Reja: Genetik kod haqida umumiy ma`lumot

Jadvalda har biri uchun 64 ta kodon va bitta aminokislota ko'rsatilgan.
mRNK ketma-ketligi: 5 '→ 3'.

		Ikkinchi kalit
		U	C	A	G
Birinchi kalit	U	UUU (Phe / F) Fenilalanin UUC (Phe / F) Fenilalanin	UCU (Ser / S) Serin UCC (Ser / S) Serin	UAU (Tyr / Y) Tirozin UAC (Tyr / Y) Tirozin	UGU (Cys / C) sistein UGC (Cys / C) sistein
		UUA (Leu / L) Lösin	UCA (Ser / S) Serin	UAA bamya ( dur )	UGA Opal ( Dur )
		UUG (Leu / L) Lösin	UCG (Ser / S) Serin	UAG Amber ( Dur )	UGG (Trp / Vt) Triptofan
	C	CUU (Leu / L) Lösin CUC (Leu / L) Lösin	CCU (Pro / P) Prolin CCC (Pro / P) Prolin	CAU (Uning / H) Histidin CAC (His / H) Histidin	CGU (Arg / R) arginin CGC (Arg / R) arginin
		CUA (Leu / L) Lösin CUG (Leu / L) Lösin	CCA (Pro / P) Prolin CCG (Pro / P) Prolin	CAA (Gln / Q) Glutamin CAG (Gln/Q) Glutamin	CGA (Arg / R) arginin CGG (Arg / R) arginin
	A	AUU (Ile / I) Izolyatsiya AUC (Ile / I) ajrating	ACU (Thr / T) Treonin ACC (Thr / T) Treonin	AAU (Asn / N) Asparagin AAC (Asn / N) Asparagin	AGU (Ser / S) Serin AGC (Ser / S) Serin
		AUA (Ile / I) izolyatsiyasi	ACA (Thr / T) Treonin	AAA (Lys / K) Lizin	AGA (Arg / R) arginin
		AUG (Met / M) metionin	ACG (Thr / T) Treonin	AAG (Lys / K) Lizin	AGG (Arg / R) arginin
	G	GUU (Val / V) Valin GUC (Val / V) Valin	GCU (Ala / A) Alanin GCC (Ala / A) Alanin	GAU (Asp / D) Aspartik kislota GAC (Asp / D) Aspartik kislota	GGU (Gly / G) Glitsin GGC (Gly/G) Glitsin
		GUA (Val / V) Valin GUG (Val / V) Valin	GCA (Ala / A) Alanin GCG (Ala / A) Alanin	GAA (Glu / E) Glutamik kislota GAG (Glu / E) Glutamik kislota	GGA (Gly/G) Glitsin GGG (Gly / G) Glitsin

Teskari jadval
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	uchrashdi / 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 / Vt	UGG
Uning / H	CAU, CAC	Tyr / Y	UAU, UAC
Ile / I	AUU, AUC, AUA	Val / V	GUU, GUC, GUA, GUG
START	AVG	STOP	UAG, UGA, UAA

A kodon nuklein kislotalarni tashkil etuvchi to'rttasiga asoslangan uchta nukleotidning mumkin bo'lgan 64 ta kombinatsiyasining har biri. Ya'ni to'rtta nukleotid birikmalaridan uchta "harf" bloklari yoki uchlik quriladi.

Bular DNK tarkibidagi azotli adenin, guanin, timin va sitozinli deoksiribonukleotidlar. RNKda ular adenin, guanin, uratsil va sitozinning azotli asoslari bo'lgan ribonukleotidlardir.
Kodon tushunchasi faqat oqsillarni kodlovchi genlarga taalluqlidir. DNK bilan kodlangan xabar sizning messenjeringizdagi ma'lumotlar qayta ishlangandan so'ng uch harfli bloklarda o'qiladi. Kodon, qisqasi, tarjima qilingan genlar uchun asosiy kodlash birligi.
Agar uchta harfli so'zlarning har bir pozitsiyasi uchun bizda to'rtta imkoniyat mavjud bo'lsa, mahsulot 4 X 4 X 4 bizga 64 ta mumkin bo'lgan kombinatsiyalarni beradi. Ushbu kodonlarning har biri ma'lum bir aminokislotaga to'g'ri keladi - faqat o'qish tugaydigan kodon vazifasini bajaradigan uchtadan tashqari.
