- Mikä on geneettinen koodi?
- Geneettisen koodin ominaisuudet
- Geneettisen koodin löytäminen
- Geneettisen koodin toiminta
- Geneettisen koodin alkuperä
Selitämme, mikä geneettinen koodi on, sen toiminta, koostumus, alkuperä ja muut ominaisuudet. Myös kuinka sen löytö sujui.
Mikä on geneettinen koodi?
Geneettinen koodi on nukleotidien erityinen järjestys sekvenssissä, joka muodostaa sekvenssin DNA. Se on myös sääntöjoukko, josta käännetään mainittu sekvenssi RNA aminohapposekvenssissä, muodostamaan a proteiinia. Toisin sanoen proteiinisynteesi riippuu tästä koodista.
Kaikki elävät olennot Heillä on geneettinen koodi, joka järjestää niiden DNA:n ja RNA:n. Huolimatta ilmeisistä eroista erilaisten välillä valtakuntia elämän geneettinen sisältö osoittautuu suurelta osin samankaltaiseksi, mikä viittaa siihen, että koko elämää sillä on täytynyt olla yhteinen alkuperä. Pienet variaatiot geneettisessä koodissa voivat aiheuttaa erilaisia lajeja.
Geneettisen koodin sekvenssi koostuu kolmen nukleotidin yhdistelmistä, joista jokaista kutsutaan kodoniksi ja jotka vastaavat tietyn aminohapon (polypeptidin) syntetisoinnista.
Nämä nukleotidit ovat peräisin neljästä erilaisesta typpiemästyypistä: adeniini (A), tymiini (T), guaniini (G) ja sytosiini (C) DNA:ssa sekä adeniini (A), urasiili (U), guaniini (G), ja sytosiini (C) RNA:ssa.
Tällä tavalla rakennetaan jopa 64 kodonin ketju, joista 61 muodostaa itse koodin (eli ne syntetisoivat aminohappoja) ja 3 merkitsee aloitus- ja lopetuskohtaa sekvenssissä.
Noudattamalla järjestystä, jonka tämä geneettinen rakenne määrittää, soluja Keho voi kerätä aminohappoja ja syntetisoida tiettyjä proteiineja, jotka suorittavat tiettyjä toimintoja kehossa.
Geneettisen koodin ominaisuudet
Geneettisellä koodilla on sarja perusominaisuuksia, jotka ovat:
- Yleismaailmallisuus Kuten olemme aiemmin sanoneet, kaikilla elävillä organismeilla on yhteinen geneettinen koodi virus Y bakteerit siihen asti kun henkilöt, kasvit Y eläimet. Tämä tarkoittaa, että tietty kodoni liittyy samaan aminohappoon riippumatta siitä, mikä organismi se on. Tunnetaan 22 erilaista geneettistä koodia, jotka ovat muunnelmia tavallisesta geneettisestä koodista vain yhdessä tai kahdessa kodonissa.
- Spesifisyys Koodi on erittäin spesifinen, eli mikään kodoni ei koodaa useampaa kuin yhtä aminohappoa ilman päällekkäisyyttä, vaikka joissakin tapauksissa voi olla erilaisia aloituskodoneja, jotka mahdollistavat eri proteiinien syntetisoinnin samasta koodista.
- Jatkuvuus. Koodi on jatkuva, eikä siinä ole minkäänlaisia keskeytyksiä, vaan se on pitkä kodoniketju, joka transkriptoidaan aina samassa merkityksessä ja suunnassa aloituskodonista lopetuskodoniin.
- Rappeutuminen. Geneettisessä koodissa on redundanssia, mutta ei koskaan epäselvyyksiä, eli kaksi kodonia voi vastata samaa aminohappoa, mutta ei koskaan samaa kodonia kahdelle eri aminohapolle. Siten erilaisia kodoneja on enemmän kuin on minimissään tarpeen tallentamiseen Geneettinen tieto.
Geneettisen koodin löytäminen
Nirenberg ja Matthaei havaitsivat, että jokainen kodoni koodaa aminohappoa.Geneettinen koodi löydettiin 1960-luvulla, kun anglosaksiset tutkijat Rosalind Franklin (1920-1958), Francis Crick (1916-2004), James Watson ja Maurice Wilkins (1916-2004) löysivät DNA:n rakenne, aloittaa soluproteiinisynteesin geneettisen tutkimuksen.
Vuonna 1955 tutkijat Severo Ochoa ja Marianne Grunberg-Manago onnistuivat eristämään entsyymi polynukleotidifosforaasi. He havaitsivat, että minkä tahansa tyyppisten nukleotidien läsnä ollessa tämä proteiini rakensi samasta typpiemäksestä koostuvan mRNA:n tai lähettiaineen, toisin sanoen yhdestä nukleotidipolypeptidistä. Tämä valaisi sekä DNA:n että RNA:n mahdollisen alkuperän.
Venäläis-amerikkalainen George Gamow (1904-1968) ehdotti mallia geneettisestä koodista, joka muodostuu nykyään tunnettujen typpipitoisten emästen yhdistelmistä. Crick, Brenner ja heidän työtoverinsa osoittivat kuitenkin, että kodonit koostuvat vain kolmesta typpipitoisesta emäksestä.
Ensimmäiset todisteet saman kodonin ja aminohapon välisestä vastaavuudesta saatiin vuonna 1961 Marshall Warren Nirenbergin ja Heinrich Matthaein ansiosta.
Niiden soveltaminen menetelmiä, Nirenberg ja Philip Leder pystyivät kääntämään 54 jäljellä olevista kodoneista. Myöhemmin Har Gobind Khorana viimeisteli koodin transkription. Monet niistä, jotka osallistuivat tähän kilpailuun geneettisen koodin murtamiseksi, saivat lääketieteen Nobelin.
Geneettisen koodin toiminta
Geneettisen koodin toiminta on elintärkeää proteiinien synteesissä, eli perusalkuaineyhdisteiden valmistuksessa. elämää kuten me sen ymmärrämme. Siksi se on perusmalli fysiologiselle rakenteelle eliöt, sekä sen kudoksia että sen entsyymejä, aineita ja nesteitä.
Tätä varten geneettinen koodi toimii templaattina DNA:ssa, josta syntetisoidaan RNA:ta, joka on eräänlainen peilikuva. Sitten RNA:ssa se siirtyy soluorganelleihin, jotka vastaavat proteiinien (ribosomien) rakentamisesta.
Ribosomeissa synteesi alkaa DNA:sta RNA:han siirtyneen mallin mukaisesti. Jokainen geeni liittyy siten aminohappoon, mikä rakentaa polypeptidiketjun. Näin geneettinen koodi toimii.
Geneettisen koodin alkuperä
Geneettisen koodin alkuperä on luultavasti elämän suurin mysteeri. Koska se on yhteistä kaikille tunnetuille eläville olennoille, on intuitiivista, että se ilmestyi planeetalle ennen ensimmäistä elävää olentoa, toisin sanoen primitiivistä solua, joka synnyttäisi kaiken. elämän valtakuntia.
Aluksi on todennäköistä, että se oli paljon vähemmän laaja ja sillä oli vain tietoa muutaman aminohapon koodaamiseen, mutta se olisi monimutkaistunut elämän syntyessä ja kehittyessä.