La degeneración del código genético: los conceptos básicos

El código genético se expresa como codones, un sistema de codificación de la información acerca de la estructura de las proteínas, inherente en todos los organismos vivos del planeta. Descifrado tomar décadas, pero el hecho de que existe, la ciencia se entiende casi un siglo. Versatilidad, especificidad, unidireccional, y especialmente la degeneración del código genético tienen importancia biológica.

Historia de los descubrimientos

El problema de la codificación de la información genética siempre ha sido clave en la biología. Por la estructura de la matriz del código genético, la ciencia progresó con bastante lentitud. Desde el descubrimiento de J. Watson y Crick en 1953. La estructura de doble hélice del ADN entró en una fase de la solución de una estructura de código en sí mismo, lo que provocó la creencia en la majestuosidad de la naturaleza. La estructura lineal de las proteínas y el ADN de la misma estructura implicaba la presencia del código genético, la correspondencia entre los dos textos, pero grabó con diferentes alfabetos. Y si el alfabeto de las proteínas se ha sabido, las marcas de ADN fueron objeto de estudio de la biología, la física y las matemáticas.

No hay necesidad de describir todos los pasos de la solución de este enigma. experimento directa, demostró y confirmó que entre los codones de ADN y aminoácidos de la proteína existe una clara y consistente celebradas respectivamente en 1964 Charles Janowski y S. Brenner. A más – durante la decodificación del código genético in vitro (in vitro) usando técnicas de síntesis de proteínas en estructuras libres de células.

Totalmente código de descifrado E. Coli fue promulgada en 1966, los biólogos en el simposio en Cold Spring Harbor (EE.UU.). Entonces abrí la redundancia (degeneración) del código genético. Lo que esto significa, explicó, sencillamente.

decodificación continúa

Conseguir descifrar los datos del código hereditarios se ha convertido en uno de los eventos más importantes del siglo pasado. Hoy en día, la ciencia continúa para explorar en profundidad los mecanismos de sistema molecular codificación y sus características y una sobreabundancia de señales, lo que se expresa en la propiedad de la degeneración del código genético. Un estudio separado de la industria – el origen y la evolución de sistema de codificación de material hereditario. polinucleótidos evidencia que vincula (ADN) y polipéptidos (proteínas) dieron impulso al desarrollo de la biología molecular. Y que, a su vez, la biotecnología, bioingeniería, los descubrimientos en la cría y cultivo de plantas.

Dogmas y reglas

dogma Inicio de la biología molecular – la información se transfiere de ADN a ARN mensajero, y luego con ella en la proteína. En la dirección opuesta de la transmisión es posible a partir de ARN a ADN y ARN en otro ARN.

Sin embargo, la matriz o la base de ADN permanece siempre. Y todas las otras características básicas de transferencia de información – un reflejo de la naturaleza de la transferencia de la matriz. A saber, mediante la realización de la transmisión a la síntesis de otras moléculas de la matriz, que será la reproducción de la estructura de la información genética.

código genético

Línea estructura de las moléculas de proteínas de codificación por medio de los codones complementarios (trillizos) nucleótidos, que sólo 4 (abricadoen, guanina, citosina, timina (uracilo)), que conduce espontáneamente a la formación de otras cadenas de nucleótidos. El mismo número de nucleótidos y la complementariedad química – esta es la principal condición para dicha síntesis. (- aminoácidos proteína nucleótidos de ADN), pero la formación de una calidad molécula de proteína a juego la cantidad y calidad de los monómeros no lo es. Este es el código hereditaria natural – sistema de grabación en la secuencia de nucleótidos (codones) la secuencia de aminoácidos de la proteína.

El código genético tiene varias propiedades:

• Triplete.
• La singularidad.
• Orientación.
• Disjointness.
• Redundancia (degeneración) del código genético.
• Versatilidad.

He aquí una breve descripción, centrándose en la importancia biológica.

Triplete, continuidad y disponibilidad semáforos

Cada uno de 61 aminoácidos que corresponde a una semántica t nucleótidos (triplete). Tres trillizos no llevan información sobre el aminoácido y son los codones de parada. Cada nucleótido de la cadena es un miembro del triplete, y no existe por sí mismo. Al final y el comienzo de una cadena de nucleótidos correspondientes a una sola proteína, son los codones de parada. Empiezan o radiodifusión de parada (la síntesis de una molécula de proteína).

Especificidad y de disyunción en un solo punto

Cada codón (triplete) codifica sólo un aminoácido. Cada triplete es independiente de y no se solapa adyacente. Uno de nucleótidos sólo puede pertenecer a un triplete en la cadena. La síntesis de proteínas es siempre en una dirección codones de parada solamente, que es controlado.

La redundancia del código genético

Cada triplete de nucleótidos codifica un aminoácido. Un total de 64 nucleótidos, 61 de ellos – de aminoácidos codificada (sentido codón), y tres – sentido, es decir, aminoácidos no codifica (codones de parada). La redundancia (degeneración) del código genético es que las sustituciones se pueden hacer en cada triplete – radical (que conduce a los aminoácidos de sustitución de ácido) y conservador (aminoácidos no cambian clase). Es fácil calcular que si un triplete se puede llevar a 9 sustituciones (1, 2 y 3 de posición), cada nucleótido puede ser sustituida por 4 – 1 = 3 otra forma de realización, el número total de posibles sustituciones de nucleótidos que cumplirá 61 a 9 = 549.

La degeneración del código genético se muestra en el hecho de que 549 opciones – es mucho más de lo necesario para obtener información zakodirovki aproximadamente 21 aminoácidos. En este caso de las opciones de reemplazo 549 23 conducen a la formación de un codón de parada, 134 + 230 sustitución – son sustituciones conservadoras, y 162 – radicales.

Descartar la degeneración y excepciones

Si dos codones tienen dos idénticos primer nucleótido, los nucleótidos restantes son presentados con una clase (de purina o pirimidina), la información que llevan el mismo aminoácido. Esta suele ser la degeneración o la redundancia del código genético. Dos excepciones – AUA y UGA – primero codifica metionina, aunque tendría que isoleucina, y el segundo – un codón de parada, pero tendría que codificar triptófano.

Es decir, la degeneración y versatilidad

Estas dos propiedades del código genético tienen el más alto valor biológico. Todas las propiedades mencionadas anteriormente son características de la información genética de todas las formas de los organismos vivos en nuestro planeta.

La degeneración del código genético tiene un valor de adaptación, como la duplicación repetida de un código de un solo aminoácido. Además, esto significa una reducción significativa en (degeneración) de la tercera de nucleótidos en un codón. Tal realización minimiza las lesiones mutacionales en el ADN, que implican violaciónes graves en la estructura de la proteína. Este es un mecanismo de protección de los organismos vivos del planeta.