Генетический код: общие сведения
Генетический код (genetic code): правила перевода информации, закодированной в последовательности нуклеотидов ДНК и мРНК , в последовательность аминокислот белка . Таким образом, генетический код - соответствие нуклеотидной последовательности гена последовательности аминокислот в белке (точнее, правила соответствия кодонов определенным аминокислотам или функциям рис. 65.2 ). Любой последовательности трех нуклеотидов ( кодонов ) соответствует либо определенная аминокислота, либо сигнал терминации трансляции . Начало трансляции также соответствует определенной тройке, как правило, AUG, кодирующей метионин . Так как существует 4 основания (С, G, A и Т), а кодоны являются триплетами, всего может быть 64 возможных кодона (4 х 4 х 4): Поскольку белки содержат 20 природных аминокислот, то некоторые из них могут определяться более, чем одним кодоном. 61 из 64 возможных кодонов определяет аминокислоты, оставшиеся 3 кодона являются стоп-кодонами, которые передают сигнал остановки трансляции. Этот код соблюдается в подавляющем большинстве генов, поэтому и называется генетическим кодом. Или же триплетным кодом.
Кодоны есть для каждой из 20 аминокислот , входящих в
состав белка ( рис. 65.3 ); в митохондриях генетический код
несколько другой. За небольшими исключениями генетический код универсален
для всех живых организмов (Льюин,
1987 ). Так как четыре нуклеотида объединенные по три дают 64 варианта,
а аминокислот всего 20, то большинство аминокислот кодируется более чем
одним кодоном или другими словами: генетический код является
вырожденным.
Универсальный генетический код
представлен на рис 004. Трансляция начинается со
стартового кодона, чаще всего это AUG, реже GUG, и заканчивается на одном
из терминирующих или стоп-кодонов: UAA,UAG,UGA. Все кодоны, за исключением
стоп кодонов, называются смысловыми. Стоп кодоны еще называют нонсенс
кодонами. Группу кодонов кодирующих одну и ту же аминокислоту называют
серией. Вырожденность серий варьирует от 1 (Trp, Met) до 6 (Ser, Arg, Leu).
Многими авторами выделяется целый ряд свойств и особенностей генетического
кода, но
здесь они не рассматриваются.
Некоторые отклонения от универсального генетического кода у митохондрий приведены в таб. 001 (Минченко,Дударева,1990).
Особенности генетического кода:
1. Код - триплетный , т.е. одна аминокислота задается последовательностью из трех нуклеотидов, называемой кодоном .
2. Код не перекрывается , т.е. в последовательности оснований первые три основания кодируют одну аминокислоту, следующие три - другую и т.д.
3. Из таблицы генетического кода видно, что код - вырожденный : 20 аминокислот представлены 61 кодоном. Почти каждой аминокислоте соответствует несколько кодонов-синонимов.
4. Особенностью кода является тенденция к группировке кодонов, соответствующих одной аминокислоте. Часто основание в третьем положении кодона оказывается несущественным для его специфичности. Одна аминокислота может быть представлена четырьмя кодонами, различающимися только по третьему основанию. Иногда различие состоит в предпочтении пурина пиримидину в этом положении. Меньшую специфичность этого положения в кодоне называют вырожденностью третьего основания.
5. Генетический код - универсален , т.е. все живые организмы (эукариоты, прокариоты и вирусы) используют один и тот же код.
Поскольку генетический код считывается с мРНК , его обычно записывают, используя четыре основания, присутствующие в РНК: U,C,A,G.
