəzi cəfəng üçlülər kimi də istifadə edilə bilər ‘ durğu işarələri’, kimyəvi mesajın sonunu təyin edir.

Kodlaşdırma vahidlərinin təbiəti haqqında kritik məlumatlar (yəni kod üçlüdür) polinükleotid zəncirinə (DNT) muta-şigen təsirinin tədqiqatlarından toplanmışdır.

Mutagenin tətbiqi bir nukleotid cütünün və ya bir neçə bitişik cütün silinməsinə və ya təkrarlanmasına gətirib çıxarır. Müvafiq olaraq bir və ya iki əsasın əlavə edilməsi və ya silinməsi çox vaxt kəskin təsirə səbəb olur və orqanizmlər sonda ölür.

Digər tərəfdən, üç əsasın birlikdə əlavə edilməsi və ya silinməsi orqanizmin davranışında dəyişikliklərə səbəb olsa da, mütləq ölümcül təsirə səbəb olmaya bilər və orqanizm dəyişdirilmiş mutasiyaya uğramış toxuma ilə sağ qala bilər.

(i) Üçlü kod konsepsiyasını dəstəkləyən və utandıran birbaşa və dəqiq sübut Crick və digərləri tərəfindən təqdim edilmişdir. (1961) bir virus, T4 bakteriofaq (Şəkil. 15.2) öz təcrübələri əsasında. Onlar aşkar ediblər ki, pro-flavin adlı kimyəvi maddə ilə müalicə onun DNT molekulunda baza əlavə edib və ya çıxarıb, bununla da virusa zərər verir və virusun dəyişmiş və ya mutant forması ilə nəticələnir.

Əlavə və ardınca yaxın bazanın silinməsi orijinal virusun bərpası ilə nəticələndi. Bu, DNT molekulundakı normal əsasların ardıcıllığının ikinci dəyişikliklə bərpa olunduğunu nəzərdə tuturdu.

GTCCAGACC əsas ardıcıllığının nümunəsindən göründüyü kimi silinmə və ya daxiletmə oxu çərçivəsini tamamilə pozur. Normalda ardıcıllıq GTC, CAG, ACC, … kimi oxunacaq, lakin birinci və ikinci nukleotidlər arasında yeni T əsasının daxil edilməsi ilə o, GTTCCAGACC … ardıcıllığını verir və GTT qruplarında oxumağa gətirib çıxarır, CCA, GAC, C … və səhv amin turşularını təyin edir.

Bənzər bir ardıcıllıq silinmə nəticəsində yaranır. Əlavə və silinmə arasında kəsişmə, aralarındakı bölgə istisna olmaqla, ardıcıllığın düzgün oxunuş çərçivəsini bərpa edəcək. İki mutantın iki daxiletmə və ya iki silinmə şəklində birləşməsinin hələ də yanlış yerləşdirilmiş oxu çərçivəsi yaradacağını görmək asandır.

Crick (1961) aşkar etdi ki, bitişik nukleotidlərin üç əlavəsi və ya silinməsi DNT-də normal əsas ardıcıllığının bərpası səbəbindən normal virusun istehsalı ilə nəticələndi.

Beləliklə, üç daxiletmənin və ya silinmənin birləşməsinin tamamilə normal görünüşlü bakteriofaq əmələ gəldiyini və üçə çox olmayan sayda daxiletmə və ya silinmələri ehtiva edən rekombinantların yalnız qeyri-funksional və ya yanlış zülal olduğunu nümayiş etdirən təcrübələr, genetik kodun üçlü kod kimi fəaliyyət göstərdiyinə dair güclü sübutları rədd etdi. və ya bir üçlü nukleotid kodon təşkil edir.

(ii) Şifrənin üçlü təbiəti Nirenberq və Lederin (1965) tədqiqat işi ilə təsdiqlənmişdir ki, dinukleotid xəbərçilərinin iştirakı ilə tRNT-nin az bağlanması mümkün olsa da, bu, daha çox trinukleotidlərlə baş verir.

Onlar eyni üç əsasın müxtəlif ardıcıllığı vasitəsilə müxtəlif amin turşularının bağlanmasını stimullaşdıra bildilər və bir daha üçlü kodun varlığına inam verdilər.

Kod Üst-üstə düşmür:

Təbiətdə həmişə iqtisadiyyata meyl var. Gamow tərəfindən təklif edildiyi kimi, onun ‘over­lapping’ kodlaşdırma hipotezində kod üçlülər şəklindədir, lakin düz zəncirdə düzülmür. Müəyyən bir nukleotidin birdən çox kodlaşdırma vahidində xidmət etdiyi bölgələrdə üst-üstə düşür.

Gamow iki xüsusiyyət əsasında üst-üstə düşən kodu təklif etdi:

(a) DNT molekulunda iki əsas arasındakı məsafə 3,4A-dır

(b) Zülal molekulunda da iki bitişik amin turşusu arasındakı məsafə 3,4A-dır.

Bunu mono-kodlaşdırma, eləcə də üst-üstə düşən kodlaşdırma hallarında izah etmək olar, lakin bu, düz zəncirli üçlü kodlaşdırmada olduqca qeyri-mümkündür. Üst-üstə düşməyən kodda altı nukleotid iki amin turşusunu kodlayacaq, həddən artıq çoxaldıqda isə dördə çatacaq (Şəkil 15.3).

Üst-üstə düşməyən kodda hər hərf yalnız bir dəfə oxunur, üst-üstə düşən kodda isə hər dəfə müxtəlif sözlərin bir hissəsi kimi üç dəfə oxunur. Bir hərfdəki mutasiya dəyişiklikləri üst-üstə düşməyən kodda yalnız bir sözə, üst-üstə düşən koddakı üç sözə təsir edərdi.

Genetik kodun üst-üstə düşmədiyinə dair sübutlar var.

(i) Crick (1961) tərəfindən hazırlanmış eksperimental sübutlar həddən artıq və yalnış kodlara qarşı iddialı şəkildə mübahisə etdi və öz tədqiqatları vasitəsilə üst-üstə düşməyən kodun lehinə əvvəlki alim və şitistlərin təqdim etdiyi arqumentləri əsaslandırdı və sübut etdi. Onlar məlum üçlü ardıcıllığın bir xəbərçisi ilə başladılar və müəyyən bir zülal sintez etmək üçün bundan istifadə etdilər.

Ona bir nukleotid əlavə edildikdə, hissəcikli və şikulyar zülal artıq sintez edilə bilməz.Nəticə hətta ikinci nekleotidin əlavə edilməsi ilə də dəyişməz qaldı. Üçüncü nukleotidin tətbiqi ilə nukleotidin düzgün funksiyası bərpa olundu.

Verilmiş nukleotid ardıcıllığı ACTACTAC-TACT üst-üstə düşməyən kodlaşdırma sistemləri altında ACT, ACT, ACT, ACT kodonlarını daşıyır. Belə bir sistem altında birinci C və birinci T arasında bir nukleotid G-nin daxil edilməsi nukleotid ardıcıllığını ACGTACTACTACT-a və kodon ardıcıllığını ACG, TAG, TAG, TAG, T-yə dəyişəcəkdir.

Orijinal zülalın sintezi nukleotid əlavə edildikdən sonra baş verməyəcək. Bunun əvəzinə dəyişdirilmiş amin turşusu zənciri tamamilə fərqli bir protein istehsal edəcəkdir. Əvvəllər dəyişdirilmiş nukleotid zəncirinin ilk C və ilk G arasında başqa bir nukleotid G-nin ikinci yeridilməsi və yeni bir nukleotid ardıcıllığı ACGGTACTACTACT və müvafiq kodon ardıcıllığı ACG, GTA, CTA, CTA, CT ilə nəticələnir.

Xüsusi protein hələ də sintez edilə bilməz. Üçüncü bir nukleotid əlavəsi, sonuncu addımdan sonra mövcud olan nukleotid zəncirinin başlanğıcına nukleotid G-nin daxil edilməsi onun GAGGGTACTACTACT kimi oxunmasına səbəb olur və mövcud uyğun kodon zənciri GAC, GGT, ACT, ACT, ACT-dir.

Üçüncü əlavə orijinal üçlü ardıcıllığın çoxunu bərpa etdi. DNT-dən əsasların silinməsi, silinmə ilə eyni təsirə malikdir. Üçüncü silinmə isə oxu çərçivəsinin çox hissəsini bərpa edəcək və orijinaldan bir qədər fərqlənən amin turşularının ardıcıllığına imkan verəcəkdir. Bu, kodun üst-üstə düşmədiyini göstərir.

(ii) Üst-üstə düşməyən kodun mövcudluğunu və utancaqlığını dəstəkləyən başqa bir dəlil tək yerli mutasiyaların təsiri ilə təmin edilir.

Üst-üstə düşən kodlaşdırma sistemindəki tək bir mutasiya nukleotid zəncirindəki iki və ya daha çox bitişik amin turşusuna həmişə təsir göstərə bilər. ATGATGATG nukleotid ardıcıllığında birinci G-dən C-yə qədər olan mutasiya yalnız üst-üstə düşməyən kod halında bir kodonda dəyişikliyə səbəb olacaq. ATG, ATG, ATG-nin orijinal kodon ardıcıllığı tək mutasiyadan sonra ATC, ATG, ATG kodon ardıcıllığına səbəb olacaqdır.

