|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Генетический код | Генетический код (далее Г), система зашифровки наследственной информации в молекулах нуклеиновых кислот, реализующаяся у животных, растений, бактерий и вирусов в виде последовательности нуклеотидов. В природных нуклеиновых кислотах — дезоксирибонуклеиновой (ДНК) и рибонуклеиновой (РНК) — встречаются 5 распространенных типов нуклеотидов (по 4 в каждой нуклеиновой кислоте), различающихся по входящему в их состав основанию (см. Пуриновые основания, Пиримидиновые основания). В ДНК встречаются основания: аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц), тимин (Т); в РНК вместо тимина присутствует урацил (У). Кроме них, в составе нуклеиновых кислот обнаружено около 20 редко встречающихся (т. н. неканонических, или минорных) оснований, а также необычных Т. к. количество кодирующих знаков Г (4) и число разновидностей аминокислот в (20) не совпадают, кодовое число (т. е. количество нуклеотидов, кодирующих 1 аминокислоту) не может быть равно 1. Различных сочетаний по 2 нуклеотида возможно лишь 42=16, но этого также недостаточно для зашифровки всех аминокислот. Американский ученый Г. Гамов предложил (1954) модель триплетного Г, т. е. такого, в котором 1 аминокислоту кодирует группа из трех нуклеотидов, наз. кодоном. Число возможных триплетов равно 43=64, а это более чем втрое превышает число распространенных аминокислот, в связи с чем было высказано предположение, что каждой аминокислоте соответствует несколько кодонов (т. н. вырожденность кода). Было предложено много различных моделей Г, из которых серьезного внимания заслуживали три модели (см. рис.): перекрывающийся код без запятых, неперекрывающийся код без запятых и код с запятыми. В 1961 Ф. Крик (Великобритания) с сотрудниками получил подтверждение гипотезы триплетного неперекрывающегося кода без запятых. Установлены следующие основные закономерности, касающиеся Г: 1) между последовательностью нуклеотидов и кодируемой последовательностью аминокислот существует линейное соответствие (колинеарность Г); 2) считывание Г начинается с определенной точки; 3) считывание идет в одном направлении в пределах одного гена; 4) код является неперекрывающимся; 5) при считывании не бывает промежутков (код без запятых); 6) Г, как правило, является вырожденным, т. е. 1 аминокислоту кодируют 2 и более триплетов-синонимов (вырожденность Г уменьшает вероятность того, что мутационная замена основания в триплете приведет к ошибке); 7) кодовое число равно трем; 8) код в живой природе универсален (за некоторыми исключениями). Универсальность Г подтверждается экспериментами по синтезу in vitro. Если в бесклеточную систему, полученную из одного организма (например, кишечной палочки), добавить нуклеиновокислотную матрицу, полученную из др. организма, далеко отстоящего от первого в эволюционном отношении (например, проростков гороха), то в такой системе, будет идти синтез. Благодаря работам американских генетиков М. Ниренберга, С. Очоа, Х. Корана известен не только состав, но и порядок нуклеотидов во всех кодонах (см. табл., построенную по данным опытов с кишечной палочкой).
Из 64 кодонов у бактерий и фагов 3 кодона — УАА, УАГ и УГА — не кодируют аминокислот; они служат сигналом к освобождению полипептидной цепи с рибосомы, т. е. сигнализируют о завершении синтеза полипептида. Их назыают терминирующими кодонами. Существуют также 3 сигнала о начале синтеза — это т. н. инициирующие кодоны — АУГ, ГУГ и УУГ, — которые, будучи включенными в начале соответствующей информационной РНК (и-РНК), определяют включение формилметионина в первое положение синтезируемой полипептидной цепи. Приведенные данные справедливы для бактериальных систем; для высших организмов многое еще не ясно. Так, кодон УГА у высших организмов может быть значащим; не совсем понятен также механизм инициации полипептида.
