Gensko kodiranje. Kodiranje i implementacija bioloških informacija u ćeliji. Genetski kod. DNK i proteinski kodni sistem. Upotreba znanja u medicini i genetici

Iz tabele 1. Može se vidjeti da istu aminokiselinu mogu kodirati četiri porodice kodona. Na primjer, CU porodica četiri kodira leucin. Četiri iz porodice GU kodiraju valin, UC – serin, CC – prolin, AC – triptofan, GC – alanin, CG – arginin, GG – glicin. Ovo je činjenica degeneracije koja leži na površini, i odmah je uočena, tj. informacijska redundantnost koda. Ako posudimo pojmove i termine lingvistike za proteinski kod, koji je dugo bio univerzalno i lako prihvaćen, onda se degeneracija koda može shvatiti kao sinonimija. Ovo je također jednoglasno usvojeno. Drugim riječima, isti objekt, na primjer, aminokiselina, ima nekoliko kodova - kodona. Sinonimija ne predstavlja nikakvu opasnost za tačnost biosinteze proteina. Naprotiv, takva redundantnost je dobra jer povećava pouzdanost translacijske ribosomske "mašine"."

Dodao sam malo varijacije boja u tabelu da bude jasno o čemu govorimo. Sinonimne četvorke su istaknute žutom bojom. Ukupno je 8 takvih četvorki, prema stepenu raznolikosti, trebalo je podijeliti u tri kategorije. dalje:

„... Međutim, u Tabeli 1 je prikazan i drugi, fundamentalni, genolingvistički fenomen, naizgled neprimijećen ili zanemaren. Ovaj fenomen se otkriva u činjenici da u nekim porodicama kodona četiri kodona, tačnije, njihova značajna identična dva nukleotida, šifriraju ne jednu, već dvije različite aminokiseline, kao i stop kodone. Tako, familija dubleta UU kodira fenilalanin i leucin, AU – izoleucin i metionin, UA – tirozin, Och i Amb stop kodone, CA – histidin i glicin, AA – asparagin i lizin, GA – asparagin i glutamin, UG – tritophanin i Umb stop kodon, AG – serin i arginin. Nastavljajući lingvističke analogije, nazovimo ovaj fenomen HOMONIMIJA prva dva kodirajuća nukleotida u nekim porodicama kodona.

Za razliku od sinonimije, homonimija je potencijalno opasna, kao što je Lagerkvist primetio, iako nije uveo pojam "homonimije" primenjen na proteinski kod. Čini se da bi ova situacija zaista trebala dovesti do dvosmislenosti u kodiranju aminokiselina i signala zaustavljanja: isti dublet kodona, unutar nekih porodica koje je identificirao Lagerquist, kodira dvije različite aminokiseline ili je „različiti stop“.

Temeljno je važno razumjeti: ako je sinonimija koda blagoslov (višak informacija), onda je homonimija potencijalno zlo (neizvjesnost, dvosmislenost informacija). Ali ovo je zamišljeno zlo, budući da aparat za sintezu proteina lako zaobilazi ovu poteškoću, o čemu će biti riječi u nastavku. Ako automatski slijedite tabelu (model) genetskog koda, onda zlo ne postaje imaginarno, već stvarno. I onda je očito da homonimni kodni vektor dovodi do grešaka u sintezi proteina, budući da aparat za sintezu ribosomskih proteina, svaki put kada naiđe na jedan ili drugi homonimni dublet i vođen pravilom čitanja “dva od tri”, mora odabrati samo jedan i jedini jedna aminokiselina iz dvije različite, ali kodirane dvosmisleno identičnim dubletima homonima.

Posljedično, 3'-nukleotidi u kodonima i 5'-nukleotidi u antikodonima koji su upareni s njima nemaju karakter genskog znaka i igraju ulogu “steričkih štaka” koji ispunjavaju “prazna mjesta” u parovima kodon-antikodon. Ukratko, 5'-nukleotidi u antikodonima su nasumični, “wobble” - od engleskog “wobble” (ljuljanje, oscilacija, kolebanje). Ovo je suština hipoteze Wobble.”

Suština je izražena sasvim jasno. Nije potreban prijevod. Problem je jasan.

Stop kodoni i start kodoni, oni su u tabeli istaknuti podebljanim slovima, takođe ne rade uvek jednoznačno, već u zavisnosti od nečega..., kako smatraju biolozi, od konteksta.

„Nastavimo našu analizu temeljnog rada Cricka i Nirenberga, koji postulira koncept genetskog koda.

P.142 -143: „... do sada su svi eksperimentalni podaci bili u dobroj saglasnosti sa opštom pretpostavkom da se informacija čita u tripletima baza, počevši od jednog kraja gena. Međutim, dobili bismo iste rezultate kada bi se informacije čitale u grupama od četiri ili čak više baza” ili “...grupama koje sadrže više od tri baze.” Ova pozicija je skoro zaboravljena ili se ne razume, ali se tu vidi sumnja da li je kod nužno trostruki. I jednako važno, predviđa buduće razumijevanje DNK i RNK tekstova kao semantičkih fraktalnih formacija sličnih prirodnim jezicima, kao što je pokazano u našem istraživanju.”

Sa 4 različite baze u DNK kodnom sistemu, grupe za čitanje mogu imati samo 3 ili 4 baze. 4 baze kada se čitaju u parovima daju samo 16 mogućih kombinacija. Nedostaci. Ali koliko: 3 ili 4 baze u čitalačkoj grupi nemoguće je matematički utvrditi. Jer sve moguće kombinacije će se koristiti na ovaj ili onaj način. Ili 64 za trojku, ili 256 za tetraplet.

Povećanjem područja čitanja koda za „grupe koje sadrže višestruke od tri baze“, broj mogućih kombinacija koda će se neograničeno povećati. Šta nam ovo daje? Ako se fokusirate na kodiranje aminokiselina, onda... ništa. A to ni na koji način nije kompatibilno sa dvostrukim pristupom biologa.

Ali, što je najvažnije, u ovom citatu se prvi put, iako implicitno, pojavila „zona čitanja“ informacija koja ne odgovara trojki. Trojka je jedno, ali zona za čitanje je drugo. I jedno se možda ne poklapa s drugim. Veoma važna napomena.

U stvari, teorija swinga predlaže da se samo prve dvije baze smatraju zonom čitanja kodona. One. u ovom slučaju, predlaže se prepoznati da je područje čitanja manje od područja kodiranja.

Sada razmotrimo obrnuti pristup:

“Neke mRNA sadrže signale za promjenu okvira čitanja. Neke mRNA sadrže stop kodone u translatiranom području, ali se ti kodoni uspješno zaobilaze promjenom okvira čitanja prije ili direktno na njima. Okvir se može pomjeriti za -1, +1 i +2. Postoje posebni signali u mRNA koji mijenjaju okvir čitanja. Dakle, translacijski pomak okvira od -1 na retrovirusnoj RNK događa se na specifičnoj heptanukleotidnoj sekvenci ispred strukture ukosnice u mRNA (slika 5c). Za pomak okvira za +1 na bakterijskom terminacijskom faktoru RF-2 mRNA, nukleotidna sekvenca na mjestu pomaka (UGA kodon), sljedeći kodon i prethodna sekvenca komplementarna 3"-terminalnoj sekvenci ribosomske RNK (analogno Shine-Dalgarno sekvenca) su važne (slika 5, d)".

