ГЕНЕТИЧНИЙ КОД. система "записи" спадщин. інформації у вигляді послідовності нуклеотидів в молекулах нуклеїнових к-т. Реалізація генетичного коду в клітині відбувається в два етапи: 1) синтез молекули матричної, або інформаційної, РНК (соотв. МРНК. Або іРНК) на відповідній ділянці ДНК; при цьому послідовність нуклеотидів ДНК "переписується" в нуклеотидну послідовність мРНК (див. Транскрипція); 2) синтез білка. при к-ром послідовність нуклеотидів мРНК переводиться в відповідну послідовність амінокислот (див. Трансляція).
Вперше ідея про існування генетичного коду сформульована А. дауном і Г. Гамовим в 1952-54, к-які показали, що послідовність нуклеотидів. однозначно визначає синтез тієї чи іншої амінокислоти. повинна містити не менше трьох ланок. Пізніше було доведено, що така послідовність складається з трьох нуклеотидів. названих кодоном. або кодоном. Оскільки молекули нуклеїнових к-т, на яких брало відбувається синтез мРНК або білка. складаються із залишків тільки чотирьох різних нуклеотидів. кодонів. відрізняються між собою, м. б. всього 64.
Всі синтезовані в процесі трансляції білки побудовані із залишків 20 амінокислот (т. Зв. Кодованих). Який саме кодон відповідальний за включення тієї чи іншої амінокислоти. можна визначити по таблиці, в якій літери А, Г, У, Ц позначають підстави. що входять до ну-клеотіди (соотв. аденін. гуанін. урацил. цитозин): в вертикальному ряду зліва-в перший нуклеотид кодону. в горизонтальному ряду зверху-у другій, в вертикальному ряду праворуч-в третій. Трьохбуквені поєднання, напр. фен. сер. лей, -Скорочення назв. амінокислот. Прочерки в таблиці означають, що три кодону-УАА, УАГ і УГА в нормальних умовах не кодують до.-л. амінокислоти. Такі кодони зв. "Безглуздими", або нонсенс-кодонами. Вони є "сигналами" зупинки синтезу поліпептидного ланцюга.
У таблиці представлені не всі амінокислоти. зустрічаються в білках. У ній немає гидроксипролина і гідроксилізин, що містяться в коллагене; фосфосерин-компонента всіх фосфопротеидов; іодпроізводних тирозину. містяться в тиреоглобулине; цистину. к-рий часто зустрічається в білках. і деяких ін. амінокислот. Всі вони-похідні ін. Амінокислот. к-які кодуються мРНК. Вони утворюються в результаті модифікації білків. яка відбувається після трансляції.
Генетичний код специфічний: це означає, що кожен кодон кодує тільки одну амінокислоту. Лише два кодону. кодують валін (ГУГ) і метіонін (АУГ), здатні виконувати доповнить. ф-ції. Якщо вони знаходяться на початку зчитується області мРНК. до них приєднується транспортна РНК (тРНК), що несе формілметіонін, к-рий завжди знаходиться на початку будується поліпептидного ланцюга, а по завершенні синтезу відщеплюється цілком або отщепляет формільний залишок, перетворюючись в залишок метіоніну. Т. обр. кодони ГУГ і АУГ-ініціатори синтезу поліпептидного ланцюга. Якщо ж вони не стоять першими, то не відрізняються по ф-ціям від ін. Кодонів.
ТАБЛИЦЯ ГЕНЕТИЧНОГО КОДА
Генетичний код називають виродженим, оскільки 61 кодон кодує всього 20 амінокислот. Тому майже кожній амінокислоті відповідає більш ніж один кодон. Виродженість генетичного коду нерівномірна: для аргініну. серина і лейцину вона шестиразовий (тобто для кожної з цих амінокислот є по шість кодонів), тоді як для мн. ін. амінокислот (тирозину. гистидина. фенілаланіну і ін.) лише дворазовим. Дві амінокислоти (метіонін і триптофан) представлені єдності. кодонами. Кодони-синоніми майже завжди відрізняються один від одного за останнім з трьох нуклеотидів. тоді як перші два збігаються. Т. обр. код амінокислоти визначається в осн. першими двома "буквами". Виродженість генетичного коду має важливе значення для підвищення стійкості генетич. інформації.
З механізмами трансляції пов'язана ще одна особливість генетичного коду: він неперекривающійся. Кодони транслюються завжди цілком; для кодування неможливе використання елементів одного з них в поєднанні з елементами сусіднього. "Рамкою", що обмежує трансльований кодон і переміщається стрибком відразу на три нуклеотиду. служить антикодон тРНК. к-рий є триплет нуклеотидів. комплементарний одному з кодонів і обумовлює специфічність до нього. Т. обр. спостерігається лінійна відповідність між послідовністю кодують триплетів і розташуванням залишків амінокислот в синтезованих поліпептиді. тобто код має лінійний неперервні порядок зчитування.
Найважливіше св-во генетичного коду-його односпрямованість. Кодони інформативні тільки в тому випадку, якщо вони зчитуються в одному напрямку-від першого нуклеотиду до наступним.
Генетичний код універсальний для всіх живих істот. Можливі тільки невеликі видові зміни, що виникли, ймовірно, при еволюції і диференціювання клітин. Більшість з них пов'язано з виродженням коду і проявляється в переваг. використанні різних кодонів однієї і тієї ж амінокислоти і у відмінностях у структурі відповідних тРНК в різних організмах або в різних тканинах одного організму.
Уявлення про загальні принципи і осн. св-вах генетичного коду були розроблені Ф. Криком в 1957-65. Завдяки роботам X. Корани, X. Маттеї, М. Ниренберга і С. Очоа До 1966 був розшифрований нуклеотідний складу всіх кодонів.
===
Ісп. література для статті «ГЕНЕТИЧНИЙ КОД». І годину М. Біологічний код, пров. з англ. М. 1971. П. Л. Іванов.
Сторінка «ГЕНЕТИЧНИЙ КОД» підготовлена за матеріалами хімічної енциклопедії.