Bununla belə, kod üst-üstə düşən kod idisə, orijinal kodon ardıcıllığı ATG, TGA, GAT, ATG, TGA, GAT, ATG ATC, TGA, CAT, ATC, TGA, GAT, .ATG kodon ardıcıllığına dəyişəcək. Tək mutasiya nəticəsində üç dəyişiklik baş verir. Kodon ardıcıllığında üst-üstə düşən kod iş və şırnaqda olduqda.

Üst-üstə düşməyən kodun olması halında yalnız bir dəyişiklik gözlənilir. Tək yerli mutasiyaların eksperimental tədqiqatlarında yalnız sin­gle amin turşusu dəyişiklikləri müşahidə edildiyi üçün bu sübut üst-üstə düşməyən kodun mövcudluğunu gücləndirir.

(iii) Brenner (1957) zülallardakı amin turşularının ardıcıllığının tədqiqi ilə bağlı dərc edilmiş bütün məlumatlar əsasında belə nəticəyə gəldi ki, zülallarda qadağan olunmuş zonalar yoxdur və amin turşuları daima əlaqəsiz nukleotid qrupları tərəfindən kodlanır. .

Daha sonra müəyyən edilmişdir ki, heç bir xüsusi amin turşusunun həmişə eyni yaxın qonşuları olmayacaq və amin turşusu ardıcıllığı demək olar ki, tamamilə təsadüfi görünür. Əgər məcəllə üst-üstə düşən xarakterə malik olsaydı, bu cür açıqlamalar mümkün olmazdı.

(iv) Yanofski (1963) hər hansı bir üst-üstə düşən kodu istisna edən, bəlkə də ən inandırıcı sübutu təqdim etdi. Transduc­tion texnikası ilə həm mutasiya, həm də rekombinasiya üzərində apardığı araşdırmalarda o, müəyyən bir mövqedə fərqli bir amin turşusu olan hər bir zülalda hər iki tərəfdəki amin turşularının dəyişməz qaldığını tapdı.

Kod degenerativdir:

Bəzən üç və ya dörd üçlü kodon müəyyən bir amin turşusu üçün kodlaşdırır. Tək bir amin turşusu üçün birdən çox üçlü (kodon) kodun olduğu belə bir genetik kod degen və şyerat kodu kimi tanınır. Mümkün 64 müxtəlif kodondan 61 kodon müxtəlif amin turşularını kodlayır.

20 amin turşusu olduğu üçün, bir amin turşusu üçün birdən çox kodon və ya üçlü kodlaşdırması aydındır. Hər bir amin turşusu tək bir kodonla kodlaşdırılarsa, 64 kodondan 44-ü yararsız və ya mənasız kodonlar olacaqdır.

Çoxsaylı sübutlar genetik kodun degenerasiya olduğunu göstərir.

(i) Əgər yalnız iyirmi üçəm məntiqli olsaydı və qalan qırx dördü qeyri-həyasız qalsaydı, onda bir xromosom uzunluğunda mutasiyalar yalnız uzunluğun üçdə birini təşkil edən çox məhdud yerlərdə baş verə bilər, bütün uzunluğu boyunca deyil.

Lakin spontan mutasiyaların sürəti, eləcə də rentgen şüaları vasitəsilə induksiya edilmiş mutasiyaların nəticələri göstərdi ki, demək olar ki, bütün xromosom sahəsi mutasiyaya məruz qala bilir. Yalnız kod degene­rate olduqda mümkündür. Bununla belə, kodun degenerativ təbiəti müəyyən edilsə də, çox sayda təkrar ardıcıllığın olması xromosomların əsas seqmentlərini dəyişilməz edə bilər.

(ii) 3:1 nisbətində iki əsas U və C RNT-də sintez edildikdə, mümkün üçlülər və onların tezliyi riyazi və utancaq şəkildə müəyyən edilə bilər:

UUU = 3/4 x 3/4 x 3/4 = 27/64 UUC = 3/4 x 3/4 x 1/4 =9/64 UCU = 3/4 X 1/4 X 3/4 = 9/ 64 CUU = 1/4 x 3/4 x 3/4 = 9/64 UCC = 3/4 x 1/4 X 1/4 = 3/64 CUC = 1/4 x 3/4 X 1/4 = 3 /64 CCU = 1/4 x 1/4 x 3/4 = 3/64 CCC = 1/4 X 1/4 X 1/4 = 1/64.

Bu kompozisiyanın mRNT-si səkkiz amin turşusunun birləşməsinə rəhbərlik etməlidir, lakin əslində kodun degenerativ təbiətini göstərən zülal zəncirində yalnız dörd amin turşusu aşkar edilmişdir, yəni bu vəziyyətdə bəzi kodonlar eyni amin turşusunun daxil olmasını yönləndirmişdir. amin turşusu.

(iii) Crick-in (1966) yırğalanma fərziyyəsinə görə, üçlü kodon cütünün ilk iki əsası müəyyən edilmiş qaydalara uyğun olaraq, yəni A ilə U və G ilə C, lakin üçüncü baza ilə müqayisədə daha çox hərəkət azadlığı var. digər iki, yırğalanır və bu mövqedə birdən çox növ cütləşməyə və utanmağa icazə verir. Beləliklə, yırğalanma hipotezi kodun degenerasiyasını müəyyən dərəcədə izah edir.

Bəzən belə bir fikir irəli sürülür ki, kodun üçüncü əsası çox da vacib deyil və kodonun spesifikliyi xüsusilə ilk iki əsas tərəfindən müəyyən edilir. Göstərilmişdir ki, eyni tRNT yalnız üçüncü mövqedə fərqlənən birdən çox kodonu tanıya bilir. Bu paring çox sabit deyil və bu üçüncü mövqedə əsas cütləşmədə yırğalanmaya görə icazə verilir.

1965-ci ildə Crick bu fenomeni izah etmək üçün yırğalanma hipotezi adlı bir fərziyyə irəli sürdü. O, aşkar etdi ki, əgər U antikodonun ilk mövqeyində olarsa, o, kodonun üçüncü mövqeyində ya A, ya da G ilə cütləşə bilər. Oxşar vəziyyət antikodonda tapılan və ya C və ya U kodon ilə qoşalaşa bilən G ilə bağlıdır (Cədvəl 15.1 A).

Yırtılma fərziyyəsi, bir çox kodonun antikodondakı müvafiq baza üçün qeyri-məhdud məkan məhdudiyyətləri səbəbindən üçüncü baza sahəsində mutasiyalara dözə bildiyini vizuallaşdırır. Bir çox kodondakı üçüncü nukleotid daha yaxşı tolere edilirdi və zədələnmədən əvəz edilə bilərdi.

Antikodondakı müvafiq baza yırğalanır və uyğunlaşır. Bu cür yırğalanma tRNT molekullarının sayına qənaət etməyə imkan verir, çünki eyni amin turşusu üçün nəzərdə tutulan bir neçə kodon eyni tRNT tərəfindən tanınır.

Kod vergülsüzdür:

Vergülsüz kod o deməkdir ki, iki söz arasında durğu və utancaq işarələrə ehtiyac yoxdur. Başqa sözlə desək, deyə bilərik ki, bir amin turşusu kodlaşdırıldıqdan sonra ikinci amin turşusu avtomatik olaraq növbəti üç hərflə kodlanacaq və heç bir hərf israf edilməyəcək (şək. 15.4).

Bununla belə, bir neçə amin turşusu olan bütöv bir polipeptidin kodu həmişə kodlaşdırma terminologiyasında nöqtə kimi xidmət edən cəfəng kodon tərəfindən dayandırılır.

Əgər genetik kod vergüllə işləyirsə, müəyyən bir nukleotid durğu işarəsi kimi xidmət edir. Təcrübələr nəticəsində müəyyən edilmişdir ki, poli-A (AAA) lizin üçün, poli-C (CCC) prolin üçün və poli-U (UUU) fenilalanini kodlayır ki, bu da vergüllərin A, C və U.

Kod Birmənalı deyil:

Qeyri-müəyyənlik bir kodonun birdən çox amin turşusunu kodlaya biləcəyini bildirir. Qeyri-müəyyənlik o deməkdir ki, müəyyən bir kodon haqqında qeyri-müəyyənlik yoxdur. Müəyyən bir kodon həmişə eyni amin turşusunu kodlayacaqdır.

Genetik kod ümumiyyətlə qeyri-müəyyəndir, xüsusi tRNT-nin bağlanmasını istiqamətləndirən xüsusi tək üçlü-ribosom kompleksindən istifadə edərək eksperimental olaraq təsdiqlənə bilər. Məsələn, UUU triplet-ribosom kompleksi fenilalanin-tRNT-nin bağlanmasını, AAA triplet-ribosom kompleksi isə lizin-tRNT-nin bağlanmasını istiqamətləndirir.

Eyni şəkildə, məlum ardıcıllığın üçlüklərindən istifadə etməklə, valin, sistein, leysin və bəzi digər amin turşularının kodonları təyin olundu və bununla da təbii fizioloji şəraitdə genetik kodun qeyri-müəyyənliyi aydın şəkildə müəyyən edildi.

