Izpratne par ģenētisko kodu
Ģenētiskā informācija tiek glabāta kā garas, sarežģītas četru dažādu DNS bāzu sekvences: adenīns (A), timīns (T), guanīns (G) un citozīns (C). Šo bāzu trīskāršus ģenētiskā iekārta interpretē kā norādījumus pievienot olbaltumvielai noteiktu aminoskābi.
Alfrēds Pasieka/Science Photo Library/Getty Images Plus
Ģenētiskais kods ir nukleotīdu bāzu secība nukleīnskābes ( DNS un RNS ) šis kods aminoskābe ķēdes iekšā olbaltumvielas . DNS sastāv no četrām nukleotīdu bāzēm: adenīna (A), guanīna (G), citozīna (C) un timīna (T). RNS satur nukleotīdus adenīnu, guanīnu, citozīnu un uracilu (U). Kad trīs nepārtrauktas nukleotīdu bāzes kodē aminoskābi vai signalizē par tās sākumu vai beigām proteīnu sintēze , komplekts ir pazīstams kā a kodons . Šie tripletu komplekti sniedz norādījumus par aminoskābju ražošanu. Aminoskābes ir savienotas kopā, veidojot olbaltumvielas.
Ģenētiskā koda sadalīšana
Kodonu tabula. Darryl Leja, NHGRI
Kodoni
RNS kodoni apzīmē specifiskas aminoskābes. Bāzu secība kodonu secībā nosaka veidojamo aminoskābi. Jebkurš no četriem nukleotīdiem RNS var ieņemt vienu no trim iespējamām kodona pozīcijām. Tāpēc ir 64 iespējamās kodonu kombinācijas. Sešdesmit viens kodons norāda aminoskābes un trīs (UAA, UAG, UGA) kalpo kā apstāšanās signāli lai apzīmētu olbaltumvielu sintēzes beigas. Kodons AUG aminoskābes kodi metionīns un kalpo kā a sākuma signāls tulkošanas sākumam.
Vairāki kodoni var norādīt arī vienu un to pašu aminoskābi. Piemēram, kodoni UCU, UCC, UCA, UCG, AGU un AGC norāda aminoskābes serīnu. Iepriekš redzamajā RNS kodonu tabulā ir uzskaitītas kodonu kombinācijas un tām norādītās aminoskābes. Lasot tabulu, ja uracils (U) atrodas pirmajā kodona pozīcijā, adenīns (A) atrodas otrajā un citozīns (C) trešajā, kodons UAC norāda aminoskābi tirozīnu.
Aminoskābes
Zemāk ir norādīti visu 20 aminoskābju saīsinājumi un nosaukumi.
Apakšā: Alanīns Arg: Arginīns Asn: Asparagīns Asp: Asparagīnskābe
Cys: Cisteīns Glu: Glutamīnskābe Gln: Glutamīns Gly: Glicīns
Viņa: Histidīns Ar: Izoleicīns Leu: Leicīns Gaisma: Lizīns
No: Metionīns Phe: Fenilalanīns Pro: Prolīns Esi: Serīns
Thr: Treonīns Trp: Triptofāns Tyr: Tirozīns Val: Valīns
Olbaltumvielu ražošana
Transfer RNS ir nepieciešama translācijas sastāvdaļa, jaunu proteīnu bioloģiskajā sintēzē saskaņā ar ģenētisko kodu. ttsz/iStock/Getty Images Plus
Olbaltumvielas tiek ražotas, izmantojot procesus DNS transkripcija un tulkošana. DNS informācija netiek tieši pārvērsta olbaltumvielās, bet vispirms tā ir jākopē RNS. DNS transkripcija ir proteīnu sintēzes process, kas ietver ģenētiskās informācijas pārrakstīšanu no DNS uz RNS. Noteiktas olbaltumvielas, ko sauc par transkripcijas faktoriem, atvieno DNS virkni un ļauj fermentam RNS polimerāzei pārrakstīt tikai vienu DNS virkni par vienu virkni RNS polimēru, ko sauc par messenger RNS (mRNS). Kad RNS polimerāze transkribē DNS, guanīns savienojas ar citozīnu un adenīns ar uracilu.