Реализация Г в клетке происходит в два этапа. Первый из них протекает в ядре; он носит название транскрипции и заключается в синтезе молекул и-РНК на соответствующих участках ДНК. При этом последовательность нуклеотидов ДНК "переписывается" в нуклеотидную последовательность РНК. Второй этап — трансляция — протекает в цитоплазме, на рибосомах; при этом последовательность нуклеотидов и-РНК переводится в последовательность аминокислот в этот этап протекает при участии транспортной РНК (т-РНК) и соответствующих ферментов (см. Белки, раздел Биосинтез).
Полный "словарь" генетического кода для аминокислот
Первая "буква"
| Вторая буква< |
Третья "буква"
| У< |
Ц
|
А
|
Г
|
У
|
УУУ
|
Фенила-
ланин
|
УЦУ
|
Серин
|
УАУ
|
Тирозин
|
УГУ
|
Цистин
|
У
|
|
УУЦ
|
УЦЦ
|
УАЦ
|
УГЦ
|
Ц
|
|
УУА
|
Лейцин
|
УЦА
|
УАА
|
Конец синтеза
|
УГА
|
Конец синтеза
|
А
|
|
УУГ*
|
УЦГ
|
УАГ
|
УГГ
|
Триптофан
|
Г
|
Ц
|
ЦУУ
|
Лейцин
|
ЦЦУ
|
Пролин
|
ЦАУ
|
Гистидин
|
ЦГУ
|
Аргинин
|
У
|
|
ЦУЦ
|
ЦЦЦ
|
ЦАЦ
|
ЦГЦ
|
Ц
|
|
ЦУА
|
ЦЦА
|
ЦАА
|
Глутамин
|
ЦГА
|
А
|
|
ЦУГ
|
ЦЦГ
|
ЦАГ
|
ЦГГ
|
Г
|
А
|
АУУ
|
Изолей-
цин
|
АЦУ
|
Треонин
|
ААУ
|
Аспарагин
|
АГУ
|
Серин
|
У
|
|
АУЦ
|
АЦЦ
|
ААЦ
|
АГЦ
|
Ц
|
|
АУА
|
АЦА
|
ААА
|
Лизин
|
АГА
|
Аргинин
|
А
|
|
АУГ*
|
Метионин
|
АЦГ
|
ААГ
|
АГГ
|
Г
|
Г
|
ГУУ
|
Валин
|
ГЦУ
|
Аланин
|
ГАУ
|
Аспараги-
новая кислота
|
ГГУ
|
Глицин
|
У
|
|
ГУЦ
|
ГЦЦ
|
ГАЦ
|
ГГЦ
|
Ц
|
|
ГУА
|
ГЦА
|
ГАА
|
Глутами-
новая кислота
|
ГГА
|
А
|
|
ГУГ*
|
ГЦГ
|
ГАГ
|
ГГГ
|
Г
|
* В начале цепи и-РНК данный кодон определяет начало синтеза полипептидной цепи и кодирует аминокислоту формилметионин. От готовых полиплоидных цепей формильная группа или вся аминокислота может быть отщеплена с помощью соответствующих ферментов.
Лит.: Общая природа генетического кода для в сборнике: Молекулярная генетика, пер. с англ., М., 1963; Крик Ф., Г (), в кн.: Структура и функция клетки, пер. с англ., М., 1964, с. 9—23; Ниренберг М., Г (), там же, с. 24—41; Хэйс У., Генетика бактерий и бактериофагов, пер. с англ., М., 1965; Хартман Ф., Саскайнд З., Действие гена, пер. с англ., М., 1966; Бреслер С. Е., Введение в молекулярную биологию, 2 изд., М. — Л., 1966; Ингрэм В., Биосинтез макромолекул, пер. с англ., М., 1966; Лобашев М. Е., Генетика, 2 изд., Л., 1967; Уотсон Дж., Молекулярная биология гена, пер. с англ., М., 1967; Сойфер В. Н., Молекулярные механизмы мутагенеза, М., 1969; Дубинин Н. П.. Общая генетика, М., 1970.
Н. П. Дубинин, В. Н. Сойфер.
|
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
|
|
Новости 22.12.2024 05:12:21
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