Nuklein kislotadagi azotli asoslar bilan kodlangan xabarni peptiddagi aminokislotalarga aylantirish translyatsiya deb ataladi. Xabarni DNKdan tarjima saytiga ko'chiradigan molekula messenjer RNK deb ataladi.
Xabarchi RNKning uchligi - bu kodon bo'lib, uning tarjimasi ribosomalarda sodir bo'ladi. Tilni nukleotidlardan aminokislotalarga, ribosomalar tarkibiga o'zgartiradigan kichik adapter molekulalari - bu RNKlarning o'tkazuvchanligi.
Oqsillarni kodlovchi xabar uchlikning ko'paytmasi bo'lgan nukleotidlarning chiziqli massividan iborat. Xabarni biz xabarchi (mRNA) deb ataydigan RNK olib boradi.
Uyali organizmlarda barcha mRNKlar o'zlarining DNKlarida kodlangan genning transkripsiyasi bilan paydo bo'ladi. Ya'ni, oqsillarni kodlaydigan genlar DNK tilida DNKga yozilgan.
Biroq, bu uchta qoidaga DNKda qat'iy rioya qilinganligini anglatmaydi. Xabar DNKdan ko'chirilgan bo'lib, endi RNK tilida yozilgan.
MRNA gen xabarlari bilan molekuladan iborat bo'lib, ularning ikkala tomonida ham kodlamaydigan mintaqalar joylashgan. Transkripsiyadan keyingi ba'zi bir o'zgartirishlar, masalan, qo'shimchalar, uchta qoidaga mos keladigan xabarni yaratishga imkon beradi. Agar DNKda uch kishidan iborat bu qoida bajarilmagan bo'lsa, splicing uni tiklaydi.
MRNA ribosomalar joylashgan joyga ko'chiriladi va bu erda xabarchi xabarning oqsil tiliga tarjimasini boshqaradi.
Oddiy holatda, oqsilda (yoki peptidda) bir qator aminokislotalar, ularning uchtasi bo'lmagan holda, xabarning harflarining uchdan biriga teng bo'ladi. Ya'ni, tugatilishdan birini olib tashlagan xabarchi kodlari soniga teng.
Oqsillarni kodlovchi gendan genetik xabar odatda metionin aminokislota (kod AUG, RNKda) deb tarjima qilingan kodon bilan boshlanadi.
Kodonlarning xarakterli soni keyinchalik ma'lum bir chiziqli uzunlik va ketma-ketlikda davom etadi va to'xtash kodonida tugaydi. Stop-kod opal (UGA), amber (UAG) yoki oxra (UAA) kodonlaridan biri bo'lishi mumkin.
Ularning aminokislota tilida ekvivalenti yo'q va shuning uchun tegishli RNK o'tkazilmaydi. Ammo ba'zi organizmlarda UGA kodoni o'zgartirilgan selenotsistein aminokislota tarkibiga kirishga imkon beradi. Boshqalarida UAG kodoni aminokislota pirolizinni qo'shilishiga imkon beradi.
Ribozomalar bilan Messenger RNK komplekslari va tarjimaning boshlanishi dastlabki metioninni qo'shilishiga imkon beradi. Agar jarayon muvaffaqiyatli bo'lsa, oqsil uzayadi (uzayadi), chunki har bir tRNK xabarchi tomonidan boshqariladigan tegishli aminokislotani beradi.
Stop-kodonga etib borgach, aminokislotalar qo'shilishi to'xtatiladi, tarjima tugaydi va sintezlangan peptid ajralib chiqadi.
Garchi bu ancha murakkab jarayonni soddalashtirish bo'lsa-da, kodon-antikodonning o'zaro ta'siri tarjima gipotezasini bir-birini to'ldirish bilan qo'llab-quvvatlaydi.
Bunga ko'ra, xabarchi tarkibidagi har bir kodon uchun ma'lum bir tRNK bilan o'zaro aloqani antikodon asoslari bilan to'ldirish belgilaydi. Antikodon - bu odatdagi tRNKning aylana asosida mavjud bo'lgan uchta nukleotid (uchlik) ketma-ketligi. Har bir o'ziga xos tRNKga ma'lum bir aminokislota yuklanishi mumkin, u har doim bir xil bo'ladi.
