Kod genetik adalah program biologi. Terima kasih kepadanya, urutan asid amino protein dikodkan menggunakan urutan nukleotida yang sesuai. Pengekodan ini adalah triplet. Maksudnya, satu asid amino sesuai dengan urutan 3 nukleotida mRNA. Triplet nukleotida seperti itu disebut kodon. Teks biologi yang ditulis dalam mRNA dibaca oleh ribosom. Dia melakukannya secara konsisten. Ia dimulakan dengan kodon permulaan, iaitu awal, dan kemudian beralih ke kodon lain. Gambarajah penerangan ditunjukkan di bawah.
Dalam skema, huruf "a" menunjukkan residu asid amino protein. Terdapat 20 jenis daripadanya. Terdapat 64 jenis kodon. Ini menunjukkan bahawa tidak setiap kodon mempunyai asid amino. Kodon tidak penting seperti itu berfungsi khas. Mereka bertanggungjawab untuk menandakan hujung rantai protein. Mereka dipanggil kodon penamatan. Kodon lain sesuai dengan sebilangan residu asid amino.
Oleh itu, dapat dilihat bahawa kod yang dipertimbangkan adalah triplet, tidak tumpang tindih (pembacaan berlaku secara berurutan, kodon oleh kodon) dan mengandungi kodon penamatan dan permulaan.
Bagaimanakah pakar dapat menetapkan korespondensi setiap residu asid amino dengan kodon tertentu dan menentukan kodon yang menunjukkan permulaan dan akhir sintesis rantai protein? Untuk melakukan ini, perlu membaca 2 teks biologi selari - genom dan asid amino yang sesuai dengan gen protein tertentu. Oleh kerana sel mengetahui kodnya, mereka diminta mengenali urutan nukleotida yang berbeza.
Untuk melakukan ini, kami mengambil ekstrak sel yang memiliki kemampuan untuk mensintesis protein menjadi RNA, tetapi tidak mengandung enzim yang mampu memecah RNA. Ekstrak semacam itu disebut sistem sel.
Ekstrak itu diperoleh dari bakteria E. coli, dan kemudian RNA buatan, yang hanya terdiri dari satu urasil, ditambahkan ke dalamnya. Dengan cara ini, sistem bebas sel diajukan soalan: asid amino apa yang sesuai dengan kodon UUU? Ternyata fenilalanin sesuai dengannya. Oleh itu, penyahsulitan kod dijumpai. Kemudian terjemahan yang sesuai dibuat untuk asid amino yang lain.
Kod genetik yang diuraikan sepenuhnya ditunjukkan di bawah. Di bulatan tengah, nukleotida kodon pertama ditunjukkan, pada bulatan kedua - kedua, dan di ketiga - ketiga. Di bahagian luar ditunjukkan residu asid amino yang sepadan dengan kodon.
Video promosi:
Gambar kod genetik
Kodon penamatan dilambangkan dengan simbol TEP. Apakah simbol untuk kodon permulaan? Tidak ada kodon khas tersebut. Dalam keadaan tertentu, peranan ini dipikul oleh kodon AUG dan GUG. Mereka biasanya sesuai dengan methionine dan valine.
Rajah menunjukkan dengan jelas corak tertentu: asid mana yang akan sesuai dengan kodon tertentu ditentukan oleh 2 nukleotida pertama. Nukleotida ketiga tidak memainkan peranan penting. Beban utama ditanggung oleh ganda yang terletak di awal kodon. Dengan kata lain, kita boleh mengatakan bahawa kodnya adalah kuasi-ganda.
Ciri utama ini diperhatikan pada peringkat awal penyahkodannya. Secara semula jadi, mustahil untuk mengekodkan semua 20 asid amino dengan dua kali ganda, kerana jumlah dua kali ganda adalah 16. Oleh itu, nukleotida ketiga dalam kodon membawa beban semantik tertentu.
Walau bagaimanapun, terdapat peraturan universal berdasarkan fakta bahawa 4 nukleotida - adenin, sitosin, guanin dan urasil dalam strukturnya digabungkan menjadi 2 kelas yang berbeza. Ini adalah pyrimidine (U dan C) dan purin (A dan D).
Oleh itu, peraturan kod degenerasi dirumuskan sebagai berikut: jika 2 kodon dengan 2 nukleotida pertama yang sama, dan yang ketiga tergolong dalam kelas yang sama (purin atau pyrimidine), maka mereka mengkodekan asam amino yang sama.
Gambar menunjukkan bahawa peraturan itu dipatuhi dengan ketat. Tetapi ada 2 pengecualian untuk itu. Kodon AUA sepadan dengan isoleusin, bukan metionin. Kodon UGA menandakan akhir sintesis, dan secara teori ia seharusnya bertindak balas terhadap triptofan. Inilah kejutan yang dimiliki oleh kod genetik. Mereka mesti diambil kira dan pada masa yang sama mesti difahami bahawa peraturan yang diberikan adalah universal.
Vyacheslav Markin