Kod Universaldır:

Genetik kod universaldır. Bu o deməkdir ki, insanlardan tutmuş virusa qədər bütün orqanizmlərdə eyni kodon eyni amin turşusunu kodlayır.

Genetik kodun universal təbiəti eksperimental olaraq sübut edilmişdir.

(i) Genetik kodda həlledici məqam tRNT-nin xüsusi antikodonla mRNT-nin kodonuna uyğunlaşmasıdır.

Beləliklə, əgər mRNT eukariotdan, tRNT isə prokaryotdan götürülürsə və zülal sintezi mRNT-də kodlaşdırıldığı kimi həyata keçirilə bilərsə, o zaman kodun universal olduğu sübut edilə bilər, əgər mRNT və ribosom E.coli-dən, amin turşusu və Siçovullardan tRNT, pro­tein sintezi E. coli-nin mRNT-sində kodlaşdırıldığı kimi həyata keçirilə bilər. Bu da əksinə doğrudur.

Von Ehrenstein və Lipmann tapdılar ki, etiketli amin turşularının əlavə olunduğu E. coli tRNT dovşan retikulo və şisitlərin mRNT və ribosomları ilə inkubasiya edildikdə hemoglobin əmələ gətirir.

Bu spesifik birləşmənin dəqiqliyi amin turşusu ilə aktivləşdirilmiş tRNAsilərdə sisteini alaninə çevirməklə və sonra bu alaninin indi sisteinin adi və utancaq şəkildə tutduğu peptid mövqelərinə, başqa sözlə, sisteinin antikodonuna daxil edildiyini müşahidə etməklə göstərildi. Bakteriya növünün tRNT-si, tRNT-nin alanin amin turşusu daşımasına baxmayaraq, məməli mRNT-nin sistein kodonu tanıdı.

(ii) E. coli, Xenopus laevis və guineapig-dən olan tRNT Nirenberg və başqalarının göstərdiyi kimi eyni trinukleotidlərə bağlanır, kodun universal və utancaqlığını göstərir.

(iii) Merril və əməkdaşlarının tədqiqatları (1971) aşkar etdi ki, qalaktoza şəkərlərinin metabolizmasını kataliz edən XD-qalaktoza-1 fosfat uridil transferaz bakterial fermenti, əvvəllər bunu edə bilməyən insan toxuma mədəniyyəti hüceyrələrində istehsal olunur. E. coli gal + genini daşıyan virus. Bu, kodun universallığının lehinə güclü sübutlar təqdim edir.

(iv) DNT bakteriofaqının f x 174-ün üst-üstə düşən genlərində və RNT bakteriofaqının MS2 kapsid zülal kodlaşdıran genində korrelyasiya olunmuş nukleotid və amin turşusu ardıcıllığı genetik kodun universal olduğunu göstərir.

(v) İnsan, at, toyuq, maya və bakteriya kimi geniş şəkildə fərqlənən növlərdən ayrılmış homoloji zülalların amin turşusu ardıcıllığında vahidlik, məsələn, sitoxrom c kolleksiyası genetik kodun universallığını nümayiş etdirdi.

(vi) Nəhayət, insan və digər orqanizmlərin genləri E. coli-də və bakteriya və bitkilərdəki digər orqanizmlərdən olan genlər ifadə edilmişdir. Hər bir belə halda, yeni orqanizmdə bir genin istehsal etdiyi polipeptid, mənşəyinin orqanizmində əmələ gətirdiyi polipeptidlə eyni idi.

Genetik kodun istisnaları:

Üçlü kodon öz tRNT-ni tamamlayıcı antikodonla tələb edir və ya tək tRNT kodon cütünün hər iki üzvünə və ya kodon ailəsinin dörd üzvünün hamısına (və ya ən azı bəzilərinə) cavab verir. Çox vaxt bir tRNT birdən çox kodonu tanıya bilər, yəni kodon degenerativdir.

Bu o deməkdir ki, antikodonun birinci mövqeyində olan baza kodonun müvafiq üçüncü mövqeyində alternativ əsaslarla tərəfdaş ola bilməlidir. Belə hallarda alternativ tanınma reaksiyalarının effektivliyində fərqlər ola bilər (ümumi bir qayda olaraq, tez-tez istifadə olunan kodonlar daha səmərəli oxunur).

Bütün kodonları tanıya bilən bir sıra tRNT konstruksiyalarına əlavə olaraq, eyni kodona cavab verən bir neçə tRNA ola bilər. Yırtıq cütləşmə ilə bağlı proqnozlar demək olar ki, bütün tRNT-lərin müşahidə edilən qabiliyyətləri ilə çox yaxşı uyğunlaşır. Ancaq tRNT tərəfindən tanınan kodonların yırğalanma qaydaları ilə proqnozlaşdırılanlardan fərqli olduğu istisnalar var.

Bu cür təsirlər, ehtimal ki, qonşu əsasların təsirindən və/yaxud tRNT-nin ümumi üçüncü strukturunda antikodon halqasının uyğunlaşmasından irəli gəlir. Həqiqətən də, anti&şikodon döngəsinin strukturunun əhəmiyyəti yırğalanma hipotezinin özünə xasdır.

Ətrafdakı strukturun təsir və utancaqlığı üçün əlavə dəstək, molekulun bəzi digər bölgəsindəki bazanın dəyişməsi antikodonun kodonları tanıma qabiliyyətini dəyişdirdiyi təsadüfi mutantların təcrid edilməsi ilə təmin edilir.

Başqa bir gözlənilməz qoşalaşma reaksiyası, bakterial təşəbbüskar fMet-tRNA ƒmet-in həm AUG, həm də GUG-ni tanımaq qabiliyyəti ilə əvvəlcədən müəyyən edilir. Bu səhv davranış antikodonun üçüncü əsasını əhatə edir. Genetik kodun qeyri-müəyyən olmasına baxmayaraq, GUG təşəbbüskar kodon kimi istifadə edildikdə metionini kodlayır, lakin interkalyar mövqedə olduqda valini kodlayır, onun qeyri-müəyyən təbiətini göstərir.

Genetik kodun universallığı stri­kingdir, lakin bəzi istisnalar mövcuddur. Onlar başlanğıc və ya termin və şinasiyada iştirak edən kodonlara təsir göstərməyə meyllidirlər və müəyyən kodonları təmsil edən tRNA-ların istehsalı (və ya olmaması) nəticəsində yaranır. Əsas genomlarda aşkar edilən dəyişikliklərin demək olar ki, hamısı sonlanma kodonlarına təsir göstərir.

Mycoplasma capricolum prokaryotunda UGA xitam vermək üçün istifadə edilmir, əksinə triptofanı kodlayır. Əslində, bu, üstünlük təşkil edən Trp kodonudur və UGG yalnız nadir hallarda istifadə olunur. UCA (UCA və UGG-ni oxuyur) və CCA (yalnız UGG-ni oxuyur) antikodonları ilə iki Trp-tRNA növü mövcuddur.

Bəzi kirpiklər (birhüceyrəli protozoa) UAA və UAG-ni qlutamin kimi termin və şüurlu siqnallar kimi oxuyur. Kirpiklərdən biri olan Tetrahymena thermophile, üç tRNAglu növünü ehtiva edir. Biri qlutamin üçün adi CAA və CAG kodonlarını tanıyır, biri həm UAA, həm də UAG-ni tanıyır (yalnış hipotezinə görə), sonuncusu isə yalnız UAG-ni tanıyır.

Biz güman edirik ki, eRF buraxma faktoru digər eukariotlarla müqayisədə məhdud spesifikliyə malikdir.

Başqa bir kirpikdə (Euplotes octacarinatus) UGA sisteini kodlayır. Sonlandırma kodonu kimi yalnız UAA istifadə olunur və UAG tapılmır. UGA-nın mənasının dəyişməsi tRNAcys antikodonunun modifikasiyası ilə həyata keçirilə və onun UGA-nı adi kodonu UGU və UGC ilə oxumasına imkan verə bilər.

Amin turşularının kodlaşdırılmasında yeganə əvəzetmə mayada (Candida) baş verir, burada CUG lösin əvəzinə serin deməkdir (və UAG hiss kodonu kimi istifadə olunur).

Bütün bu dəyişikliklər sporadikdir, yəni təkamülün müəyyən xəttlərində müstəqil və utancaq şəkildə baş vermiş kimi görünür. Onlar sonlanma kodonlarında cəmləşə bilər, çünki bu dəyişikliklər bir amin turşusunun digəri ilə əvəz edilməsini nəzərdə tutmur. Beləliklə, son kodonların fərqli istifadələri onları təmsil edə bilər ‘tutmaq’ normal kodlaşdırma məqsədləri üçün.

Universal genetik kodun istisnaları bir neçə növdən olan mitoxondrilərdə də baş verir.