Citat je već dat ranije, ali sada pogledajmo njegov sadržaj pažljivije. Šta se podrazumijeva pod pojmom okvir za čitanje? Ovaj koncept dolazi iz davnih dana kompjuterske tehnologije, kada je područje za čitanje informacija sa bušene trake ili bušene kartice bilo ograničeno neprozirnim okvirom kako bi se smanjio rizik od grešaka pri čitanju informacija sa svjetlosnim tokom na fotodetektor kroz rupe na kartici ili traci, označavajući linije izbijene na pravim mjestima. Princip čitanja je odavno nestao, ali termin ostaje. Budući da je koncept okvira za čitanje jasan svim biolozima, on očigledno znači zonu čitanja samo jedne baze iz tripleta. A pod „pomeranjem okvira čitanja“ moramo razumeti da se na +1 čita baza koja sledi poslednjeg elementa tripleta, a -1, da se čita baza pre prvog elementa istog tripleta. Koji par baza ostaje osnova u čitljivom trojku? Ovo nije specificirano...

Ali čini se da ne razumiju svi okvir za čitanje, kao u ovom slučaju. Ako se koncept okvira za čitanje shvati kao okvir koji ograničava 3 baze, tada sa pomakom od +2, 1 element ostaje od čitljive trojke, a dva od susjednog.

Dakle, o kojem okviru za čitanje govorimo? Pa da, dobro, neka za sada ostane nejasno...

Ali u svakom slučaju, tada će se ove baze, koje je već pročitao okvir, ponovo pročitati kada se okvir vrati na svoje mjesto i ribosom prijeđe na čitanje sljedećeg tripleta... ali šta je sa kodom koji se ne preklapa?

U ovom slučaju, mehanistički pristup biologa u procjeni promjena u pozicijama očitavanja tripleta ne uzima u obzir stvarnu veličinu onoga o čemu govore. Terminologija je očigledno pogrešna. Kako će to sami kasnije shvatiti, nije jasno. Očigledno, nijedan "okvir" se nigde ne pomera...

Odabir potrebnih pozicija u području za čitanje se pomiče. A ako dodamo maksimalne pomake okvira čitanja date gore sa dužinom čitljivog kodona, dobijamo: 2+3+2 = 7. Dakle, ukupna širina zone čitanja ribosoma je već 7 baza. Ribosom bira triplet od 7 mogućih baza. Kako? Ovo je drugo pitanje...

Ali nešto drugo nam je važnije. Sada zaista možemo procijeniti da područje za čitanje informacija iz RNK može biti veće od tripleta i da se sastoji od 7 ili više baza, dok su samo tri baze fiksirane kao potrebne pozicije čitanja. Koje su druge pozicije? Možda je upravo to „kontekst“ koji mijenja opcije za čitanje trojke. Homonemična, prema terminologiji P.P. Garyaeva.

Naravno, ovo je samo jedan od mnogih posebnih slučajeva razumijevanja višestrukog koncepta konteksta. Ali... barem nam omogućava da nešto shvatimo bez pribjegavanja višim filozofskim generalizacijama. Na vrlo realnom nivou mehaničkog razumijevanja.

O abecedi ćelijskih tekstova.

Pitanje je, naravno, zanimljivo...

Razumijevanje DNK baza kao slova neke ćelijske abecede biolozi su već dugo usvojili. Otuda i pojava koncepta semantičkog konteksta u procjeni trojnog kodiranja, te traženje smislenog pristupa ćelije tom kodiranju, te postepeni prelazak u Viši um, koji je napisao ovu Knjigu života...

Tek sada, sa tačnom naznakom slova ove abecede, stalno nastaju nesuglasice. koja su slova? Baze (A, T, C, G), kodoni sastavljeni od njih, ili aminokiseline u sastavu proteina dobijene tokom translacije?

Postoje 4 baze, 20 aminokiselina, 64 kodona, šta da uzmemo za osnovu?

Svi govore o potrebi lingvističke evaluacije sekvenci DNK, RNK i proteinskih molekula, bez obzira na njihovo razumijevanje slova ćelijske abecede. Od biologa se traži da pristupe informacijama o DNK kao semantičkom tekstu sa razumijevanjem konteksta primjenjivog za književnu evaluaciju. Dakle, pretpostavlja se da jezik koji se proučava ima sve atribute razvijenog književnog jezika i potreban je odgovarajući pristup za procjenu njegovog multisemantičkog informacionog sadržaja.

Divno. Pa ipak, gdje su slova? Kako je napisan ovaj književni tekst koji zahtijeva tako veliku pažnju lingvista? Do sada, u okviru istog mehaničkog pristupa...

Baze ili nukleotidi? Izgleda da ne. Većina biologa se slaže sa ovim. 4 razloga za stvaranje književnog teksta nisu dovoljna. Štaviše, u prisustvu kontinuiteta sekvence kroz DNK.

Sa kodonom, kao slovom ove abecede, odmah nastaju poteškoće. Gdje je ovaj kodon na DNK i RNK, kako ga pronaći? To može samo ribosom, i to samo direktnim kontaktom. A kakva su ovo složena slova, trojke? Teško je razumjeti. Ipak, ovo shvatanje kodona kao slova ćelijske abecede ima mnogo pristalica.

Greška aminokiselina za slova abecede? Da, većina se slaže sa ovim. Ali tada protein, a ne DNK, postaje Knjiga života. U proteinu postoji semantički kontekst, ali u DNK, ispostavilo se, možda ne? Ili će biti, ali drugačije, drugačije od proteina...

Stoga postoji zahtjev da se procijene i DNK i protein sa stanovišta semantičkog konteksta, ali nema pojašnjenja šta i kako evaluirati.

U ovoj situaciji, P.P. Garyaev je predložio, uključujući i lingvistički, da se procijene ne DNK i protein, već njihovi holografski trodimenzionalni "portreti". Veoma jaka pozicija, moram priznati. I veoma produktivno...

Ali sa abecedom ćelije, sa mehaničkim, već poznatim pristupom, onda je to potpuno neshvatljivo. Da li on postoji, ili ga uopšte nema, i da li je ovaj koncept samo alegorija?

Biolozi ne daju pojašnjenja. Ali oni tvrdoglavo nastavljaju da primenjuju ovaj koncept. Svako ima svoje shvatanje...

O originalnom sistemu kodiranja.

Riječ je o izvornom koji je možda bio u fazi podjele stanica na prokariote i eukariote. Sada je skrivena brojnim preklapanjima i devijacijama u oba. Milioni godina evolucije nisu prošli bez traga.

Ali ipak…

DNK nije uvijek bila skladište informacija, RNK je mogla igrati ovu ulogu. Potpuno je zamijenio proteine ​​u nekoj fazi. Brojne studije to pokazuju. A baze DNK i RNK nisu uvek bile 4, ali ne pričamo o tome sada...

Ali u nekoj fazi razvoja pojavio se sistem za kodiranje informacija, koji je tada u potpunosti zadovoljio sve zahtjeve informacijske i logičke strukture za kontrolu ćelijskih procesa.

Isti klasik na koji svi upućuju i odmah počinju da pobijaju...

Informacijski niz – DNK, RNK. Sekvenca koja se sastoji od kombinacije 4 nukleotida: A,T(U),C,G.

Korak čitanja informacija je 1 nukleotid.

