Как в генах кодируются 20 аминокислот

Генетический код - это свойственный всем живым организмам способ кодирования аминокислотной последовательности белков при помощи последовательности нуклеотидов.

В ДНК используется четыре нуклеотида - аденин (А), гуанин (G), цитозин (С), тимин (T), которые в русскоязычной литературе обозначаются буквами А, Г, Ц и Т. Эти буквы составляют алфавит генетического кода. В РНК используются те же нуклеотиды, за исключением тимина, который заменён похожим нуклеотидом - урацилом, который обозначается буквой U (У в русскоязычной литературе). В молекулах ДНК и РНК нуклеотиды выстраиваются в цепочки и, таким образом, получаются последовательности генетических букв[8].

Для построения белков в природе используется 20 различных аминокислот. Каждый белок представляет собой цепочку или несколько цепочек аминокислот в строго определённой последовательности. Эта последовательность определяет строение белка, а следовательно все его биологические свойства. Набор аминокислот также универсален для почти всех живых организмов.

Реализация генетической информации в живых клетках (то есть синтез белка, кодируемого геном) осуществляется при помощи двух матричных процессов: транскрипции (то есть синтеза иРНК на матрице ДНК) и трансляции генетического кода в аминокислотную последовательность (синтез полипептидной цепи на матрице иРНК). Для кодирования 20 аминокислот, а также сигнала «стоп», означающего конец белковой последовательности, достаточно трёх последовательных нуклеотидов. Набор из трёх нуклеотидов называется триплетом.

Аминокислоты, из которых состоят белки, кодируются в генах фрагментами из трех нуклеотидов - триплетами[9].

Всего в генах встречается 64 различных триплета. Однако им соответствуют лишь 20 различных аминокислот, поэтому некоторые аминокислоты могут кодироваться несколькими разными триплетами. Избыточность делает генетический код более устойчивым и эволюционно гибким. Однако до сих пор не было убедительного объяснения происхождения этой избыточности. Новая теория основана на гипотезе, предложенной Фрэнсисом Криком (Francis Crick), одним из первооткрывателей структуры ДНК. Предполагается, что первоначально аминокислотам соответствовали не тройки, а пары нуклеотидов, которые могли кодировать только 16 аминокислот. Когда размер кодона увеличился до трех нуклеотидов, и живые организмы смогли использовать больше аминокислот, но пока их число выросло только до 20[10].

Исследователи даже указывают, какие именно аминокислоты стали использоваться живыми организмами позже других.

[1] Прохоров Б.Б. Экология человека. – М.: Академия, 2008. – с. 108.

[2] Воронков Н.А, Экология общая, социальная, прикладная. – М.: Агар, 2008. – с. 32.

[3] См.: Хаскин В.В., Акимова Т.А., Трифонова Т.А. Экология человека. – М.: Экономика, 2008. – с. 69.

[4] Агуреева О.В. Концепции современного естествознания. Краткий курс. – М.: Окей-книга, 2009. – с. 75.

[5] Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. – М.: Академия, 2009. – с. 63.

[6] Рыбалов Л.Б., Садохин А.П. Концепции современного естествознания. – М.: Юнити-Дана, 2009. – с. 79.

[7] Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. – М.: Альфа-М, Инфра-М, 2008. – с. 85.

[8] Дубнищева Т.Я., Рожковский А.Д. Концепции современного естествознания. Практикум. – М.: Академия, 2009. – с. 36.

Экологические заметки

Экологическая безопасность систем земледелия
Основная задача сельского хозяйства состоит в получении высококачественной экологически чистой продукции растениеводства и животноводства. Изучением экологических основ ведения се ...

Термодинамика необратимых процессов и проблем экологии
Термодинамика изучает закономерности теплового движения в равновесных системах и при переходе систем в равновесие (классическая или равновесная, термодинамическая), а так же обобща ...

Установки на охрану окружающей среды в общественном сознании
Актуальность экологических проблем в современном обществе является неоспоримым фактом, принятая научным сообществом в девяностых годах концепция "sustainable development" ...