Ən erkən dəyişiklik, bütün (bitki olmayan) mitoxon və shidriya üçün ümumi olan triptofanı kodlaşdırmaq üçün uni­versal stop-kodon UGA-nın istifadəsi idi. Çox güman ki, UGA universal kodda tripto&şifan üçün kodlanmış, lakin sitoplazmik tərcümədə terminasiyaya dəyişdirilmişdir, çünki o, bakteriyalarda, bitki mitoxondriyalarında və nüvə genomlarında dayanma kodonudur.

Qeyri-bitki mitoxondriyada olan universal koddan kənarlaşmalar treonin üçün CUN (leysin) (mayalarda), asparagin üçün AAA (lizin) (Platyhelminthes və exinodermlərdə), tirozin üçün UAA (dayanma) (Planariyada) və Serin üçün AGR (arginin) (bir neçə heyvan sıralarında və dayandırmaq üçün (onurğalılarda) [N = A, U, G və ya CR = A və ya G) (Cədvəl 15.1B).

Bitkilərin və protozoaların mitoxondriyaları nüvə, eləcə də mitoxondrial genom tərəfindən kodlanmış tRNT-lərin idxalı və istifadəsi ilə fərqlənir, heyvan mitoxondrilərində isə bütün tRNT-lər orqanoid tərəfindən kodlanır.

Mitoxondrial genom tərəfindən kodlaşdırılan az sayda tRNT mitoxondrial genetik sistemin mühüm xüsusiyyətini - həm prokaryotik, həm də eukaryotik hüceyrələr tərəfindən istifadə edilən universal koddan fərqli olan bir qədər fərqli genetik kodun istifadəsini vurğulayır.

Bu dəyişikliklərdən bəziləri fərqli mənaları olan iki kodonu tək mənalı bir cütlə əvəz etməklə kodu sadələşdirir. Bu cür rəftar edilən cütlərə UGG və UGA həm Trp əvəzinə bir Trp və bir xitam) və AUG və AUA (hər ikisi bir Met əvəzinə Met və digər yalan) daxildir.

Dəyişikliklər adətən orqanizm və ya orqanellədəki bütün kodlaşdırma ardıcıllığından kodonun itirilməsi ilə, çox vaxt kodonu tərcümə edən tRNT-nin itirilməsi ilə müşayiət olunan istiqamətli mutasiya təzyiqi nəticəsində baş verir.

Kod daha sonra başqa bir kodonun çevrilməsi və yenidən meydana çıxan kodonu fərqli təyinat və utancla tərcümə edən bir tRNT-nin ortaya çıxması ilə yenidən görünür. Buraxılış amillərindəki dəyişikliklər də bu yenidən işlənmiş tapşırığa kömək edir. Beləliklə, əvvəllər donmuş olduğu düşünülən genetik kodun indi təkamül vəziyyətində olduğu bilinir.

Genetik kodun deşifr edilməsi:

M.W.Nirenberq süni şəkildə sintez edilmiş mRNT molekulundan istifadə edərək polipeptidin sintezi üçün in vitro sistemdən istifadə edənə qədər, bu problemə dair ilk ipucu gələnə qədər mümkün 64 kodondan hansı kodonun 20 amin turşusundan hansını kodlaşdırması lazım olduğunu söyləmək mümkün deyildi.

1961-ci ildə Nirenberg və Mathaei genetik kodun təhlilinə kömək edən ilk xüsusi kodlaşdırma ardıcıllığını xarakterizə etdilər.

Onların kodun deşifr edilməsində uğurları iki eksperimental sistemdən asılı idi:

(i) In vitro (hüceyrəsiz) zülal sintez sistemi,

(ii) Sintetik mRNA-ların sintezinə imkan verən bir ferment, polinükleotid fosforilaz. Bu mRNA-lar hüceyrəsiz sistemdə polipeptid sintezi üçün şablon kimi xidmət edirdi.

Polinukleotid fosforilaza fermenti RNT-ni parçalamaq üçün bakteriyalarda metabolik fəaliyyət göstərir, lakin yüksək konsentrasiyalı ribo və şinükleotid difosfatlarla reaksiya ola bilər. ‘məcbur edilir’ RNT sintezi üçün əks istiqamətdə.

RNT polimeraza kimi heç bir DNT şablonu tələb etmir, hər bir ribonukleotidin əlavə edilməsi reaksiya qarışıqlarına əlavə edilən dörd ribonukleozid difos və şifatın nisbi konsentrasiyasına əsasən təsadüfi olur. Xüsusi bir ribonukleo və şitidin daxil olma ehtimalı digər mövcud ribonukleo və şitidlərə nisbətən həmin molekulun mövcudluğu ilə mütənasibdir.

Zülal sintezi üçün hüceyrəsiz sistem və sintetik mRNA-ların mövcudluğu, spesifik amin turşularını kodlayan müxtəlif tripletlərin ribonukleotid kompozisiyasını və utancaqlığını deşifrə etmək üçün bir vasitə təmin etdi.

Homopolimerlər Texnikası (Poly U Təcrübəsi):

Nirenberg və Mathaei ilk təcrübələrində hər biri yalnız bir növ ribonukleotiddən ibarət olan RNT homopolimerlərini sintez etdilər, yəni in vitro sistemdə istehsal olunan mRNT ya UUUUU …, AAAAA …, CCCCC … ya da GGGGG-dir. … Hər bir mRNT-ni sınaqdan keçirərkən polipeptid zəncirinə hansı amin turşusunun daxil olduğunu müəyyən etmək çox asan idi.

Müxtəlif amin turşuları 14 C istifadə edərək etiketlənmiş və radioaktiv sayma ilə ayrıca sınaqdan keçirilmişdir. Yalnız urasildən istifadə edərək sintez edilmiş RNT-də mRNT-nin bütün uzunluğu boyunca başqa heç bir əsas yox idi və yeganə mümkün üçlük UUU idi.

Belə bir poli-U (RNT) bir polipeptidin sintezində istifadə edildikdə (E. coli-dən olan bütün ekstraktlardan istifadə etməklə və zülal sintez mexanizmlərinin bütün lazımi komponentlərini təmin etməklə) yalnız polifenilalanin sintez edilmişdir, yəni yeganə amin turşusu kodlaşdırılmışdır. fenilalanin idi.

Beləliklə, dərhal belə bir nəticəyə gəldik ki, giriş UUU amin turşusu fenilalanin üçün kodlanır. Sonradan poli A polilizin, poli C isə poliprolin verdi. Buna görə də, UUU fenilalaninə, AAA lizinə və CCC pro­line üçün təyin edilmişdir. Lakin poli G şablon kimi xidmət etmədi, çünki bu tapşırıq üçün başqa üsula əməl edilmişdir.

Heteropolimerlər (Təsadüfi): Qarışıq Kopolimerlər Texnikası:

Polinükleotidlərin tədqiqi hüceyrəsiz sistemdə müəyyən nisbətdə iki və ya daha çox əsas ehtiva edən sintetik messen və şigerlər kimi kopolimerlərlə daha da genişləndirildi. Bu təsadüfi sintez edilmiş polinükleotidlər amin turşularının zülala birbaşa daxil edilməsi ilə nəticələndi və bu, bir sıra müxtəlif kod sözlərinin müxtəlif amin turşularının bağlanmasında iştirak etdiyini göstərirdi.

Hüceyrəsiz mədəniyyətdə, bu sintetik poliribonukleotidlərlə, bir xəbərçiyə daxil edilmiş müxtəlif amin turşuları, sintetik kopolimerlərdə müxtəlif üçlülərin tezliyində gözlənilən dəyişikliklərlə aydın şəkildə əlaqələndirilə bilər. Beləliklə, bu təcrübə amin turşularının hər biri üçün üçlülərin nukleotid tərkibinin alınması yolunu göstərdi.

Nirenberg, Mathaei və Ochoa, bu texnikada RNT heteropolimerlərindən istifadə edərək təcrübələrini etdilər, süni mesaj yaratmaq üçün kombinasiyada iki və ya daha çox fərqli ribonukleozid difosfat əlavə edildi. Sintetik mRNT-də xüsusi üçlü kodonun tezliyi hüceyrədən azad sistemdə ribo və şinükleotid əlavəsinin nisbi nisbətindən asılı idi.

Xüsusi amin turşusunun polipeptid zəncirinə daxil olma faizi müəyyən üçlü kodona qarşı proqnoz vermək üçün istifadə edilə bilər.

Məsələn, bir sistemdə A və C 1 A: 5C nisbətində əlavə olunur. İndi ribonu&şikleotidin sintezi zamanı RNT molekulu boyunca istənilən mövqeyə daxil edilməsi A:C nisbəti ilə müəyyən edilir. Buna görə də, hər mövqedə A üçün 1/6, C-nin isə 5/6 şansı var.

Buna əsaslanaraq, mesajda görünən hər hansı bir üçlüyün tezliyini hesablaya bilərik. AAA üçün tezlik (1/6) 3 və ya 0,4% təşkil edir. AAC, ACA və CAA üçün tezliklər eynidir (1/6) 3 x 5/6 və ya 2,3%, hər üçü birlikdə 6,9% təşkil edir. Eyni şəkildə 1A:2C hesablanır ki, bu da 1/6 x (5/6) 2 və ya 11,6% və ya hamısı birlikdə 34,8%, CCC isə üçlülərin (5/6)3 və ya 57,9%-ni təşkil edir.