Metoda čitanja informacija je sekvencijalna.

Volumen jednog očitavanja je trostruk.

Nijedan logički sistem ne može računati. Ali ona zna da broji do jedan. Ovo je već mnogo dalje. I razlikovati drugačije jedinice u dva susjedna para rade isto. A ako je os simetrije stvarna, onda je sasvim sposobna odrediti logička stanja susjednih položaja u odnosu na takvu os. Ali očigledno je bilo vrlo teško dalje povećati područje čitanja bez računanja u toj fazi.

I stoga, u toj fazi - Triplet je maksimalni mogući oblik informacijske jedinice sistema. Pražnjenje na osi simetrije, pražnjenje desno i pražnjenje lijevo.

Tri različite računovodstvene jedinice...čak i za čitanje korak po korak...to je puno.

U sistemu kodiranja informacija DNK i RNK koriste se 4 moguća logička stanja i tripletno čitanje. Složenost za ćeliju je ekstremna.

Kako dokazati da je kod triplet? To sam već pokazao više puta. Napišimo ponovo: baze - 4, aminokiseline - 20, kodoni ili tripleti - 64.

Matematika je jednostavna: 64/3 = 21

Ovaj broj trojki koje se ne preklapaju može se dobiti korakom fiksacije kroz jednu bazu. Ovo je 20 tripleta za aminokiseline i jedan STOP kodon.

S druge strane: 4 3 = 64, to su isti 21x3 = 63, ovo je 60 kombinacija trojki, 3 stop kodona i start kodon, zatvarajući varijacioni skup. Ovo je samo matematika, ali... pokazuje da su u početku zapravo očitane tri baze za redom - kodon u koraku od 1 baze. Ovo je odredilo broj upotrijebljenih aminokiselina - 20. Dakle, i dalje je triplet.

U ovom slučaju, degeneracija koda aminokiselina u tripletu je jasna. Nastala je iz preklapanja kodova.

Pogrešno shvatamo pojavu degeneracije kodona. Ovo nije proširenje mogućnosti sistema u kodiranju informacija, već "greške njegove prošlosti". Ovo je eho originalnog sistema kodiranja...

Informacije na temu:

“P.153: “...jedna aminokiselina je šifrovana sa nekoliko kodona. Takav kod se zove degenerisan...ovakva degeneracija ne ukazuje na bilo kakvu nesigurnost u konstrukciji proteinske molekule...to samo znaci da se odredjena aminokiselina moze usmjeriti na odgovarajuce mjesto u lancu proteinske molekule koristeći nekoliko kodnih riječi.”

Naravno, za kodiranje bilo koje amino kiseline u DNK bazama dovoljan je jedan kodni triplet. Štaviše, kodiranjem koje se ne preklapa. Ponovite jedan kodon koliko god puta želite, i dobijete što više molekula željene aminokiseline u proteinu. Lako je, jednostavno, razumljivo, a troškovi energije su minimalni.

Degeneracija trojnog koda je neophodna mjera, direktno povezana s originalnom metodom čitanja koda. To se jednostavno dogodilo u toku evolucije.

Mehanizam za pojavu degeneracije koda izgleda ovako:

Prilikom čitanja trojki u koraku od 1 baze, samo jedan predznak trojke se mijenja u svakom koraku, a dva predznaka tripleta ostaju konstantna. Samo se njihove pozicije pomjeraju sinhrono. Sa dva koraka, informacija samo jednog znaka trojke ostaje nepromijenjena, ali prolazi uzastopno kroz sve pozicije prikaza.

Zašto nam ovo treba?

Sa 3 znaka kodiranja, 2 znaka se ponavljaju u svakom koraku. I samo jedna se mijenja. U sljedećem koraku promijenit će se i drugi znak. I jedan znak će ostati nepromijenjen duž putanje. Potpuna promjena znakova dogodit će se tek nakon trećeg koraka. Samo sada nova kombinacija trojki neće imati utjecaja prethodnih kombinacija.

Kod trojnog koraka, svaki novi triplet u formaciji ne zavisi od prethodnog, ali... takav korak za takav sistem čitanja je tada bio nemoguć.

I ispostavilo se da su formirane DNK trojke zavisne jedna od druge tokom čitanja.

Takav glatki tok jednog tripleta u drugi dovodi do ograničenja u mogućnosti brzog korištenja svih permutacija u tripletu. Za moguću upotrebu svih 64 varijante tripleta, potrebno je 64 * 3 = 192 pojedinačna koraka čitanja DNK tripleta. I obrnuto, od 64 koraka čitanja mogućih kombinacija, uz sekvencijalno postupno čitanje svih kodona, od prvog do 64., biće 42 ponavljanja, a neće biti više od 1/3 = 21 kombinacija jedinstveno. I još 1/3….

Ovo je odgovor zašto postoji samo 20 aminokiselina Može biti i više, ali sistem za kodiranje i čitanje informacija to ne dozvoljava.

Tako je ćelija počela koristiti dodatne kodove od postojeća 42 ponavljanja. Drugačije nije mogla, jer su praznine u prenosu neprihvatljive. Postoji šifra - bilo koja, a ribosom mora izvršiti operaciju prevođenja. Prijelazne varijante s jednog nezavisnog tripletnog koda na drugi brzo su se počele nositi sa istih 20 aminokiselina, ali ovisno o učestalosti upotrebe. Za jedan postoji 6 kodova, a za drugi je dovoljan jedan. Ovo registrujemo kao degeneraciju koda.

Jasno je da bi uz korištenje zavisnih kodona trebalo proširiti i bazu transportnih tRNA. I tako se dogodilo. U punom sistemu, broj kodona na mRNA mora odgovarati broju antikodona na tRNA. Dakle, veliki broj tRNA samo ukazuje da je sistem prvobitno formiran na ovaj način.

Kao što vidimo, početni ili početni sistem kodiranja u fazi pojave 4 nukleotida u DNK je jasno vidljiv. Zatim su uslijedili slojevi kasnijih evolucijskih procesa. A danas imamo...šta imamo.

Početni kodovi osnovnih aminokiselina.

S druge strane, ako slijedite ovaj put, onda od 64 moguće, možete odabrati 21 kombinaciju i primijeniti ih kao glavne. Ali koje?

Kako bi ćelija mogla da bira? Najjednostavniji odgovor je baziran na maksimalnoj simetriji trojke.

Primijenimo princip simetrije u traženju potrebnih kombinacija i provjerimo koliko ispravno razumijemo način prirodnog kodiranja aminokiselina u DNK. Da bismo to uradili, skupimo sve varijante simetričnih kodova u tabeli 2. Odličan rezultat..., 15 od 16 mogućih aminokiselina dobilo je simetrične kodove.

Ali, ostalo je još 5 aminokiselina i STOP.

Očigledno je priroda hodala istom stazom... i spotaknula se na istom mjestu. Iskorišćene su sve simetrične opcije, nema prostora za proširenje sistema, a nema dovoljno kodova. Koju je sljedeću opciju koristila da nastavi tražiti kodove?

Sada ponavljanja i jedan dodatni element...

Jedi. CAA, AAC, UGG, a evo i glavnog Stop kodona - UAA.

Ostala su još dva kodona da se pronađe...

GAC i AUG. Potonji je postao Start kodon...

A ukupan broj glavnih kombinacija korištenih u DNK i RNK postao je 21. Tabela 2 odražava put pretraživanja za glavne oznake koda.

