Генетический код и его свойства
А ты знал, что азиаты потеют меньше и пахнут лучше, чем европейцы? Ну всё, теперь живи с этой информацией! Между тем данный факт имеет вполне научное объяснение...
Дело в том, что жители Азии обладают особой мутированной формой гена, благодаря чему их потовые железы практически не выделяют вместе с потом специфические белки. А ведь именно продукты переработки этих белков бактериями являются причиной неприятного запаха.
К чему это я? Ах да! Сегодня мы поговорим про гены, а точнее – про генетический год и его свойства.
Что же такое генетический код?
Генетический код – это система записи генетической информации о порядке расположения аминокислот в белках в виде последовательности нуклеотидов в ДНК и РНК.
Иными словами, генетический код – это последовательность триплетов.
Триплет, или кодон – это последовательность из трёх расположенных подряд нуклеотидов, кодирующая определённую аминокислоту в белке.
Чтобы понять всю степень ответственности, лежащей на этих крошечных структурах, достаточно вспомнить, что именно белки определяют все функции любого живого организма. В частности, они отвечают за:
- образование клеточных структур;
- синтез необходимых веществ (жиров, углеводов, нуклеиновых кислот);
- протекание всех процессов жизнедеятельности в организме.
Итак, каждая молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты – ДНК – состоит из четырёх видов нуклеотидов, содержащих разные азотистые основания: аденин (А), цитозин (Ц), гуанин (Г) и тимин (Т). На всякий случай напомню, что в молекуле РНК их тоже четыре, только вместо тимина (Т) в ней содержится урацил (У).
Выстраиваясь друг за другом в цепочки, нуклеотиды образуют последовательность генетических букв. Существует специальная таблица генетического кода – она показывает, какие аминокислоты кодирует тот или иной триплет. Заучивать таблицу наизусть нет необходимости – нужно лишь понимать, как она работает, и уметь ей пользоваться.
А вот что тебе точно нужно будет знать для ЕГЭ по биологии – это свойства генетического кода. Их мы сейчас и рассмотрим подробнее.
Свойства генетического кода
К ним относятся:
- триплетность
- вырожденность (избыточность)
- однозначность
- наличие знаков препинания
- неперекрываемость
- универсальность
- компактность
1. Триплетность
Каждая аминокислота кодируется тремя расположенными подряд нуклеотидами.
Как мы уже проговорили выше, каждая аминокислота кодируется определённым триплетом. Всего их 64. Однако не каждый из них служит для кодирования аминокислот: 3 из них (УАА, УАГ, УГА) необходимы для другой цели. Это – так называемые стоп-кодоны (или нонсенс-кодоны).
Стоп-кодон – последовательность ДНК из трёх нуклеотидов, кодирующая прекращение синтеза полипептидной цепи.
Остальные 61 кодон называются смысловыми кодонами.
2. Вырожденность (избыточность)
Одна аминокислота может кодироваться несколькими триплетами.
Аминокислот у нас 20. Триплетов – 64. Даже если не брать в расчёт стоп-кодоны, то их всё равно больше. Это значит, что одну аминокислоту могут шифровать сразу несколько различных триплетов.
Например, аминокислоте валин соответствуют 4 триплета, а аминокислоте лейцин – целых шесть: УУА, УУГ, ЦУА, ЦУГ, ЦУУ, ЦУЦ. Лишь две аминокислоты – триптофан и метионин – кодируются лишь одним кодоном.
Свойство избыточности защищает организм от последствий генных мутаций: даже если один триплет «сломается», аминокислота всё равно будет синтезироваться корректно благодаря другим кодонам.
Однако в обратную сторону это не работает, о чём нам ясно говорит следующее свойство...
3. Однозначность
Каждый триплет кодирует только одну аминокислоту.
В этом направлении код однозначен и не может трактоваться по-разному. Представь, какая бы в противном случае возникла путаница!
4. Наличие знаков препинания
В конце каждого гена располагается уже знакомый тебе стоп-кодон, который служит сигналом для окончания синтеза полипептидной цепи. Внутри самого гена «знаков препинания» нет.
5. Неперекрываемость
Каждый нуклеотид входит в состав только одного триплета.
Информация считывается строго триплет за триплетом, без перекрывания, в определённом порядке. Этот порядок носит название «рамки считывания». Другими словами, рамка считывания – это последовательность нуклеотидов (между стартовым и стоп-кодоном), потенциально способная кодировать белок.
6. Универсальность
Генетический код универсален для всех живых организмов.
Это свойство свидетельствует об общем происхождении всего живого на Земле. Какой бы организм мы ни взяли – человека, фикус или бактерию – один и тот же триплет будет кодировать одинаковую аминокислоту.
7. Компактность
Информация внутри гена считывается непрерывно, ген не разделён на части «знаками препинания».
Итак, мы рассмотрели основные свойства генетического кода, которые обязательно нужно знать для ЕГЭ по биологии. Тема очень непростая, а задания по генетике во второй части... ох, там всё ещё сложнее. Но не паникуй раньше времени! Приходи на онлайн-разбор самых сложных заданий по генетике для ЕГЭ 26 ноября – всё объясним и разложим по полочкам :)