İndi bu mesajın rəhbərliyi altında sintez edilən zülala daxil olan hər hansı bir amin turşusunun faizini tədqiq etməklə, ehtimal olunan əsas tərkibini təklif etmək olar. Prolin 69% göründüyü üçün belə nəticəyə gəlmək olar ki, prolinin CCC (57,9%) və həmçinin 1A : 2C üçlü kodundan biri (11,6%), yəni 57,9 + 11,6 ilə kodlaşdırıla bilər.

Histidinin birləşmə faizi 14% təşkil edir ki, bu, ehtimal ki, bir 1A:2C kateqoriyası və digər 1C:2A kateqoriyası (11.6+2.3)% ilə kodlanır. Threonine 12% birləşməni göstərir, yəni bir 1A:2C kateqoriyası ilə kodlaşdırıla bilər. Asparagin və glutamin 1C:2A üçlülərindən biri ilə, lizin isə AAA tərəfindən kodlanmış kimi görünür.

Sintetik mRNT-nin bu cür təsadüfi heteropolimerlərini qurmaq üçün dörd ribonukleotidin hamısından istifadə edərək, bütün 20 amin turşusuna uyğun gələn üçlü kod sözlərinin tərkibini müəyyən etmək olar (Cədvəl 15.2).

Heteropolimerlər (Sifarişli): Repea­ting Kopolimerlər Texnikası:

1960-cı illərin əvvəllərində H.G. Xorana dəfələrlə təkrarlanan qısa ardıcıllıqlardan ibarət uzun RNT molekulunu kimyəvi və utancaq şəkildə sintez edə bildi. Qısa ardıcıllıqlar di-, tri- və ya tetra-nükleotidlərdən ibarət idi, onlar dəfələrlə təkrarlandılar və nəhayət uzun polinu və şikleotidləri əmələ gətirmək üçün enzimatik olaraq birləşdilər.

Dinukleotid təkrarları iki fərqli amin turşusu üçün trans&şilatlaşdırılacaq trinukleotid təkrarları başlanğıcın baş verdiyi nöqtədən asılı olaraq 3 potensial üçlüyə çevriləcək və bir tetra-nukleotidin dörd təkrar və şitli üçlüyü yaradır.

Bu sintetik mRNA-lar hüceyrədən azad sistemə əlavə edildikdə və amin turşularının birləşməsi uyğunlaşdırıldıqda, kompozisiya təyinatı və üçlü bağlanmadan nəticələr çıxarıla bilər və xüsusi təyinatlar mümkün idi.

Təkrarlanan dinukleotid ardıcıllığı UCUCUCUC… olduqda, o, UCU və CUC üçlülərini əmələ gətirir – onlar lösin və serini polipeptidə birləşdirə bilərlər. Təkrarlanan trinukleotid ardıcıllığı UUCUUCUUC… olduqda, mümkün üçlülər üç növ olur: başlanğıc nöqtəsindən asılı olaraq UUC, UCU və CUU və onlar fenilalanin, serin və lösini birləşdirə bilər.

Yuxarıdakı iki nəticədən belə nəticəyə gəlmək olar ki, UCU və CUC serin və leysin, həmçinin UUC və ya CUU serin və ya lösin üçün kodlaşdırır, digəri isə fenilala və şinini kodlayır. Bundan əlavə, tetra-nukleotid ardıcıllığı UUAC təkrar edildikdə, UUA, UAC, ACU və CUU istehsal edir.

Burada birləşdirilmiş amin turşuları lösin, treonin və tirozindir. Yuxarıdakı iki halda, ümumi kod CUU-dur və daxil edilmiş ümumi amin turşusu lösindir, beləliklə, CUU-nun lösini kodladığı qənaətinə gəlmək olar.

İndi bu təcrübələrdən məntiqi olaraq müəyyən etmək olar ki, UCU serini, qalan UUC isə fenilalanini, həmçinin CUC leysini kodlayır (Cədvəl 15.3).

Beləliklə, Xoranə məntiqi şərhlərlə artıq deşifrə edilmiş və digər yanaşmalardan qalan boşluqları doldurmuş üçlüləri bir daha təsdiqlədi (Cədvəl 15.4).

Üçlü Bağlama Texnikası:

Nirenberg və Leder 1964-cü ildə müəyyən etdilər ki, məlum ardıcıllıq üçün sintetik trinükleotid ribosom və xüsusi bir aminoasiltkNA ilə birlikdə istifadə edilərsə, bu, verilmiş aminoasil-tRNA-ya bağlanmış amin turşusu üçün istifadə edilən kodon kodlarının olması şərti ilə kompleks əmələ gətirəcəkdir. .

Bütün 20 amin turşusunun kodunu hazırlamaq üçün bütün mümkün 64 üçlüyü hüceyrəsiz mədəniyyətdə sınamaq lazım idi.

Təcrübədə 20 amin turşusunun hamısının qarışığından 20 nümunə götürüldü və hər bir nümunədə bir amin turşusu elə radioaktivləşdirildi ki, hər bir amin turşusu bu və ya digər nümunədə radioaktivdir və iki nümunə yoxdur. eyni radioaktiv amin turşusuna malikdir. Məsələn, bir dəstdə valin etiketlənmiş, qalan 19-u isə etiketsiz qalmışdır.

Eynilə, başqa bir dəstdə lizin etiketləndi və qalan 19-u etiketsiz qaldı. Sonra tRNA və ribosomlar bu nümunələrin hər biri ilə qarışdırılır və bütün dəstlər üçün eyni kodon istifadə olunur. Qarışıq nitro-şisellüloza membranına töküldükdə membranda radioaktivlik yalnız radioaktiv amin turşusu kompleksin əmələ gəlməsində iştirak etdikdə müşahidə olunur.

Hər bir nümunədə radioaktiv amin turşusu məlum olduğundan, membranda radioaktivliyin olması ilə verilmiş kodonla kodlanmış amin turşusunu aşkar etmək mümkün olardı. Belə bir müalicə bütün 64 sintetik kodona verildi və onların müvafiq amin turşuları müəyyən edildi.

Kodon lüğəti:

mRNT-dəki əsas ardıcıllıq və zülaldakı nəticə və amin turşusu ardıcıllığı hər bir amin turşusu üçün kodu ortaya qoyur. Bütün 64 kodon amin turşuları ilə birlikdə Cədvəl 15.5-də təqdim edilmişdir.

Kod cədvəlinin tədqiqi aşağıdakı xüsusiyyətləri aşkar edir:

i. Hər bir kodon üç nüvə və şitiddən ibarətdir, yəni kod üçlüdür. 61 kodon 20 amin turşusunu təmsil edir. Üçü (UAA, UAG, UGA) pro­tein sintezinin dayandırılması üçün durğu işarələrini təmsil edir.

ii. Demək olar ki, bütün amin turşuları yalnız bir kodonu olan metionin və triptofan istisna olmaqla, birdən çox kodonla kodlanır. Fenilalanin, tirozin, histidin, qlutamin, asparagin, lizin, aspartik turşu, glutamik əlavə və sistein hər biri iki kodonla təmsil olunan doqquz amin turşusudur. Üç amin turşusunun, yəni arginin, serin və lösinin hər birində altı kodon var. Cədvəl genetik, kodun degenerasiyasını göstərir.

iii. Bir amin turşusunun birdən çox kodonu varsa, ilk iki nukleotid eynidir və üçüncü nukleotid ya sitozin, ya da urasil ola bilər. Adenin və guanin də üçüncü yerdə eyni şəkildə bir-birini əvəz edir. Məsələn, UUU və UUC, hər ikisi fenilalanin kodu, serin üçün UCU, UCC, UGA və UCG kodu.

Bununla belə, ilk iki nukleotidin ekvivalentlik qaydası üçün bəzi istisnalar var, çünki AGU və AGC UCU, UCC, UCA və UCG-dən başqa serini də kodlayır.

Eynilə, amin turşusu lösin də altı kodonla kodlanır, yəni UUA, UUG, CUU, CUC, CUA və CUG.

Sitozin və urasil və ya guanin və adeninin tez-tez dəyişməsi müəyyən orqanizmlərdə mövcud olan amin turşularının nisbi nisbətlərində böyük dəyişikliklərə təsir etmədən AT/GC nisbətində böyük dəyişikliklərin baş verə biləcəyini göstərir, çünki demək olar ki, hər bir amin turşusu üçün bir kodon var. G və ya C-ni, digəri isə A və ya U-nu üçüncü nukleotid kimi daşıyır.

DNT-lərində eyni zülal ardıcıllığı məlumatını daşıyan iki orqanizm, bir və ya digər sinonim kodon seçərək, fərqli AT/GC nisbətlərini göstərə bilər.

iv. Genetik kod müəyyən bir quruluşa malikdir, o mənada ki, eyni amin turşusunun sinonimləri cədvəlin üzərində təsadüfi dağılmır, lakin adətən birlikdə tapılır. Yeganə istisnalar masanın üzərinə yayılmış arginin, serin və lösin üçün hər biri altı ədəd olan kodonlardır.

v. Bir amin turşusu üçün çoxsaylı kodonlar ümumiyyətlə ilk iki nukleotiddə oxşarlığı göstərir və bu, dəyişən üçüncü nukleotiddir.

