Codul genetic este un program biologic. Datorită ei, secvențele de aminoacizi ale proteinelor sunt codificate folosind secvențele de nucleotide corespunzătoare. Această codificare este tripletă. Adică, un aminoacid corespunde unei secvențe de 3 nucleotide de ARNm. Un astfel de triplet de nucleotide se numește codon. Textul biologic scris în ARNm este citit de ribozom. O face constant. Începe cu un codon de inițiere, adică inițial, și apoi trece la alți codoni. O diagramă explicativă este prezentată mai jos.
În schemă, literele „a” denotă reziduurile de aminoacizi ale proteinei. Există 20 de tipuri de ele. Și există 64 de tipuri de codoni, ceea ce arată că nu fiecare codon are un aminoacid. Astfel de codoni nesemnificativi îndeplinesc o funcție specială. Ei sunt responsabili pentru marcarea capetelor lanțurilor proteice. Se numesc codoni de terminare. Alți codoni corespund unor resturi de aminoacizi.
Astfel, se poate observa că codul considerat este triplet, care nu se suprapune (citirea are loc secvențial, codon cu codon) și conține codoni de terminare și inițiere.
Cum au reușit specialiștii să stabilească corespondența fiecărui reziduu de aminoacizi cu codoni specifici și să determine ce codoni indică începutul și sfârșitul sintezei lanțului proteic? Pentru a face acest lucru, a fost necesar să se citească 2 texte biologice paralele - genomul și aminoacidul corespunzător unei gene proteice specifice. Deoarece celulele cunosc codul, li s-a cerut să recunoască diferite secvențe de nucleotide.
Pentru a face acest lucru, am luat extracte de celule care aveau capacitatea de a sintetiza proteine în ARN, dar nu conțineau enzime capabile să scindeze ARN. Astfel de extracte se numesc sistem celular.
Extractul a fost obținut din bacteriile E. coli și apoi i s-a adăugat ARN artificial, format dintr-un singur uracil. În acest fel, sistemului fără celule i s-a pus întrebarea: la ce aminoacid corespunde codonul UUU? S-a dovedit că fenilalanina îi corespunde. Deci s-a găsit decriptarea codului. Apoi s-a făcut traducerea corespunzătoare pentru alți aminoacizi.
Codul genetic complet descifrat este prezentat mai jos. În cercul central, sunt indicate primele nucleotide ale codonilor, în al doilea cerc - al doilea și în al treilea - al treilea. La exterior sunt indicate resturile de aminoacizi corespunzătoare codonilor.
Video promotional:
Imagine a codului genetic
Codonii de terminare sunt notați cu simbolul TEP. Care sunt simbolurile codonilor de inițiere? Nu există astfel de codoni speciali. Acest rol în anumite condiții este asumat de codonii AUG și GUG. Ele corespund de obicei cu metionina și valina.
Figura arată în mod clar un anumit model: cărui acid îi va corespunde un anumit codon este determinat de primele 2 nucleotide. A treia nucleotidă nu joacă un rol important. Sarcina principală este suportată de dubletul situat la începutul codonului. Cu alte cuvinte, putem spune că codul este cvasi-dublet.
Această caracteristică principală a fost remarcată în prima etapă a decodificării sale. Bineînțeles, este imposibil să codificați toți cei 20 de aminoacizi cu dublete, deoarece numărul de dublete este 16. Prin urmare, al treilea nucleotid din codon poartă o anumită sarcină semantică.
Cu toate acestea, există o regulă universală bazată pe faptul că 4 nucleotide - adenină, citozină, guanină și uracil în structura lor sunt combinate în 2 clase diferite. Acestea sunt pirimidina (U și C) și purina (A și D).
Prin urmare, regula de degenerare a codului este formulată după cum urmează: dacă 2 codoni cu 2 nucleotide identice și al treilea aparțin aceleiași clase (purină sau pirimidină), atunci codifică același aminoacid.
Figura arată că regula este respectată cu strictețe. Există însă 2 excepții. Codonul AUA este responsabil pentru izoleucină, nu pentru metionină. Codonul UGA semnalează sfârșitul sintezei și, teoretic, ar fi trebuit să răspundă la triptofan. Acestea sunt surprizele pe care le are codul genetic. Ele trebuie luate în considerare și, în același timp, trebuie înțeles că regula dată este universală.
Vyacheslav Markin