Ali i ovdje evolucijska logika razvoja pokazuje zanimljiv primjer. Samo potpune simetrije se koriste do kraja i odmah. Preostale opcije nisu iskorištene odmah i ne u potpunosti. Na primjer, za aminokiselinu Gly korišten je glavni kodon GGG, a zatim je dodat GGU iz neiskorištene rezerve...

Stvorene rezerve kodiranja radile su do posljednjeg trenutka. Danas su sve rezerve odavno potrošene i došlo je vrijeme da se funkcije kombiniraju gdje je to moguće. Na primjer, za početni kodon. Počela je potraga za novim načinima proširenja mogućnosti tripletnog kodiranja. aminokiseline u RNK. Vjerovatno je tako tekao odabir glavnih kodova. Simetrijom i najjednostavnijim permutacijama...

tabela 2

Logika akcije je jasna. Možda smo pogriješili u redoslijedu radnji, ali to za sada nije toliko bitno. Naravno, ovo su samo moje varijacije na temu, profesionalci vjerovatno bolje znaju da li su se stvari zaista dogodile ili ne, ali ipak... ispalo je zanimljivo.

Krajevi se ne sastaju...

Čudno, ... simetrični kodovi se mogu koristiti samo sa tripletnim čitanjem, bez preklapanja. Ovo nas tjera da još jednom pogledamo gornju matematiku dobivanja 20 aminokiselina za korištenje u tripletnom kodiranju. Očigledno, jedno ne odgovara drugom.

Matematika pokazuje objektivnu realnost kretanja ribozoma po elementu duž RNK. Ali tako raširena upotreba simetrija u kodiranju aminokiselina također ne može biti slučajna i ukazuje na trojke nezavisnog čitanja.

Moguće je da je čitanje RNK informacija po elementima postojalo prije tripletnog kodiranja i neko vrijeme zajedno s pojavom tripleta. Odredio je količinu upotrijebljenih aminokiselina.

Ali u nekoj fazi došlo je do skoka u razvoju. Sistem kodiranja je u potpunosti revidiran. Triplet nezavisno čitanje primoralo nas je da ponovo kodiramo korišćene aminokiseline na osnovu simetrije. Ali evolucija ne zna kako da odbaci stare opcije...

Već postoje dodatni kodovi, morali smo ih preraspodijeliti između aminokiselina ovisno o učestalosti njihove upotrebe.

I pojavila se paradoksalna slika. Čini se da se očitavanje ne preklapa, a jedan kodon je dovoljan za kodiranje aminokiseline, ali korištene su sve 64 varijante. Potencijalna redundantnost kodiranja pokrivena je degeneracijom kodova. Proračunata rezerva postoji, ali je u stvari nema. Već smo vidjeli kako se to dogodilo.

Najvjerovatnije je brz razvoj ćelijskih ribozoma bio faktor revizije sistema. U konačnici, oni određuju cijeli sistem kodiranja i njegovu primjenu u ćelijskom organizmu.

Može se pretpostaviti da je zona čitanja informacija ribozoma odavno premašila tri znamenke i otišla daleko iznad ovih granica. Postalo je moguće odabrati i zapamtiti informacije o željenom kodonu unutar velikog područja za čitanje informacija. To je omogućilo napuštanje ribozoma korakom po elementu, ali je također ostvarena mogućnost tripletnog čitanja u nezavisnom modusu. Ribosom je negdje nabavio RAM.

Zona čitanja informacija za ribozom, čak i kod prokariota, kao što vidimo, dostigla je 7 nukleotida. I to nije granica. Ako za osnovu uzmemo da ribosomi imaju dva centra za translaciju ili čitanje informacija, onda je njihova ukupna površina za čitanje informacija jednim ribosomom već dostigla 14 nukleotida. Neki dijelovi kodova uzeti su kao trojke, a ostatak čini kontekst...

I sada…

A sada je sve potpuno zbrkano. Prema riječima biologa, brojanje se odvija u trojkama, iako niko ne objašnjava kako se to događa. Neposredni kontekst se ne uzima u obzir. Poređenje sekvence koda RNK i proteina dobijenog iz nje je veoma težak zadatak i očigledno je nemoguće jasno razumeti kako se sistem promenio i šta se uzima u obzir tokom translacije.

Štaviše, biolozi se ne fokusiraju na sistematizaciju, već na pronalaženje odstupanja od sistema, čime se povećava ionako ogroman broj činjenica i stvara zagonetan neriješen problem za sebe. Zabunu upotpunjuje potpuna zbrka raznih devijacija u mehanizmima čitanja trojki prokariota i eukariota u jednu veliku križaljku...gdje su se i sami kao da su se zbunili.

Zašto? Imaju različite zadatke. Oni rade sa biološkim objektima, kao što je uobičajeno u njihovoj nauci. Stoga su se zaključci o pitanjima RNK kodiranja ogledali u teoriji “swinga”, a ne u sistemu principa čitanja informacija i teorije kodiranja. Mogu se razumeti, ali se mora naći izlaz...

Tehnokratski pristup problemu razumijevanja DNK kodiranja, koji su predložili sami biolozi, još nije iscrpio svoje mogućnosti. Zapravo, još uvijek nije stvarno korišten. Korištena je samo terminologija, ali ne i pristup.

Možda je došlo vrijeme da se koristi mašinska analiza DNK sekvenci, uzimajući u obzir prošireno područje čitanja informacija u odnosu na kodirajući triplet. Tada će postati jasni mehanizam djelovanja konteksta kodiranja koji je najbliži čitanju tripleta, a moguće i programski elementi procesa translacije proteina, koje ribosom memoriše. Takva analiza je posebno važna za proučavanje neprevedenih regiona RNK i DNK. Pošto je već jasno da se radi o softverskim elementima sistema kodiranja. Svi procesi zavise od njih, uključujući i translaciju proteina. Naziv "đubre" im očito nikako ne pristaje...

I ne može biti „smeća“ u nizovima strateški važnih informacija pohranjenih u DNK. Nijedan informacioni sistem to ne može sebi priuštiti.

Sadašnji nivo razvoja računarske tehnologije omogućava rešavanje ovih problema. Izgraditi sistem upravljanja informacijama u ćelijskoj strukturi, razjasniti komunikacione kanale, uspostaviti ključne elemente upravljanja i signalni sistem. Tada će biti jasan barem približan nivo tehničke složenosti ovog kontrolnog sistema. Za sada je jedino jasno da ribosom igra ključnu ulogu u tome, ali koliko je tehnički složen ovaj univerzalni ćelijski automat? Kako tehnička složenost ostatka izvršnih mehanizama ćelije izgleda na njenoj pozadini?

Nisam još našao odgovore...

književnost:

1. Garyaev P.P. Tertyshny G.G. Leonova E.A. Mologin A.V. Talasne biokompjuterske funkcije DNK. http://nature.web.ru/db/msg.html?mid=1157645&s
2. Nikitin A.V., Čitanje i obrada DNK informacija // “Akademija trinitarizma”, M., El br. 77-6567, pub.16147, 08.11.2010.

Nikitin A.V., Problemi razumijevanja sistema kodiranja DNK // “Akademija trinitarizma”, M., El br. 77-6567, pub.16181, 27.11.2010.