Shu tarzda, antikodon aniqlanganda, xabarchi ribosomaga ushbu fragmentda bir-birini to'ldiruvchi tRNKni olib boradigan aminokislotani qabul qilishi kerakligini aytmoqda.
Shunday qilib, tRNK ribosoma tomonidan o'tkazilgan tarjimani tekshirishga imkon beruvchi adapter vazifasini bajaradi. Ushbu adapter, uch harfli kodon o'qish bosqichlarida, oxir-oqibat tarjima qilingan xabarni tashkil etadigan aminokislotalarning chiziqli qo'shilishiga imkon beradi.
Kodon: aminokislotalarning yozishmalari biologiyada genetik kod sifatida tanilgan. Ushbu kod uchta tarjimani to'xtatish kodonlarini ham o'z ichiga oladi.
20 ta ajralmas aminokislotalar mavjud; ammo konvertatsiya qilish uchun 64 ta kodon mavjud. Agar uchta to'xtash kodonini olib tashlasak, bizda aminokislotalarni kodlash uchun hali 61 ta qolgan.
Metionin faqat boshlang'ich kodoni bo'lgan AUG-kodon bilan, shuningdek xabarning boshqa biron bir qismida (gen) ushbu aminokislota tomonidan kodlanadi.
Bu bizni qolgan 60 ta kodon tomonidan kodlangan 19 ta aminokislotaga olib keladi. Ko'pgina aminokislotalar bitta kodon bilan kodlanadi. Shu bilan birga, bir nechta kodon tomonidan kodlangan boshqa aminokislotalar mavjud. Kodon va aminokislota o'rtasidagi munosabatlarning etishmasligi biz genetik kodning degeneratsiyasi deb ataymiz.
Va nihoyat, genetik kod qisman universaldir. Eukaryotlarda boshqa organellalar mavjud (evolyutsion tarzda bakteriyalardan kelib chiqadi), bu erda sitoplazmada tekshirilganidan boshqa tarjima tekshiriladi.
O'z genomiga ega bo'lgan ushbu organoidlar (va tarjimasi) xloroplastlar va mitoxondriyalardir. Xloroplastlar, mitoxondriyalar, eukaryotik yadrolar va bakterial nukleoidlarning genetik kodlari bir xil emas.
Biroq, har bir guruh ichida u universaldir. Masalan, hayvon hujayrasida klonlangan va tarjima qilingan o'simlik geni, agar u kelib chiqadigan o'simlikda tarjima qilingan bo'lsa, xuddi shu chiziqli aminokislotalar ketma-ketligiga ega bo'lgan peptidni keltirib chiqaradi.
DNKdan mRNKga oqsilgacha bo'lgan hujayralardagi genetik ma'lumotlarning oqimi Markaziy Dogma tomonidan tasvirlangan (2 -rasm), unda genlar mRNKlar ketma -ketligini, ular esa oqsillar ketma -ketligini bildirishini bildiradi. Bir molekulaning boshqasiga dekodlanishi maxsus oqsillar va RNKlar tomonidan amalga oshiriladi. DNKda saqlanadigan ma'lumotlar hujayra funktsiyasi uchun juda muhim bo'lganligi sababli, hujayra DNKning o'zini buzilmagan va himoyalangan holda oqsil sintezi uchun ushbu ma'lumotlarning mRNK nusxalarini yaratishi intuitiv ma'noga ega. DNKni RNKga nusxalash nisbatan sodda, DNK zanjirida o'qilgan har bir nukleotid uchun mRNK zanjiriga bitta nukleotid qo'shiladi. Proteinga tarjima biroz murakkabroq, chunki polipeptidlar ketma-ketligida uchta mRNK nukleotidlari bitta aminokislotaga to'g'ri keladi. Biroq, oqsilga tarjima hali ham sistematik va chiziqli bo'lib, 1 dan 3 gacha bo'lgan nukleotidlar 1 aminokislotaga, 4 dan 6 gacha bo'lgan nukleotidlar 2 aminokislotaga mos keladi va hokazo.