AUG başlanğıc kodonudur, yəni polipeptid zənciri metioninlə başlayır. Bu amin turşusu metioninin hazırlanmış formasıdır. Başlanğıc kodonu met-tRNA ilə eyni olan 3′ UAC 5′ antikodonuna malik olan fmet-tRNA-ya bağlanır, yəni həm met-tRNA, həm də fmet-tRNA AUG ilə kodlanır, lakin başlanğıc amin turşusu üçün siqnaldır. bütün digər amin turşuları üçün siqnaldan çox daha mürəkkəbdir.

Stentə görə, metionini qəbul edə bilən iki ayrıla bilən tRNT növü mövcuddur. Bunlardan yalnız birinin metionini xüsusi formulasiya fermentinin təsiri ilə formil metioninə aiddir. Digər və ya adi metRNT metionini böyüyən polipeptid zəncirinin daxili hissəsinə daxil edir və yalnız AUG kodonuna cavab verir.

Formil-met-tRNA polipeptid zəncirini işə salır və eyni zamanda GUG-yə (valin kodon) cavab verir. GUG başlanğıc nöqtəsində olarkən metionini kodlayır, interkalyar vəziyyətdə isə valini kodlayır. Bu tRNT növünün antikodonu, kodonun birinci nukleotid bazasına görə per&şimissiv, ikinci və üçüncü nukleotid əsaslarına görə isə seçici görünür.

UAA, UAG və UGA zənciri bitirmə kodonlarıdır. Onlar amin turşularının heç birini kodlamırlar, lakin dayandırıcı kodon rolunu oynayırlar. Bu kodonların heç bir tRNT-si yoxdur, lakin sərbəst buraxılan fac­tors adlanan xüsusi zülallar tərəfindən oxunur. Bu kodonlara cəfəng kodonlar da deyilir.

Genetik mesajın ortasında hissdən cəfəng kodona çevrilən mutasiya heç bir bioloji aktivliyə malik olmayan yetişməmiş və ya natamam polipeptidlərin sərbəst buraxılması ilə nəticələnir. Cəfəng mutasiyalar mutagenlər tərəfindən induksiya edilə bilər. UAG əvvəllər kəhrəba, UAA oxra və UGA opal kimi tanınırdı.


Neçə mümkün kodon var? - Biologiya

mRNT-də “hərflər” və zülal “əlifbalar”-də fərqli sayları nəzərə alaraq, alimlər nukleotid birləşmələrinin tək amin turşularına uyğun gəldiyini nəzəriyyə etdilər. Nukleotid dubletləri hər bir amin turşusunu təyin etmək üçün kifayət etməyəcək, çünki yalnız 16 mümkün iki nukleotid birləşmələri mövcuddur (42). Bunun əksinə olaraq, 64 mümkün nukleotid üçlüyü (43) var ki, bu da amin turşularının sayından xeyli çoxdur. Alimlər amin turşularının nukleotid üçlüyü ilə kodlandığını və genetik kodun degenerasiya etmək. Başqa sözlə, müəyyən bir amin turşusu birdən çox nukleotid üçlüyü ilə kodlana bilər. Bu daha sonra eksperimental olaraq təsdiqləndi Francis Crick və Sidney Brenner kimyəvi mutagen proflavindən virusun geninə bir, iki və ya üç nukleotid daxil etmək üçün istifadə etdilər. Bir və ya iki nukleotid daxil edildikdə, protein sintezi tamamilə ləğv edildi. Üç nukleotid daxil edildikdə, zülal sintez edildi və funksional idi. Bu, üç nukleotidin hər bir amin turşusunu təyin etdiyini nümayiş etdirdi. Bu üçlü nukleotidlər adlanır kodonlar. Bir və ya iki nukleotidin daxil edilməsi üçlü oxuma çərçivəsini tamamilə dəyişdirdi və bununla da hər bir sonrakı amin turşusu üçün mesajı dəyişdirdi (Şəkil 1). Üç nukleotidin daxil edilməsi tərcümə zamanı əlavə amin turşusunun daxil edilməsinə səbəb olsa da, zülalın qalan hissəsinin bütövlüyü qorunurdu.

Şəkil 1. İki nukleotidin silinməsi mRNT-nin oxu çərçivəsini dəyişdirir və bütün protein mesajını dəyişir, qeyri-funksional zülal yaradır və ya protein sintezini tamamilə dayandırır.

Elm adamları sintetik mRNA-ları in vitroya çevirərək və təyin etdikləri zülalları ardıcıllıqla tərtib edərək genetik kodu çox əziyyətlə həll etdilər (Şəkil 2).

Şəkil 2. Bu rəqəm mRNT-də hər bir nukleotid tripletinin amin turşusuna və ya yeni yaranan zülalda sonlanma siqnalına çevrilməsi üçün genetik kodu göstərir. (kredit: NIH tərəfindən işin dəyişdirilməsi)

Bir polipeptid zəncirinə xüsusi bir amin turşusunun əlavə edilməsinə göstəriş verməklə yanaşı, 64 kodondan üçü protein sintezini dayandırır və polipeptidi tərcümə mexanizmindən azad edir. Bu üçlülərə cəfəng kodonlar və ya dayanma kodonları deyilir. Başqa bir kodon, AUG də xüsusi funksiyaya malikdir. Amin turşusu metionini təyin etməklə yanaşı, o, həm də tərcüməni başlatmaq üçün başlanğıc kodon kimi xidmət edir. Tərcümə üçün oxu çərçivəsi mRNT-nin 5-ci ucunun yaxınlığında AUG başlanğıc kodonu tərəfindən təyin edilir.

Genetik kod universaldır. Bir neçə istisna olmaqla, demək olar ki, bütün növlər zülal sintezi üçün eyni genetik koddan istifadə edirlər. Kodonların qorunması o deməkdir ki, atlarda globin zülalını kodlayan təmizlənmiş mRNT lalə hüceyrəsinə ötürülə bilər və lalə at qlobinini sintez edər. Yalnız bir genetik kodun olması Yerdəki bütün həyatın ümumi mənşəyi bölüşdüyünə güclü sübutdur, xüsusən də 20 amin turşusunun və 64 üçlü kodonun təxminən 1084 mümkün birləşməsini nəzərə alsaq.

Bu saytdakı tamamlayıcı cütləşmə və genetik koddan istifadə edərək geni transkripsiya edin və onu proteinə çevirin.

Degenerasiyanın təsadüfi mutasiyaların mənfi təsirini azaltmaq üçün hüceyrə mexanizmi olduğuna inanılır. Eyni amin turşusunu təyin edən kodonlar adətən yalnız bir nukleotidlə fərqlənir. Bundan əlavə, kimyəvi cəhətdən oxşar yan zəncirlərə malik amin turşuları oxşar kodonlarla kodlanır. Genetik kodun bu nüansı tək nukleotid əvəzetmə mutasiyasının ya eyni amin turşusunu təyin edə biləcəyini, lakin heç bir təsiri olmamasını və ya oxşar amin turşusunu təyin etməsini təmin edir və zülalın tamamilə qeyri-funksional hala gəlməsinin qarşısını alır.


Əlaqədar məqalələr

Xromosomlar

Siz xromosom termini ilə tanış ola bilərsiniz, lakin onlar nədir və xromosomlar nə edir? Xromosomlar genetik material paketləridir, yəni .

DNT nukleotidləri

Nukleotidlər DNT və RNT daxil olmaqla nuklein turşularının əsas tikinti bloklarıdır. Nukleotidlər də enerji saxlama molekuludur. Ətraflı buradan öyrənin.

DNT hüceyrədə harada tapılır?

Bir bakteriya hüceyrəsindən tutmuş insanlarda trilyonlarla insana qədər, çox vaxt “həyatın tikinti materialı” adlandırılan hüceyrələr bütün canlıları təşkil edir. Öyrən.


TRNT strukturu və funksiyası

Transfer RNT-ləri bir sıra genlər tərəfindən kodlanır və adətən uzunluğu 70-90 nukleotid (5 nm) arasında olan qısa molekullardır. tRNT-nin ən vacib iki hissəsi onun antikodonu və amin turşusu ilə ester əlaqəsi yarada bilən terminal 3' hidroksil qrupudur. Bununla belə, tRNT-nin strukturunun D-qolu və T-qolu kimi onun yüksək spesifikliyi və səmərəliliyinə töhfə verən başqa aspektləri də var. 10.000 amin turşusundan yalnız 1-i tRNT-yə səhv bağlanmışdır ki, bu, bir çox amin turşusu arasındakı kimyəvi oxşarlıqlar nəzərə alındıqda diqqətəlayiq bir rəqəmdir.