Svaki živi organizam ima poseban skup proteina. Određeni nukleotidni spojevi i njihova sekvenca u molekuli DNK formiraju genetski kod. On prenosi informacije o strukturi proteina. Određen koncept je prihvaćen u genetici. Prema njemu, jedan gen je odgovarao jednom enzimu (polipeptidu). Treba reći da su istraživanja nukleinskih kiselina i proteina rađena u prilično dugom periodu. Kasnije u članku ćemo detaljnije pogledati genetski kod i njegova svojstva. Također će biti data kratka hronologija istraživanja.

Terminologija

Genetski kod je način kodiranja sekvence proteina aminokiselina koja uključuje sekvencu nukleotida. Ova metoda generiranja informacija svojstvena je svim živim organizmima. Proteini su prirodne organske supstance visoke molekularnosti. Ova jedinjenja su takođe prisutna u živim organizmima. Sastoje se od 20 vrsta aminokiselina, koje se nazivaju kanonskim. Aminokiseline su raspoređene u lanac i povezane u strogo utvrđenom redoslijedu. On određuje strukturu proteina i njegova biološka svojstva. Također postoji nekoliko lanaca aminokiselina u proteinu.

DNK i RNK

Deoksiribonukleinska kiselina je makromolekula. Ona je odgovorna za prijenos, čuvanje i implementaciju nasljednih informacija. DNK koristi četiri azotne baze. To uključuje adenin, gvanin, citozin, timin. RNK se sastoji od istih nukleotida, osim što sadrži timin. Umjesto toga, postoji nukleotid koji sadrži uracil (U). Molekuli RNK i DNK su nukleotidni lanci. Zahvaljujući ovoj strukturi formiraju se nizovi - "genetska abeceda".

Realizacija informacija

Sinteza proteina, koju kodira gen, ostvaruje se kombinovanjem mRNA na DNK šablonu (transkripcija). Postoji i prijenos genetskog koda u sekvencu aminokiselina. Odnosno, odvija se sinteza polipeptidnog lanca na mRNA. Za šifrovanje svih aminokiselina i signala za kraj proteinske sekvence dovoljna su 3 nukleotida. Ovaj lanac se naziva triplet.

Istorija studije

Proučavanje proteina i nukleinskih kiselina se provodi već duže vrijeme. Sredinom 20. stoljeća konačno su se pojavile prve ideje o prirodi genetskog koda. Godine 1953. otkriveno je da se neki proteini sastoje od sekvenci aminokiselina. Istina, tada još nisu mogli utvrditi njihov tačan broj, a oko toga su se vodili brojni sporovi. Godine 1953. objavljena su dva rada autora Watsona i Cricka. Prvi je govorio o sekundarnoj strukturi DNK, drugi je govorio o njegovom dozvoljenom kopiranju pomoću sinteze šablona. Osim toga, akcenat je stavljen na činjenicu da je specifičan niz baza šifra koja nosi nasljedne informacije. Američki i sovjetski fizičar Georgiy Gamow pretpostavio je hipotezu kodiranja i pronašao metodu za njeno testiranje. Godine 1954. objavljen je njegov rad, tokom kojeg je predložio da se uspostave korespondencije između bočnih lanaca aminokiselina i „rupa“ u obliku dijamanta i da se to koristi kao mehanizam kodiranja. Tada se zvalo rombično. Objašnjavajući svoj rad, Gamow je priznao da bi genetski kod mogao biti trojka. Rad fizičara bio je jedan od prvih među onima koji su smatrani bliskim istini.

Klasifikacija

Tokom godina, predloženi su različiti modeli genetskih kodova, dva tipa: koji se preklapaju i koji se ne preklapaju. Prvi se zasnivao na uključivanju jednog nukleotida u nekoliko kodona. Uključuje trokutasti, sekvencijalni i glavni-sporedni genetski kod. Drugi model pretpostavlja dva tipa. Kodovi koji se ne preklapaju uključuju kombinovani kod i kod bez zareza. Prva opcija temelji se na kodiranju aminokiseline tripletima nukleotida, a glavna stvar je njen sastav. Prema "šifri bez zareza", određene trojke odgovaraju aminokiselinama, ali druge ne. U ovom slučaju, vjerovalo se da ako su bilo koje značajne trojke poredane uzastopno, druge koje se nalaze u drugom okviru čitanja ne bi bile potrebne. Naučnici su vjerovali da je moguće odabrati nukleotidnu sekvencu koja će zadovoljiti ove zahtjeve, te da postoji tačno 20 tripleta.

Iako su Gamow i njegovi koautori doveli u pitanje ovaj model, on se smatrao najispravnijim u narednih pet godina. Početkom druge polovine 20. stoljeća pojavili su se novi podaci koji su omogućili otkrivanje nekih nedostataka u „šifri bez zareza“. Utvrđeno je da su kodoni sposobni inducirati sintezu proteina in vitro. Bliže 1965. shvaćen je princip svih 64 trojke. Kao rezultat toga, otkrivena je redundancija nekih kodona. Drugim riječima, sekvenca aminokiselina je kodirana s nekoliko tripleta.

Prepoznatljive karakteristike

Osobine genetskog koda uključuju:

Varijacije

Prvo odstupanje genetskog koda od standarda otkriveno je 1979. godine tokom proučavanja mitohondrijalnih gena u ljudskom tijelu. Daljnje slične varijante su dalje identificirane, uključujući mnoge alternativne mitohondrijske kodove. To uključuje dekodiranje UGA stop kodona, koji se koristi za određivanje triptofana u mikoplazmama. GUG i UUG kod arheja i bakterija se često koriste kao početne opcije. Ponekad geni kodiraju protein sa početnim kodonom koji se razlikuje od onog koji obično koristi vrsta. Dodatno, u nekim proteinima ribosom ubacuje selenocistein i pirolizin, koji su nestandardne aminokiseline. Ona čita stop kodon. Ovo zavisi od sekvenci koje se nalaze u mRNA. Trenutno se selenocistein smatra 21., a pirolizan 22. aminokiselinom prisutnom u proteinima.

Opće karakteristike genetskog koda

Međutim, svi izuzeci su rijetki. U živim organizmima genetski kod općenito ima niz zajedničkih karakteristika. To uključuje sastav kodona, koji uključuje tri nukleotida (prva dva spadaju u definirajuća), prijenos kodona pomoću tRNA i ribozoma u sekvencu aminokiselina.

Ruski naučnici su otkrili da DNK krije kodirane informacije, čije prisustvo čini da osobu smatramo biološkim kompjuterom, koji se sastoji od složenih programa.

Stručnjaci Instituta za kvantnu genetiku pokušavaju da dešifruju misteriozni tekst u molekulima DNK. A njihova otkrića su sve uvjerljivija da je na početku postojala Riječ, a mi smo proizvod vakuumskog Supermozga. O tome je govorio predsjednik ICG-a Petr Petrovič Garjajev.

Nedavno su naučnici došli do neočekivanog otkrića: molekul DNK se sastoji ne samo od gena odgovornih za sintezu određenih proteina i gena odgovornih za oblik lica, uha, boje očiju itd., već uglavnom od kodiranih tekstova. .
Štaviše, ovi tekstovi zauzimaju 95-99 posto ukupnog sadržaja hromozoma! ( NAPOMENA: Zapadni naučnici ovo smatraju nepotrebnim dijelom...kako kažu, to je smeće). A samo 1-5 posto zauzimaju ozloglašeni geni koji sintetiziraju proteine.

