Genetski kod je biološki program. Zahvaljujući njoj, aminokiselinske sekvence proteina kodiraju se pomoću odgovarajućih nukleotidnih sekvenci. Ovo kodiranje je trostruko. Odnosno, jedna aminokiselina odgovara nizu od 3 nukleotida mRNA. Takav triplet nukleotida naziva se kodon. Biosnim tekst napisan u mRNA čita ribosom. Ona to radi dosljedno. Počinje inicijacijskim kodonom, odnosno početnim, a zatim prelazi na druge kodone. Dijagram objašnjenja prikazan je u nastavku.
U shemi slova "a" označavaju aminokiselinske ostatke proteina. Ima ih 20 vrsta. Postoji 64 vrste kodona, što pokazuje da svaki kodon nema aminokiselinu. Takvi beznačajni kodoni vrše posebnu funkciju. Oni su odgovorni za označavanje krajeva proteinskih lanaca. Zovu se terminacijski kodoni. Ostali kodoni odgovaraju nekim aminokiselinskim ostacima.
Dakle, može se vidjeti da je razmatrani kôd trostruki, ne preklapa se (čitanje se događa uzastopno, kodon po kodon) i sadrži završne i inicijacijske kodone.
Kako su stručnjaci uspjeli utvrditi korespondenciju svakog aminokiselinskog ostatka s određenim kodonima i odrediti koji kodoni označavaju početak i kraj sinteze proteinskog lanca? Da biste to učinili, bilo je potrebno pročitati 2 paralelna biološka teksta - genom i aminokiselinu koji odgovaraju određenom proteinskom genu. Budući da stanice znaju kod, od njih se tražilo da prepoznaju različite nukleotidne sekvence.
Da bismo to učinili, uzeli smo stanične ekstrakte koji su imali sposobnost sinteze proteina u RNA, ali nisu sadržavali enzime koji mogu cijepati RNA. Takvi ekstrakti nazivaju se stanični sustav.
Ekstrakt je dobiven iz bakterije E. coli, a zatim mu je dodana umjetna RNA koja se sastojala od samo jednog uracila. Na taj je način sustavu bez stanica postavljeno pitanje: kojoj aminokiselini odgovara UUU kodon? Pokazalo se da mu odgovara fenilalanin. Dakle, pronađeno je dešifriranje koda. Zatim je napravljen odgovarajući prijevod za druge aminokiseline.
Potpuno dešifrirani genetski kod prikazan je u nastavku. U središnjem krugu naznačeni su prvi nukleotidi kodona, u drugom krugu - drugi, a u trećem - treći. Izvana su naznačeni aminokiselinski ostaci koji odgovaraju kodonima.
Promotivni video:
Slika genetskog koda
Završni kodoni označeni su simbolom TEP. Koji su simboli za inicijacijske kodone? Nema takvih posebnih kodona. Pod određenim uvjetima tu ulogu preuzimaju kodoni AUG i GUG. Obično odgovaraju metioninu i valinu.
Slika jasno pokazuje određeni obrazac: kojoj će kiselini odgovarati određeni kodon određuju prva 2 nukleotida. Treći nukleotid ne igra važnu ulogu. Glavno opterećenje snosi dublet smješten na početku kodona. Drugim riječima, možemo reći da je kod kvazi dublet.
Ova glavna značajka zabilježena je u najranijoj fazi dekodiranja. Prirodno je nemoguće kodirati svih 20 aminokiselina dubletima, jer je broj dubleta 16. Dakle, treći nukleotid u kodonu nosi određeno semantičko opterećenje.
Međutim, postoji univerzalno pravilo koje se temelji na činjenici da su 4 nukleotida - adenin, citozin, gvanin i uracil u svojoj strukturi kombinirani u 2 različite klase. To su pirimidin (U i C) i purin (A i D).
Stoga je pravilo degeneracije koda formulirano na sljedeći način: ako 2 kodona s 2 identična prva nukleotida, a treći pripadaju istoj klasi (purin ili pirimidin), tada oni kodiraju istu aminokiselinu.
Slika pokazuje da se pravilo strogo poštuje. Ali postoje 2 iznimke. AUA kodon odgovoran je za izoleucin, a ne metionin. UGA kodon signalizira kraj sinteze i u teoriji je trebao reagirati na triptofan. Ovo su iznenađenja koja ima genetski kod. Moraju se uzeti u obzir i istodobno se mora razumjeti da je dano pravilo univerzalno.
Vjačeslav Markin
