Генетический код Генетический код — свойственная живым

Генетический код

Генетический код - свойственная живым организмам единая система записи наследственной информации в молекулах нуклеиновых кислот в виде последовательности нуклеотидов. Каждый нуклеотид обозначается заглавной буквой, с которой начинается название азотистого основания, входящего в его состав: v. А (A) аденин; v. Г (G) гуанин; v. Ц (C) цитозин; v. Т (T) тимин (в ДНК) или У (U) урацил (в м. РНК). Был расшифрован в 1962 году (Маршалл Ниренберг, Генрих Маттеи, Северо Очоа)

Генетический код специфичен: это означает, что каждый кодон кодирует только одну аминокислоту. Лишь два кодона, кодирующие валин (ГУГ) и метионин (АУГ), способны выполнять дополнит. функции. Если они находятся в начале считываемой области м. РНК, к ним присоединяется транспортная РНК (т. РНК), несущая формилметионин, который всегда находится в начале строящейся полипептидной цепи, а по завершении синтеза отщепляется целиком или отщепляет формильный остаток, превращаясь в остаток метионина. Таким образом, кодоны ГУГ и АУГ -инициаторы синтеза полипептидной цепи. Если же они не стоят первыми, то не отличаются по функциям от др. кодонов.

Свойства генетического кода v. Триплетность — значащей единицей кода является сочетание трёх нуклеотидов (триплет, или кодон). v. Непрерывность — между триплетами нет знаков препинания, то есть информация считывается непрерывно. v. Неперекрываемость — один и тот же нуклеотид не может входить одновременно в состав двух или более триплетов (не соблюдается для некоторых перекрывающихся генов вирусов, митохондрий и бактерий, которые кодируют несколько белков, считывающихся со сдвигом рамки). v. Однозначность (специфичность) — определённый кодон соответствует только одной аминокислоте (однако, кодон UGA у Euplotes crassus кодирует две аминокислоты — цистеин и селеноцистеин) v. Вырожденность (избыточность) — одной и той же аминокислоте может соответствовать несколько кодонов. v. Универсальность — генетический код работает одинаково в организмах разного уровня сложности — от вирусов до человека (на этом основаны методы генной инженерии; есть ряд исключений, показанный в таблице раздела «Вариации стандартного генетического кода» ниже). v. Помехоустойчивость — мутации замен нуклеотидов не приводящие к смене класса кодируемой аминокислоты, называют консервативными; мутации замен нуклеотидов, приводящие к смене класса кодируемой аминокислоты, называют радикальными.

История открытия • 1807 г. Вещества, выделенные из живой ткани, получили название – ОРГАНИЧЕСКИЕ • 1820 г. Установлено, что все органические вещества принадлежат к одной из трех групп: УГЛЕВОДОВ, ЖИРОВ или БЕЛКОВ. Открыты АМИНОКИСЛОТЫ. • 1860 г. Г. Мендель работает над своими законами. • 1869 г. Открыты НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ • 1880 г. Обнаружены ХРОМОСОМЫ и их способность к репликации. • 1901 г. Синтезирована РИБОЗА. • 1910 г. Установлено, что рибоза входит в состав НК. Несколькими годами позже была синтезирована ДЕЗОКСИРИБОЗА, а затем обнаружена в природе. • 1944 г. Открыта ДНК. • 1952 г. Установлено, что НК –носители генетического кода. • 1953 г. Открыто строение НК. • 2000 г. Расшифрован ГЕНОМ человека.

Геном человека. Геном – это полный генетический состав клетки или живого организма Геномы изучает геномика

В 2001 году была получена черновая последовательность генома человека Установлено: v. У человека около 30 000 генов v. Гены включают экзоны и интроны (в среднем на 1 ген – 4 экзона) v. Многие гены кодируют более 1 белка ( в среднем 3) – результат альтернативного сплайсинга v. У человека много генов, не обнаруженных у беспозвоночных (генов антител, комплекса гистосовместимости)

Структура «среднего» гена человека

Два любых человека на 99, 9 % нуклеотидным последовательностям, 0, 1% отличий в обеспечивают фенотипические (однонуклеотидный полиморфизм – геноме, где у одного А, а идентичны по и только последовательности различия места в у другого G) qгены микросателлиты – короткие тандемные повторы (например, САСАСА) q • разбросанные по геному повторяющиеся последовательности: • LINE – длинные разбросанные ядерные элементы • SINE – короткие • LTR – элементы – длинные терминальные повторы • ДНК-транспозоны q

Виды структура генов

Экспрессия генов

Строение ДНК

Комплиментарность

триплетные коды ДНК и информационной РНК Из таблицы видно, что все аминокислоты, кроме триптофана и метионина, кодируются более чем одним кодоном. Наиболее важны первые два нуклеотида каждого кодона. Третий нуклеотид неспецифичен. Три кодона определяют сигнал прекращения синтеза полипептидной цепи (терминация трансляции): УАА, УАГ и У ГА. Это означает, что в том месте информационной РНК (м. РНК), где находится любой из этих кодонов, синтез полипептидной цепи белка прекращается. Кодоны, указывающие на терминацию синтеза полипептидной цепи, называют стоп-кодонами. Фен — фенилаланин, Лей — лейцин, Иле — изолейцин, Мет — метионин, Вал — валин, Сер — серии, Про — пролин, Тре — треонин, Ала — аланин, Тир — тирозин, Стоп — стоп кодон, Гис — гистидин, Глн — глутамин, Асн — аспарагин, Лиз — лизин, Асп — аспарагиновая кислота, Глу — глутаминовая кислота, Цис — цистеин, Трп — триптофан, Apг — аргинин, Гли — глицин, А — аденин, Г — гуанин, Ц — цитозин, Т — тимин, У — урацил.

Вырожденность генетического кода означает, что одну аминокислоту могут кодировать несколько (от 2 до 6) триплетов оснований.

Спасибо за внимание!