Glavni dio informacija sadržanih u hromozomima ostaje nam nepoznat. Prema našim naučnicima, DNK je isti tekst kao i tekst knjige. Ali ima mogućnost da se čita ne samo slovo po slovo i red po red, već i iz bilo kojeg slova, jer nema prekida između riječi. Čitanjem ovog teksta sa svakim narednim slovom dobija se sve više novih tekstova. Možete ga pročitati u suprotnom smjeru ako je red ravan. A ako se lanac teksta odvija u trodimenzionalnom prostoru, kao u kocki, onda je tekst čitljiv u svim smjerovima.

Tekst je nestacionaran, stalno se kreće, mijenja, jer naši hromozomi dišu, njišu se, generirajući ogroman broj tekstova. Rad sa lingvistima i matematičarima sa Moskovskog državnog univerziteta pokazao je da su struktura ljudskog govora, tekst knjige i struktura DNK sekvence matematički bliski, odnosno da su to zaista tekstovi na jezicima koji su nam još nepoznati. Ćelije razgovaraju jedna s drugom, baš kao vi i ja: genetski aparat ima beskonačan broj jezika.

Čovek je samočitava struktura teksta, ćelije razgovaraju jedna s drugom na isti način kao što ljudi razgovaraju jedni s drugima - zaključuje Petar Petrovič Garjajev. Naši hromozomi provode program izgradnje organizma od jajeta kroz biološka polja – fotonsko i akustičko. Unutar jajeta se stvara elektromagnetna slika budućeg organizma, snima se njegov socio-program, ako hoćete - Sudbina.

Program koji je napisan na DNK nije mogao nastati kao rezultat darvinističke evolucije: za snimanje tako ogromne količine informacija potrebno je vrijeme koje je mnogo puta duže od postojanja Univerzuma.

To je kao da pokušavate da sagradite zgradu Moskovskog državnog univerziteta bacanjem cigli. Genetske informacije mogu se prenositi na daljinu; molekula DNK može postojati u obliku polja. Jednostavan primjer prijenosa genetskog materijala je prodor virusa u naše tijelo, poput virusa ebole.

Ovaj princip “bezgrešnog začeća” može se koristiti za stvaranje neke vrste uređaja koji omogućava da se unese u ljudsko tijelo i utiče na njega iznutra.
« Mi smo se razvili, - kaže Pjotr ​​Petrovič, - laser na molekule DNK. Ova stvar je potencijalno strašna, poput skalpela: može se koristiti za liječenje ili može ubiti. Bez pretjerivanja ću reći da je ovo osnova za stvaranje psihotropnog oružja. Princip rada je ovakav.

Laseri se zasnivaju na jednostavnim atomskim strukturama, a molekuli DNK na tekstovima. Unesete određeni tekst u dio hromozoma, a ti molekuli DNK se transformišu u lasersko stanje, odnosno utičete na njih tako da molekuli DNK počnu da sijaju i stvaraju zvuk - pričaju!
I u ovom trenutku svjetlost i zvuk mogu prodrijeti u drugu osobu i u nju unijeti nečiji genetski program. I osoba se mijenja, poprima drugačije karakteristike, počinje drugačije razmišljati i ponašati se.”

*****

Čini se da je genetski kod izmišljen izvan Sunčevog sistema prije nekoliko milijardi godina.

Ova izjava podržava ideju panspermije - hipotezu da je život na Zemlju donesen iz svemira. Ovo je, naravno, nov i hrabar pristup osvajanju galaksija, ako zamislimo da je ovo bio smišljen korak vanzemaljskih superbića koja znaju kako da rade sa genetskim materijalom.

Istraživači sugeriraju da je u nekoj fazi naša DNK bila kodirana vanzemaljskim signalom iz drevne vanzemaljske civilizacije. Naučnici vjeruju da se matematički kod koji se nalazi u ljudskoj DNK ne može objasniti samo evolucijom.

Galaktički potpis čovečanstva.

Iznenađujuće, ispostavilo se da će, nakon što je kod instaliran, ostati nepromijenjen u kosmičkim vremenskim skalama. Kako objašnjavaju istraživači, naš DNK je najtrajniji “materijal” i zato je šifra izuzetno pouzdan i inteligentan “potpis” za one vanzemaljce koji će ga pročitati, piše časopis Icarus.

Stručnjaci kažu: „Snimljeni kod može ostati nepromijenjen u kosmičkim vremenskim skalama, u stvari, ovo je najpouzdaniji dizajn. Stoga, pruža izuzetno robusno rješenje za pohranu pametnih potpisa. Genom, nakon što je na odgovarajući način prepisan u novi kod s potpisom, ostat će zamrznut u ćeliji i njenom potomstvu, koji se potom može prenositi kroz prostor i vrijeme.”

Istraživači vjeruju da je ljudska DNK organizirana na tako precizan način da otkriva “skup aritmetičkih i ideografskih struktura simboličkog jezika”. Rad naučnika navodi ih da vjeruju da smo bukvalno "stvoreni izvan Zemlje" prije nekoliko milijardi godina.

Univerzalni jezik Univerzuma - živi kosmički kodovi

Ove ideje i uvjerenja nisu prihvaćena u naučnoj zajednici. Međutim, ove studije su dokazale ono što su neki istraživači govorili decenijama, da se evolucija nije mogla dogoditi sama od sebe i da postoji nešto vanzemaljsko u cijeloj našoj vrsti.

Međutim, ove studije i izjave ne otkrivaju glavnu tajnu. Misterija koja ostaje takva kakva je sada; ako su vanzemaljska bića zaista stvorila čovječanstvo i život na planeti Zemlji, onda je "ko" ili "šta" stvorio ta vanzemaljska bića?

Dakle, mi smo PORUKA?
Čovječanstvu je dodijeljena uloga SMS-a s pogledom na budućnost...

Naučnici su u genetskom kodu otkrili čitav niz čisto matematičkih i ideografskih jezičkih konstrukcija koje se ne mogu pripisati slučaju. Ovo se može protumačiti samo kao razuman signal.

Godine 2013. objavljeni su rezultati studije čiji su autori pokušali primijeniti tehniku ​​traženja signala iz vanzemaljskog inteligentnog izvora (SETI projekat) ne na ogromna prostranstva Univerzuma... već na genetski kod zemaljskih organizama.

“...Pokazujemo da Zemljin kod pokazuje vrlo precizan poredak koji zadovoljava kriterije informacijskog signala. Jednostavne strukture koda otkrivaju koherentnu cjelinu aritmetičkih i ideografskih konstrukcija istog simboličkog jezika. Precizni i sistematični, čini se da su ovi skriveni konstrukti proizvodi precizne logike i netrivijalnih proračuna, a ne rezultat stohastičkih procesa (nulta hipoteza da je to rezultat slučajnosti, zajedno sa navodnim evolucijskim mehanizmima, odbacuje se sa značaj< 10-13). Конструкции настолько чётки, что кодовое отображение уникально выводится из своего алгебраического представления. Сигнал демонстрирует легко распознаваемые печати искусственности, среди которых символ нуля, привилегированный десятичный синтаксис и семантические симметрии. Кроме того, экстракция сигнала включает в себя логически прямолинейные, но вместе с тем абстрактные операции, что делает эти конструкции принципиально несводимыми к естественному происхождению. ...»