Transfer RNT-ləri, bütün digər hüceyrə nuklein turşuları kimi şəkər-fosfat onurğasına malikdir və riboza şəkərinin istiqaməti molekulda istiqamətliliyə səbəb olur. RNT-nin bir ucunda ribozun beşinci karbon atomuna bağlı reaktiv fosfat qrupu, digər ucunda isə üçüncü karbon atomunda sərbəst hidroksil qrupu var. Bu, RNT-nin 5' və 3' uclarına səbəb olur, çünki bütün digər fosfat və hidroksil qrupları nuklein turşusunda fosfodiester bağlarında iştirak edir.

tRNT-nin 3' ucundakı son üç əsas həmişə CCA-dır - iki sitozin və bir adenin bazası. Bu uzanma molekulun qəbuledici qolunun bir hissəsidir, burada bir amin turşusu terminal adenin nukleotidinin riboza şəkərindəki hidroksil qrupuna kovalent şəkildə bağlanır. Akseptor qolu həmçinin tRNT-nin 5' ucunun hissələrini ehtiva edir, bir-biri ilə cütləşən molekul bazasının əks uclarından 7-9 nukleotid uzanır.

tRNT-nin tərcümədə roluna təsir edən digər quruluş T-qoludur. D-qoluna bənzər, o, bir-biri ilə cütləşən bir sıra nukleotidləri və tək zəncirli bir döngəni ehtiva edir. Qoşalaşmış bölgə 'gövdə' adlanır və əsasən 5 əsas cütdən ibarətdir. Döngə dəyişdirilmiş əsasları ehtiva edir və timidin, psevduridin və sitidin qalıqlarının (dəyişdirilmiş əsaslar) mövcudluğunu müəyyən etmək üçün TΨC qolu da adlanır. tRNT molekulları çox sayda modifikasiya edilmiş əsasları, eləcə də adətən yalnız DNT-də görünən timidini ehtiva edən qeyri-adidir. T-qolu tRNT-nin ribosomla qarşılıqlı təsirində iştirak edir.

Nəhayət, 20-dən az nukleotid ehtiva edən dəyişən qol antikodon döngəsi ilə T-qolu arasında yerləşir. tRNT-nin AATS tərəfindən tanınmasında rol oynayır, lakin bəzi növlərdə olmaya bilər.

Akseptor bölgəsini, D- və T-qollarını və antikodon halqasını ehtiva edən tRNT-nin ikincil strukturunun yonca yarpağına bənzədiyi deyilir.RNT üçüncü strukturuna qatlandıqdan sonra L-şəkillidir, qəbuledici gövdə və T-qolu uzadılmış spiral, antikodon halqası və D-qolu isə eyni şəkildə başqa bir uzanmış sarmal yaradır. Bu iki spiral bir-birinə perpendikulyar olaraq D-qolunu və T-qolunu yaxınlaşdıracaq şəkildə düzülür, antikodon döngəsi və qəbuledici qolu isə molekulun əks uclarında yerləşdirilir.

Bu şəkildə, 3' CCA bölgəsi sarı, qəbuledici qolu bənövşəyi, dəyişən döngəsi narıncı, D-qolu qırmızı, T-qolu yaşıl və antikodon döngəsi mavi rəngdədir.


Genetik kod və amin turşularının tərcüməsi

Cədvəl 1 messencer ribonuklein turşusunun (mRNT) genetik kodunu göstərir, yəni zülal yığılması zamanı amin turşularını təyin edən üç nukleotid bazasından (tri-nukleotid vahidlərindən) ibarət kodonların bütün 64 mümkün kombinasiyasını göstərir.

Dezoksiribonuklein turşusunun (DNT) hər bir kodonu tək bir amin turşusunu kodlayır və ya müəyyən edir və hər bir nukleotid vahidi bir fosfat, dezoksiriboza şəkəri və 4 azotlu nukleotid əsasından, adenin (A), guanin (G), sitozin (C) dən ibarətdir. ) və timin (T). Əsaslar cütləşir və DNT-nin ikiqat sarmalında hidrogen bağları ilə birləşir. mRNT DNT-yə uyğundur (yəni nukleotidlərin ardıcıllığı hər iki zəncirdə eynidir) istisna olmaqla, RNT-də timin (T) urasil (U) ilə, dezoksiriboza isə riboza ilə əvəz olunur.

Genetik məlumatın zülalın yığılmasına çevrilməsi prosesi üçün əvvəlcə 5'-dən 3'-ə qədər oxunan mRNT (dəqiq DNT kimi), sonra isə 3'-dən 5'ə qədər oxunan ribonuklein turşusunun (tRNT) ötürülməsi tələb olunur. tRNA ribosomdakı məlumatları bir amin turşusu zəncirinə və ya polipeptidə çevirən taksidir.

mRNT üçün üç nukleotidin üçlü kodonu ilə 4 3 = 64 müxtəlif nukleotid birləşməsi mümkündür. Bütün 64 mümkün kombinasiya Cədvəl 1-də göstərilmişdir. Bununla belə, genetik kodun bütün 64 kodonu tərcümə zamanı tək bir amin turşusunu təyin etmir. Bunun səbəbi insanlarda yalnız 20 amin turşusunun (selenosistein istisna olmaqla) tərcümədə iştirak etməsidir. Buna görə də, bir amin turşusu birdən çox mRNT kodon-tripleti ilə kodlana bilər. Arginin və lösin 6 üçlük, izolösin 3, metionin və triptofan 1, digər bütün amin turşuları isə 4 və ya 2 kodonla kodlanır. Lazımsız kodonlar adətən 3-cü bazada fərqli olur. Cədvəl 2 tərs kodon təyinatını göstərir, yəni hansı kodon tərcümədə iştirak edən 20 standart amin turşusundan hansını müəyyən edir.

Cədvəl 1. Genetik kod: mRNT kodon -> amin turşusu

1-ci
Baza
2-ci
Baza
3-cü
Baza
U C A G
U Fenilalanin Serine Tirozin Sistein U
Fenilalanin Serine Tirozin Sistein C
Leysin Serine Dayan Dayan A
Leysin Serine Dayan Triptofan G
C Leysin Prolin Histidin Arginin U
Leysin Prolin Histidin Arginin C
Leysin Prolin Qlutamin Arginin A
Leysin Prolin Qlutamin Arginin G
A İzolösin Treonin asparagin Serine U
İzolösin Treonin asparagin Serine C
İzolösin Treonin Lizin Arginin A
Metionin (Başlanğıc) 1 Treonin Lizin Arginin G
G Valin Alanin Aspartat Glisin U
Valin Alanin Aspartat Glisin C
Valin Alanin Qlutamat Glisin A
Valin Alanin Qlutamat Glisin G

Cədvəl 2. Əks kodon cədvəli: amin turşusu -> mRNT kodonu

Amin turşusu mRNT kodonları Amin turşusu mRNT kodonları
Ala/A GCU, GCC, GCA, GCG Leu/L UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG
Arg/R CGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG Lys/K AAA, AAG
Asn/N AAU, AAC Met/M AVG
Asp/D GAU, GAC Phe/F UUU, UUC
Cys/C UGU, UGC Pro/P CCU, CCC, CCA, CCG
Gln/Q CAA, CAG Ser/S UCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC
Glu/E GAA, GAG Thr/T ACU, ACC, ACA, ACG
Gly/G GGU, GGC, GGA, GGG Trp/W UGG
Onun/H CAU, CAC Tyr/Y UAU, UAC
Ile/I AUU, AUC, AUA Val/V GUU, GUC, GUA, GUG
BAŞLAMAQ AVG STOP UAG, UGA, UAA

mRNT-nin oxunma istiqaməti 5'-dən 3'-ə qədərdir. tRNT (3'-dən 5'-ə qədər oxuyur) mRNT-dəki kodonları tamamlayan antikodonlara malikdir və onların 3' terminalında amin turşuları ilə kovalent şəkildə "yüklənə" bilər. Crick-ə görə, mRNT kodonu ilə tRNT antikodonu arasındakı əsas cütlərinin bağlanması yalnız 1-ci və 2-ci bazada baş verir. 3-cü bazada (yəni tRNT antikodonunun 5' ucunda) bağlanma daha zəifdir və müxtəlif cütlərlə nəticələnə bilər. Kodon və antikodon arasındakı əlaqənin gerçəkləşməsi üçün əsaslar ribosomdakı mövqelərindən yırğalanmalıdır. Buna görə də, baza cütlərinə bəzən yırğalanan cütlər deyilir.

Cədvəl 3-də 1-ci, 2-ci və 3-cü bazada mümkün yırğalanma cütləri göstərilir. 1-ci və 2-ci bazada mümkün cüt birləşmələri eynidir. 3-cü bazada (yəni mRNT-nin 3' sonunda və tRNT-nin 5' sonunda) mümkün cüt birləşmələr daha az birmənalı olur, bu da mRNT-də artıqlığa səbəb olur. Deaminasiya (NH amin qrupunun çıxarılması2) adenozin (adeninlə qarışdırmamaq üçün) mRNT-də U, C və ya A (lakin G ilə deyil) ilə qeyri-standart yırğalanma cütləri əmələ gətirən tRNT-də inozin (I) nukleotidini istehsal edir. İnosin tRNT-nin 3-cü bazasında meydana gələ bilər.

