Генетичний код

Три пари основ молекули ДНК кодують одну амінокислоту в білку.

Сьогодні ні для кого не секрет, що програма життєдіяльності всіх живих організмів записана на молекулі ДНК. Простіше всього уявити молекулу ДНК у вигляді довгої сходи. Вертикальні стійки цієї сходи складаються з молекул цукру, кисню і фосфору. Вся важлива робоча інформація в молекулі записана на щаблинах сходи - вони складаються з двох молекул, кожна з яких кріпиться до однієї з вертикальних стійок. Ці молекули - азотисті основи - називаються аденін, гуанін, тимін і цитозин, але зазвичай їх позначають просто буквами А, Г, Т і Ц. Форма цих молекул дозволяє їм утворювати зв'язку - закінчені сходинки - Лише певного типу. Це зв'язку між основами А і Т і між підставами Г і Ц (утворену таким чином пару називають «парою підстав»). Інших типів зв'язку в молекулі ДНК бути не може.

Спускаючись по сходах вздовж одного ланцюга молекули ДНК, ви отримаєте послідовність підстав. Саме це повідомлення у вигляді послідовності підстав і визначає потік хімічних реакцій в клітині і, отже, особливості організму, що володіє даної ДНК. Згідно з центральної догмі молекулярної біології, на молекули ДНК закодована інформація про білки, які, у свою чергу, виступаючи в ролі ферментів (див. Каталізатори та ферменти), регулюють всі хімічні реакції в живих організмах.

Суворе відповідність між послідовністю пар основ у молекулі ДНК і послідовністю амінокислот, що складають білкові ферменти, називається генетичним кодом. Генетичний код був розшифрований незабаром після відкриття двуспіральной структури ДНК. Було відомо, що недавно відкрита молекула інформаційної або матричної РНК (іРНК, або мРНК), несе інформацію, записану на ДНК. Біохіміки Маршалл Уоррен Ніренберг (Marshall W. Nirenberg) і Дж. Генріх Маттеї (J. Heinrich Matthaei) з Національного інституту охорони здоров'я в містечку Бетезда під Вашингтон, округ Колумбія, поставили перші експерименти, які призвели до розгадки генетичного коду.

Вони почали з того, що синтезували штучні молекули іРНК, що складалися тільки з повторюваного азотистої основи урацилу (який є аналогом тиміну, «Т», і утворює зв'язки тільки з аденін, «А», з молекули ДНК). Вони додавали ці іРНК в тестові пробірки з сумішшю амінокислот, причому в кожній пробірці лише одна з амінокислот була позначена радіоактивною міткою. Дослідники виявили, що штучно синтезована ними іРНК ініціювала освіта білка лише в одній пробірці, де знаходилася мічена амінокислота фенілаланін. Так вони встановили, що послідовність «-У-У-У-» на молекулі іРНК (і, отже, еквівалентну їй послідовність «-А-А-А-» на молекулі ДНК) кодує білок, що складається тільки з амінокислоти фенілаланіну. Це було першим кроком до розшифровці генетичного коду.

Сьогодні відомо, що три пари основ молекули ДНК (такий триплет отримав назву кодон) кодують одну амінокислоту в білку. Виконуючи експерименти, аналогічні описаного вище, генетики зрештою розшифрували весь генетичний код, в якому кожному з 64 можливих кодонів відповідає певна амінокислота.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://elementy.ru/