Dakle, genetski kod nije samo šifra koja se koristi za bilježenje informacija potrebnih za izgradnju i funkcioniranje živih organizama, već i svojevrsni “potpis” čija je vjerovatnoća slučajnog porijekla praktički manja od 10-13 bez alternative ukazuje na inteligentan izvor stvaranja genetskog koda.

Znakovi tijela povezani s određenim proteinima. Proteini se sastoje od aminokiselina. Nasljedne informacije o proteinima pohranjene su u DNK, koja se sastoji od nukleotida. Pojavila su se pitanja: 1) kako su nasljedne informacije o proteinima kodirane u DNK? Godine 1961. stvoren je genski kod - princip snimanja informacija o nasljeđivanju o naknadnom rođenju aminokiselina u proteinu kroz naknadno rođenje nukleotida DNK. Sveci genskog koda: 1) trojnost je pozicija jedne aminokiseline - kodirani ste kombinacijom 3 nukleotida (kombinacija 3 nukleotida - triplet, kodon). Poznate su 64 moguće trojke od kojih 3 nemaju semantičko opterećenje i jesu Stop kodoni: UAA, UAG, UGA. 2) DEGENERNOST - aminokiseline na poziciji 1 mogu biti kodirane sa nekoliko tripleta ili kodona. 3) GENSKI KOD SE NE PRELAZI UNUTAR 1 GEN. tj. 1 nukleotid ne može istovremeno odgovarati 2 tripleta. 4) GENETSKI KOD BEZ ZAJEZA, tj. između tripleta nema slobodnih nukleotida. 5) GENETSKI KOD JE UNIVERZALAN, odnosno isti u različitim organizacijama. 6) STABILAN, odnosno ne mijenja se generacijama. Prilikom karakterizacije genskog koda koristi se koncept komplementarnosti, odnosno potpuna korespondencija naknadnog amii-t u proteinu, naknadnom nukleotidu DNK. Implementacija će uslijediti nakon inf u ćeliji. U eukoriotskim ćelijama, skoro sva DNK nalazi se u jezgru. Sinteza proteina se dešava u citoplazmi, što znači da mora postojati posrednik, mačka će prenijeti inf gen iz jezgra u citoplazmu. Glasnik je molekul mRNA. Implementaciju naslijeđenog inf-a čine 2 procesa: 1) transkripcija – sinteza molekula RNK na DNK, kao na matriksu. 2) translacija - prevođenje poslednjih nukleotida u sekvencu aminokiselina.

29) Realizacija bioloških informacija u ćeliji. Fenomen spajanja. Prijenos bioloških informacija na protein (prijevod). U eukariotskoj ćeliji, sva DNK se nalazi u jezgru, sinteza proteina se odvija u citoplazmi na ribosomima. To znači da postoji posrednik koji prenosi nasljednu informaciju iz jezgra u citoplazmu, to je molekul mRNA. Dakle, mehanizmi za implementaciju naslednih informacija u ćeliju sastoje se od procesa transkripcije i translacije, koji se takođe dešavaju tokom aktivnog rada gena. Transkripcija- ovo je sinteza RNK molekula na DNK, kao na matriksu, složen enzimski proces koji zahtijeva potrošnju ATP energije. Dio 1 lanca DNK je šablon za sintezu RNK molekula. Sinteza dolazi iz slobodnih nukleotida i zasniva se na principu komplementarnosti. Glavni enzim sinteze je RNA polimeraza. Vrsta ovog enzima postoji u prokariotskoj ćeliji. U eukariotskoj ćeliji postoje 3 vrste ovog enzima: 1) RNA polimeraza1 - odgovorna za sintezu r-RNA 2) RNA polimeraza2 - za sintezu i-RNA 3) RNA polimeraza3 je odgovorna za sve male molekule RNK, posebno t-RNA i neke vrste r-RNA niske molekularne težine. Proces transkripcije se sastoji od 3 faze: inicijacija (početak); izduženje (produženje); prestanak (kraj). U prvoj fazi, enzim RNA polimeraza prepoznaje posljednji nukleotid prije gena. Ovaj posljednji nukleotid se zove pronator . Nakon što prepozna pronator, RNA polimeraza se fiksira na njega. Ovo odmotava dvostruku spiralu DNK. Područje koje odgovara ovom genu postaje slobodno. Dio 1 lanca DNK postaje matrica za sintezu RNA molekula. Tokom druge faze, RNA polimeraza se kreće duž DNK sekcije, sintetizirajući RNA molekule u smjeru 5"-3". U fazi 3: sinteza RNK se nastavlja sve dok RNA polimeraza ne dostigne posljednji nukleotid na kraju gena. Ovi posljednji nukleotidi se nazivaju signal terminacije transkripcije ili signal zaustavljanja. Transkripcija se ovdje završava. Zaključak: tokom transkripcije sintetizira se primarni transkript mRNA, r-RNA i t-RNA.

Primarni transkript mRNA. U prokariotskoj ćeliji odmah se sintetiše zrela RNA molekula koja postaje matrica za sintezu proteinske molekule. U eukariotskoj ćeliji sintetizira se nezrela molekula mRNA, koja se naziva pro-RNA. Zatim, u jezgru, na kraju transkripcije, dolazi do sazrevanja u jezgru - procesiranja. Uključuje 3 faze: 1) Zatvaranje. Jedan hemijski modifikovan nukleotid, metilgvanozil, vezan je za 5' kraj pro-mRNA molekula. Formira se struktura kapice. Ova struktura dodatno olakšava vezivanje mRNA za ribozom. 2) Poliadenilacija. 100-200 adenil nukleotida se dodaje na 3' kraj pro-RNA. Formira se poliadenilirana regija, koja stabilizira molekulu mRNA i potiče njeno oslobađanje iz jezgra u citoplazmu.

3) Spajanje. mRNA sadrži egzone i introne. Spajanje je uklanjanje introna iz pro-RNA molekula i spajanje egzona pomoću ligaza. Kao rezultat obrade, formira se zrela -RNA, koja po dužini odgovara 1/10 primarnog transkripta. Zatim ova RNK odlazi u citoplazmu, zatim samo 3-5% napušta jezgro, a ostatak se u njemu uništava. Broadcast . Komponente neophodne za biosintezu proteina: aminokiseline, t-RNA, mRNA, ribozomi, ATP, enzimi. Emisiono skladište u 3 faze: inicijacija, elongacija, završetak. Iniciranje : formira se kompleks mRNA i ribozoma. Ovo je olakšano kapačkim regionom mRNA. Prva inicijatorska tRNA je pogodna za ovaj kompleks. Sa svojim antikodonom, t-RIK prepoznaje inicijacijski kodon u mRNA-AUG (mitionin). U eukariotskoj ćeliji, prva aminokiselina polipeptidnog lanca je metionin. Na kraju biosinteze proteina, ova aminokiselina se može ukloniti iz polipeptidnog lanca. Izduženje : u ribozomu postoji funkcionalni centar od 2 sekcije: a-sekcija (odsjek za vezivanje aminokiselina-t-RNA, t-RNA sa aminokiselinom, tj. aminoacil-t-RNA, dolazi do ovog odjeljka), b) odjeljak (mjesto veze peptid-tRNA. U ovoj oblasti postoji tRNA povezana sa peptidom - peptidil-tRNA). Funkcioniranje ovih regija povezano je sa izduženjem proteinskog lanca. Pretpostavimo da je određeni peptidni lanac već sintetiziran, kompleks peptidil-tRNA nalazi se na P mjestu ribozoma. tRNA sa aminokiselinom stiže na A mjesto ribozoma. Ako je t-RNA antikodon komplementaran i-RNA kodonu, tada ova t-RNA sa aminokiselinom ostaje na A-mjestu. Ribosomalni enzimi prekidaju vezu između t-RNA i peptida, koji se nalazi na P-mjestu, a slobodna t-RNA napušta P-mjesto. Drugi ribosomalni enzimi, transferaze, uspostavljaju peptidnu vezu između peptida i aminokiseline koja se nalazi na A mjestu ribozoma. Ovako se peptidni lanac produžava za jednu aminokiselinu. Ribosom ide jedan korak jednak 3 nukleotida duž i-RNA molekule, t-RNA-peptidni kompleks se kreće od A-mjesta do P-mjesta, a A-mjesto je slobodno i spremno da prihvati novi t- RNK sa aminokiselinom. Raskid – produžavanje polipeptidnog lanca se nastavlja sve dok A-mjesto ribosoma ne dođe do jednog od stop kodona, jer niti jedna aminokiselina im ne odgovara, a time se završava biosinteza beclea, oslobađa se polipeptidni lanac, molekula mRNA, a ribosom se raspada na podjedinice. Ako je ćeliji potrebna velika količina ovog proteina, tada se formira kompleks od nekoliko ribozoma i mRNA - polizom.