MRNKdagi "harflar" va oqsil "alifbolari" ning har xil sonini hisobga olgan holda, olimlar nukleotidlarning kombinatsiyasi bitta aminokislotalarga to'g'ri keladi degan nazariyani ilgari surdilar. Nukleotid dubletlari har bir aminokislotalarni aniqlash uchun etarli bo'lmaydi, chunki atigi 16 ta ikkita nukleotid birikmasi mavjud (4).²). Aksincha, 64 ta mumkin bo'lgan nukleotid tripletlari mavjud (4³), bu aminokislotalar sonidan ancha ko'p. Olimlar aminokislotalarning nukleotid tripletlari tomonidan kodlanganligini va genetik kodning degenerativ ekanligini nazariya qildilar. Boshqacha aytganda, berilgan aminokislotani bir nechta nukleotid uchlik bilan kodlash mumkin. Bu keyinchalik eksperimental tarzda tasdiqlandi; Frensis Krik va Sidney Brenner virus geniga bir, ikki yoki uch nukleotid kiritish uchun mutagen proflavin kimyoviy vositasidan foydalanganlar. Bir yoki ikkita nukleotid kiritilganda, oqsil sintezi butunlay bekor qilindi. Uch nukleotid kiritilganda, oqsil sintez qilingan va funktsional bo'lgan. Bu shuni ko'rsatdiki, har bir aminokislotani uchta nukleotid aniqlaydi. Ushbu nukleotid tripletlari kodonlar deb ataladi. Bir yoki ikkita nukleotidning kiritilishi uchlik o'qish doirasini butunlay o'zgartirib yubordi va shu bilan har bir keyingi aminokislotaning xabarini o'zgartirdi (3 -rasm). Uch nukleotidning kiritilishi tarjima paytida qo'shimcha aminokislota kiritilishiga olib kelgan bo'lsa-da, qolgan oqsilning yaxlitligi saqlanib qoldi.
Olimlar in vitro sintetik mRNKlarni tarjima qilish va ular ko'rsatgan oqsillarni ketma-ketlashtirish orqali genetik kodni mashaqqat bilan hal qilishdi (3-rasm).
Polipeptid zanjiriga o'ziga xos aminokislotani qo'shishni buyurishdan tashqari, 64 kodonning uchtasi oqsil sintezini to'xtatadi va polipeptidni tarjima mashinasidan chiqaradi. Bu uchliklarga bema'nilik kodonlari yoki to'xtash kodonlari deyiladi. Boshqa kodon AUG ham maxsus funktsiyaga ega. Aminokislota metioninni belgilashdan tashqari, u tarjimani boshlash uchun boshlang'ich kodon sifatida ham xizmat qiladi. Tarjima uchun o'qish doirasi mRNKning 5 'uchiga yaqin AUG boshlanish kodoni bilan o'rnatiladi.
Genetik kod universaldir. Bir nechta istisnolardan tashqari, deyarli barcha turlar oqsil sintezi uchun bir xil genetik koddan foydalanadilar. Kodonlarning saqlanishi otlardagi globin oqsilini kodlaydigan tozalangan mRNK lola hujayrasiga o'tkazilishi va lola ot globinini sintez qilishini anglatadi. Faqat bitta genetik kod mavjudligi Yerdagi barcha hayot umumiy kelib chiqishiga kuchli dalildir, ayniqsa 10 ga yaqin borligini hisobga olsak.⁸⁴ mumkin bo'lgan 20 ta aminokislotalar va 64 ta uchlik kodonlarning kombinatsiyasi.

Degeneratsiya tasodifiy mutatsiyalarning salbiy ta'sirini kamaytirishning uyali mexanizmi deb ishoniladi. Bir xil aminokislotalarni ko'rsatadigan kodonlar odatda faqat bitta nukleotid bilan farqlanadi. Bundan tashqari, kimyoviy jihatdan o'xshash yon zanjirli aminokislotalar o'xshash kodonlar bilan kodlanadi. Genetik kodning bu nuansi bitta nukleotid o'rnini bosuvchi mutatsion yoki bir xil aminokislotalarni ko'rsatishi mumkin, ammo hech qanday ta'sir ko'rsatmaydi yoki shunga o'xshash aminokislotalarni ko'rsatishi mumkin, bu esa oqsilning to'liq ishlamay qolishiga yo'l qo'ymaydi.