Tā kā transkripcija notiek kodols šūnas mRNS molekulai jāšķērso kodola membrāna, lai sasniegtu citoplazma . Nokļūstot citoplazmā, mRNS kopā ar ribosomas un vēl viena RNS molekula, ko sauc pārnes RNS , strādājiet kopā, lai transkribēto ziņojumu pārvērstu aminoskābju ķēdēs. Tulkošanas laikā katrs RNS kodons tiek nolasīts un ar pārneses RNS palīdzību augošajai polipeptīdu ķēdei tiek pievienota atbilstošā aminoskābe. MRNS molekula turpināsies, līdz tiks sasniegts terminācijas vai stopkodons. Kad transkripcija ir beigusies, aminoskābju ķēde tiek modificēta, pirms tā kļūst par pilnībā funkcionējošu proteīnu.
Kā mutācijas ietekmē kodonus
Wikimedia Commons /CC BY-SA 4.0 ' id='mntl-sc-block-image_2-0-17' />Trīs punktu mutāciju veidi ietver klusās, bezjēdzības un missense mutācijas. Jonsta247/ Wikimedia Commons /CC BY-SA 4.0
A gēnu mutācija ir izmaiņas DNS nukleotīdu secībā. Šīs izmaiņas var ietekmēt vienu nukleotīdu pāri vai lielākus a segmentus hromosomas . Mainot nukleotīdu sekvences, visbiežāk rodas nefunkcionējoši proteīni. Tas ir tāpēc, ka izmaiņas nukleotīdu sekvencēs maina kodonus. Ja kodoni tiek mainīti, aminoskābes un līdz ar to arī proteīni, kas tiek sintezēti, nebūs tie, kas kodēti sākotnējā gēnu secībā.
Gēnu mutācijas parasti var iedalīt divos veidos: punktu mutācijas un bāzes pāru ievietošana vai dzēšana. Punktu mutācijas mainīt vienu nukleotīdu. Bāzes pāru ievietošana vai dzēšana rezultāts, kad nukleotīdu bāzes tiek ievietotas sākotnējā gēnu secībā vai izdzēstas no tās. Gēnu mutācijas visbiežāk ir divu veidu notikumu rezultāts. Pirmkārt, vides faktori, piemēram, ķīmiskās vielas, starojums un saules ultravioletā gaisma, var izraisīt mutācijas. Otrkārt, mutācijas var izraisīt arī kļūdas, kas pieļautas šūnas dalīšanas laikā ( mitoze un mejoze ).
Galvenās atziņas: ģenētiskais kods
- The ģenētiskais kods ir DNS un RNS nukleotīdu bāzu secība, kas kodē specifisku aminoskābju ražošanu. Aminoskābes ir savienotas kopā, veidojot olbaltumvielas.
- Kods tiek nolasīts tripleta nukleotīdu bāzu komplektos, ko sauc kodoni , kas apzīmē noteiktas aminoskābes. Piemēram, kodons UAC (uracils, adenīns un citozīns) norāda aminoskābi tirozīnu.
- Daži kodoni apzīmē sākuma (AUG) un apturēšanas (UAG) signālus RNS transkripcijai un olbaltumvielu ražošanai.
- Gēnu mutācijas var mainīt kodonu sekvences un negatīvi ietekmēt proteīnu sintēzi.
Avoti
- Grifits, Entonijs JF u.c. 'Ģenētiskais kods.' Ievads ģenētiskajā analīzē. 7. izdevums. , ASV Nacionālā medicīnas bibliotēka, 1970. gada 1. janvāris, www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21950/.
- 'Ievads genomikā.' NHGRI , www.genome.gov/About-Genomics/Introduction-to-Genomics.