Cədvəl 3. Baza cütləri: mRNT kodon -> tRNT antikodon

Cədvəl 3 aşağıdakı şəkildə oxunur: 1-ci və 2-ci əsas cütləri üçün yırğalanma cütləri unikallığı təmin edir ki, tRNT-də U həmişə mRNT-də A-dan, tRNT-də A həmişə mRNT-də U-dan çıxır və s. 3-cü əsas cütü genetik kod lazımsızdır ki, tRNT-dəki U mRNT-də A və ya G-dən, tRNT-dəki G-dən mRNT-də U və ya C-dən və tRNT-də I-dən U, C və ya A-dan çıxa bilər. mRNT. Yalnız tRNT-də 3-cü yerdə olan A və C birmənalı olaraq mRNT-də 3-cü yerdə olan U və G-yə təyin edilir.

Bu birləşmə quruluşuna görə tRNT sinonim və ya lazımsız mRNT kodonlarının 3-cü bazada (yəni tRNT-nin 5' və mRNT-nin 3' ucunda) fərqləndiyi müxtəlif mRNT kodonlarına bağlana bilər. Bu məntiqlə bütün amin turşularını kodlaşdırmaq üçün lazım olan tRNT antikodonlarının minimum sayı 31-ə qədər azalır (2 STOP kodonu AUU və ACU istisna olmaqla, Cədvəl 5-ə baxın). Bu o deməkdir ki, hər hansı tRNT antikodonu bir və ya daha çox müxtəlif mRNT kodonları ilə kodlana bilər (Cədvəl 4). Bununla belə, bütün 64 mRNT kodonunun tərcüməsi üçün 31-dən çox tRNT antikodonu mümkündür. Məsələn, serin 3-cü mövqedə dördqat degenerasiya sahəsinə malikdir (UCU, UCC, UCA, UCG), onu AGI (UCU, UCC və UCA üçün) və AGC on tRNA (UCG üçün), həm də AGG və AGU. Bu, öz növbəsində, hər hansı bir mRNT kodonunun bir və ya bir neçə tRNT antikodonu tərəfindən də tərcümə oluna biləcəyi deməkdir (Cədvəl 5-ə baxın).

Eyni amin turşusunu kodlayan müxtəlif yırğalanma cütlərinin meydana gəlməsinin səbəbi zülal sintezində sürət və təhlükəsizlik arasında uzlaşma ola bilər. mRNT kodonlarının artıqlığı, 3-cü mövqedə, həm də digər mövqelərdə mutasiyalar və ya variasiyaların səbəb olduğu transkripsiyada səhvlərin qarşısını almaq üçün mövcuddur. Məsələn, lösin kodonlarının birinci mövqeyi (UCA, UCC, CCU, CCC, CCA, CCG) ikiqat degenerasiya yeridir, ikinci mövqe isə birmənalı (lazımsız deyil). Başqa bir nümunə UCA, UCG, UCC, UCU, AGU, AGC mRNA kodonları olan serindir. Təbii ki, serin də birinci mövqedə ikiqat degenerasiya, üçüncü mövqedə isə dördqat degenerasiya olur, lakin əlavə olaraq ikinci mövqedə ikiqat degenerasiya olur. Cədvəl 4 tərcümədə iştirak edən 20 standart amin turşusu üçün eukaryotlarda hər hansı mümkün tRNT antikodonuna mRNT kodonlarının təyin edilməsini göstərir. Bu, əks kodon təyinatıdır.

Cədvəl 4. Əks amin turşusu kodlaması: amin turşusu -> tRNT antikodon -> mRNT kodon

Bir amin turşusundan xüsusi bir DNT kodonu proqnozlaşdırmaq mümkün olmasa da, DNT kodonları birmənalı şəkildə amin turşularına çevrilə bilər. Bunun səbəbi, yalnız 20 amin turşusunu təyin edən 61 fərqli DNT (və mRNT) kodonunun olmasıdır. Qeyd edək ki, zəncirin dayandırılması üçün əlavə 3 kodon var, yəni 64 DNT (və beləliklə, 64 müxtəlif mRNT) kodon var, lakin onlardan yalnız 61-i amin turşularını təyin edir.

Cədvəl 5-də mRNA və tRNT üzərində DNT-dən başlayaraq amin turşusuna qədər bütün 64 DNT kodonunun tərcüməsi üçün genetik kod göstərilir. Sonuncu sütunda, cədvəl bütün DNT kodonlarını amin turşularına çevirmək üçün minimum lazım olan müxtəlif tRNT antikodonlarını göstərir və son cərgədəki rəqəmləri ümumiləşdirir. Bütün DNT kodonlarını çevirmək üçün tRNT antikodonlarının minimum sayının 31 (üstəgəl 2 STOP kodonu) olduğunu göstərir. Amin turşusu transkripsiyasında meydana çıxa bilən tRNT antikodonlarının maksimum sayı 70-dir (üstəgəl 3 STOP kodonu).

Cədvəl 5. Genetik kod: DNT -> mRNT kodon -> tRNA antikodon -> amin turşusu

Qeyd:
1 AUG kodonu həm metionini kodlayır və həm də başlanğıc yeri kimi xidmət edir: mRNT-nin kodlaşdırma bölgəsindəki ilk AUG proteinə çevrilmənin başladığı yerdir.


Kodon mutasiyalarını dayandırın

Xüsusilə genomun uzunluğunu və minlərlə müxtəlif nukleotid üçlüyü nəzərə alsaq, kodon mutasiyalarını dayandırmaq asanlıqla baş verə bilər. Həm transkripsiya, həm də tərcümə prosesləri anatomik və fizioloji dəyişikliklərə səbəb ola bilən və ya olmaya bilən geniş potensial xətalara həssasdır. Artıq xəstəliyə meylli ailə üzvlərinə yanlış nukleotidin KRT-9 geninə daxil edilməsinin epidermolitik palmoplantar keratoderma kimi tanınan dəri xəstəliyinin inkişafına kömək etdiyi aşkar edilmişdir.

Hansı növ mutasiya stop kodonu yaradır? Radiasiya, kimyəvi maddələr, çirklənmə, infeksiya və qocalma prosesi DNT-nin zədələnməsinin bəzi yollarıdır ki, bu zərəri bərpa etmək cəhdləri təsadüfən yanlış nukleotidin daxil olmasına səbəb ola bilər. Bu, normal olaraq bir amin turşusu üçün kodlanmış üçlüyü stop kodonuna dəyişə bilər. Bu baş verdikdə, nəticə cəfəngiyat mutasiyasıdır. Cəfəngiyat mutasiya xüsusi olaraq amin turşusu istehsal edən üçlüyü stop kodona çevirir və ribosomda zülal sintezinin vaxtından əvvəl dayandırılmasına səbəb olur.

DNT-dən mRNA-ya transkripsiya zamanı hər cür mutasiya baş versə də, mRNT yalnız yazılanları heç vaxt başa düşməyə ehtiyac duymadan kopyalayır. mRNT-nin ribosomla təmasda olmadığı dövr üçün hətta çoxlu mutasiyalar belə təsir göstərməyəcək. Effektlər yalnız dəyişdirilmiş kod səhv zülala çevrildikdə görünür. Buna görə əksər mutasiyalar tərcümə prosesinin bir hissəsi kimi etiketlənir, burada redaktə edilmiş kodun fərqli bir amin turşusu yarada və ya istehsal etməyə bilər. Əksər amin turşularının altıya qədər müxtəlif nukleotid üçlüyü ilə uyğunlaşması, mutasiya olduqda belə eyni zülalın əmələ gəlməsi şansının olması deməkdir. Biz adətən genetik mutasiyaları xəstəliklə əlaqələndiririk, lakin onlar da uğurlu təkamül üçün məsuliyyət daşıyırlar. Genetik mutasiyalar orqanizmlərin ətraf mühitə uyğunlaşmasına kömək edir.

Genetik mutasiyaların müxtəlif formaları var. Silinmə mutasiyaları genomun müəyyən hissələrini kopyalamır və beləliklə, nukleotidlərin sırasını dəyişir. Tək əsas və ya bir neçə əsas tamamilə buraxıla bilər. Yerləşdirmə mutasiyaları bir və ya daha çox nukleotid əlavə edir və həmçinin genetik kodun sırasını dəyişir. Əvəzetmə mutasiyaları (səssiz, səhv və cəfəngiyat) tək bir nukleotidi (çox nukleotid deyil) fərqli əsasla dəyişdirir və bu, polipeptid zəncirində fərqli bir amin turşusunu əvəz edə bilər və ya olmaya da bilər. Eyni zülal əmələ gəlirsə, hətta mutasiya olsa belə, buna səssiz mutasiya deyilir. Bəzi hallarda, DNT-nin bütöv bir hissəsi iki zəncir arasında dəyişə bilər - buna translokasiya deyilir.

Polipeptid zəncirinə funksiyasını dəyişə bilən və ya dəyişdirməyən fərqli bir amin turşusu əlavə edilərsə, bunun səbəbi səhv mutasiyadır. Əvəzetmə bir amin turşusuna uyğun gələn nukleotid üçlüyünün kodunu dəyişdirərək stop kodonu yaradırsa, buna cəfəng mutasiya deyilir. Aşağıdakı şəkildə üç növ mutasiya göstərilir: A mənasız mutasiya, B daxiletmə mutasiyası və C və D delesiya mutasiyalarını göstərir.