U svakoj ćeliji i organizmu, sve anatomske, morfološke i funkcionalne karakteristike određene su strukturom proteina koji ih čine. Nasljedno svojstvo tijela je sposobnost da sintetiše određene proteine. Aminokiseline se nalaze u polipeptidnom lancu o kojem zavise biološke karakteristike.
Svaka ćelija ima svoj niz nukleotida u polinukleotidnom lancu DNK. Ovo je genetski kod DNK. Preko njega se bilježe informacije o sintezi određenih proteina. Ovaj članak opisuje šta je genetski kod, njegova svojstva i genetske informacije.

Malo istorije

Ideju da bi mogao postojati genetski kod formulisali su J. Gamow i A. Down sredinom dvadesetog veka. Oni su opisali da nukleotidna sekvenca odgovorna za sintezu određene aminokiseline sadrži najmanje tri jedinice. Kasnije su dokazali tačan broj od tri nukleotida (ovo je jedinica genetskog koda), koji je nazvan triplet ili kodon. Ukupno ima šezdeset četiri nukleotida, jer se molekul kiseline u kojoj se javlja RNK sastoji od četiri različita nukleotidna ostatka.

Šta je genetski kod

Način kodiranja sekvence proteina aminokiselina zbog niza nukleotida karakterističan je za sve žive ćelije i organizme. To je ono što je genetski kod.
Postoje četiri nukleotida u DNK:

• adenin - A;
• gvanin - G;
• citozin - C;
• timin - T.

Označavaju se velikim latiničnim ili (u literaturi na ruskom jeziku) ruskim slovima.
RNK također sadrži četiri nukleotida, ali jedan od njih se razlikuje od DNK:

• adenin - A;
• gvanin - G;
• citozin - C;
• uracil - U.

Svi nukleotidi su raspoređeni u lance, pri čemu DNK ima dvostruku spiralu, a RNK jednu spiralu.
Proteini se grade na mjestu gdje, smješteni u određenom nizu, određuju njegova biološka svojstva.

Osobine genetskog koda

Trostruko. Jedinica genetskog koda sastoji se od tri slova, to je triplet. To znači da dvadeset postojećih aminokiselina kodiraju tri specifična nukleotida nazvana kodoni ili trilpeti. Postoje šezdeset četiri kombinacije koje se mogu stvoriti od četiri nukleotida. Ova količina je više nego dovoljna za kodiranje dvadeset aminokiselina.
Degeneracija. Svaka aminokiselina odgovara više od jednog kodona, sa izuzetkom metionina i triptofana.
Nedvosmislenost. Jedan kodon kodira jednu aminokiselinu. Na primjer, u genu zdrave osobe s informacijama o beta meti hemoglobina, triplet GAG i GAA kodira A kod svakoga ko ima bolest srpastih stanica, jedan nukleotid se mijenja.
Kolinearnost. Redoslijed aminokiselina uvijek odgovara nizu nukleotida koje gen sadrži.
Genetski kod je kontinuiran i kompaktan, što znači da nema znakova interpunkcije. To jest, počevši od određenog kodona, dolazi do kontinuiranog čitanja. Na primjer, AUGGGUGTSUAUAUGUG će se čitati kao: AUG, GUG, TSUU, AAU, GUG. Ali ne AUG, UGG i tako dalje ili bilo šta drugo.
Svestranost. Ista je za apsolutno sve kopnene organizme, od ljudi do riba, gljivica i bakterija.

Table

Nisu sve dostupne aminokiseline uključene u prikazanu tabelu. Hidroksiprolin, hidroksilizin, fosfoserin, jodo derivati ​​tirozina, cistina i neki drugi su odsutni, jer su derivati ​​drugih aminokiselina kodiranih m-RNA i nastalih nakon modifikacije proteina kao rezultat translacije.
Iz svojstava genetskog koda poznato je da je jedan kodon sposoban da kodira jednu aminokiselinu. Izuzetak je genetski kod koji obavlja dodatne funkcije i kodira valin i metionin. mRNA, koja se nalazi na početku kodona, vezuje t-RNA, koja nosi formilmetion. Po završetku sinteze, on se odcjepljuje i sa sobom odnosi formilni ostatak, pretvarajući se u ostatak metionina. Dakle, gore navedeni kodoni su inicijatori sinteze polipeptidnog lanca. Ako nisu na početku, onda se ne razlikuju od ostalih.

Genetske informacije

Ovaj koncept znači program svojstava koji se prenosi od predaka. Ugrađen je u naslijeđe kao genetski kod.
Genetski kod se realizuje tokom sinteze proteina:

• glasnička RNA;
• ribosomska rRNA.

Informacije se prenose direktnom komunikacijom (DNK-RNA-protein) i obrnutom komunikacijom (srednji protein-DNK).
Organizmi ga mogu primiti, pohraniti, prenijeti i koristiti najefikasnije.
Informacije koje se prenose naslijedom određuju razvoj određenog organizma. Ali zbog interakcije s okolinom, reakcija potonjeg je iskrivljena, zbog čega dolazi do evolucije i razvoja. Na taj način se u organizam unose nove informacije.

Dekodiranje ljudskog koda

Devedesetih godina pokrenut je projekat Human Genome, kao rezultat kojeg su 2000-ih otkriveni fragmenti genoma koji sadrže 99,99% ljudskih gena. Fragmenti koji nisu uključeni u sintezu proteina i nisu kodirani ostaju nepoznati. Njihova uloga je za sada nepoznata.

Posljednji put otkriven 2006. godine, hromozom 1 je najduži u genomu. Više od tri stotine pedeset bolesti, uključujući rak, javlja se kao rezultat poremećaja i mutacija u njemu.

Uloga ovakvih studija teško se može precijeniti. Kada su otkrili šta je genetski kod, postalo je poznato po kojim šablonima se razvija, kako se formira morfološka struktura, psiha, predispozicija za određene bolesti, metabolizam i defekti jedinki.