Універсальны генетычны код

Генетычны код - гэта асаблівая шыфроўка спадчыннай інфармацыі з дапамогай малекул нуклеінавых кіслот. Грунтуючыся на гэтай закадаванай інфармацыі, гены адпаведней кіруюць сінтэзам бялкоў і ферментаў у арганізме, вызначаючы тым самым абмен рэчываў. У сваю чаргу, будова асобных бялкоў і іх функцыі абумоўліваецца размяшчэннем і складам амінакіслот - структурных адзінак малекулы бялку.

У сярэдзіне мінулага стагоддзя былі выяўлены гены, якія з'яўляюцца асобнымі ўчасткамі дэзаксірыбануклеінавай кіслаты (скарочана - ДНК). Звёны нуклеатыдаў ўтвараюць ў малекулах ДНК характэрную падвойную ланцуг, сабраную ў форме спіралі.

Навукоўцы знайшлі сувязь паміж генамі і хімічнай структурай асобных бялкоў, сутнасць якой заключаецца ў тым, што структурны парадак размяшчэння амінакіслот у малекулах бялку цалкам адпавядае парадку нуклеатыдаў ў гене. Усталяваўшы гэтую сувязь, навукоўцы вырашылі расшыфраваць генетычны код, г.зн. ўсталяваць законы адпаведнасці структурных парадкаў нуклеатыдаў ў ДНК і амінакіслот ў вавёрках.

Існуе ўсяго чатыры тыпу нуклеатыдаў:

1) А - адениловые;

2) Г - гуаниловые;

3) Т - тимидиловые;

4) Ц - цитидиловые.

У склад бялкоў уваходзіць дваццаць відаў асноўных амінакіслот. З расшыфроўкай генетычнага кода паўсталі цяжкасці, паколькі нуклеатыдаў значна менш, чым аминоскислот. Пры вырашэнні гэтай праблемы было выказана здагадка, што амінакіслоты кадуюцца рознымі спалучэннямі з трох нуклеатыдаў (так званым кодоном або трыплет).

Калі палічыць усе магчымыя спалучэння, то такіх трыплет будзе 64, гэта значыць у тры разы больш, чым амінакіслот - атрымліваецца лішак трыплет.

Акрамя таго, неабходна было растлумачыць, як менавіта размяшчаюцца трыплет ўздоўж гена. Так паўсталі тры асноўныя групы тэорый:

1) трыплет ідуць адзін за адным бесперапынна, г.зн. фармуюць суцэльны код;

2) трыплет размяшчаюцца з чаргаваннем «бессэнсоўных» участкаў, г.зн. фармуюцца так званыя «коскі" і "абзацы» у кодзе;

3) трыплет могуць перакрывацца, г.зн. канец першага трыплет можа фармаваць пачатак наступнага.

У цяперашні час у асноўным выкарыстоўваюць тэорыю аб бесперапыннасці кода.

Генетычны код і яго ўласцівасці

1) Код трыплет - ён складаецца з адвольных спалучэнняў трох нуклеатыдаў, якія ўтвараюць кодоном.

2) Генетычны код залішні - гэта следства яго триплетности. Адна амінакіслата можа быць закадавана некалькімі кодоном, паколькі кодонов, па матэматычным падліках, у тры разы больш, чым амінакіслот. Некаторыя кодоном выконваюць пэўныя терминирующие функцыі: адны могуць быць «стоп-сігналамі», якія праграмуюць канчатак вытворчасці амінакіслотны ланцуга, а іншыя могуць пазначаць ініцыяванне счытвання кода.

3) Генетычны код адназначны - кожнаму з кодонов можа адпавядаць толькі адна амінакіслата.

4) Генетычны код валодае коллинеарностью, г.зн. паслядоўнасць нуклеатыдаў і паслядоўнасць амінакіслот выразна адпавядаюць адзін аднаму.

5) Код запісаны бесперапынна і кампактна, «бессэнсоўныя» нуклеатыдаў ў ім адсутнічаюць. Ён пачынаецца пэўным трыплет, які змяняецца наступным без перапынку і заканчваецца терминирующим кодоном.

6) Генетычны код валодае універсальнасцю - гены любога арганізма кадуюць інфармацыю пра вавёрак абсалютна аднолькава. Гэта не залежыць ад узроўню складанасці арганізацыі арганізма або яго сістэмнага становішча.

Сучасная навука мяркуе, што генетычны код ўзнікае непасрэдна пры зараджэнні новага арганізма з касцяной матэрыі. Выпадковыя змены і працэсы эвалюцыі робяць магчымымі любыя варыянты кода, г.зн. амінакіслоты могуць перастаўляюць у любой паслядоўнасці. Чаму ў ходзе эвалюцыі выжыў менавіта такі выгляд кода, чаму код універсальны і мае падобную структуру? Чым больш навука пазнае пра феномен генетычнага кода, тым больш узнікае новых загадак.