Універсальність і походження генетичного коду
Генетичний код ядерної ДНК універсальний, т. К. Він однаковий у всіх живих істот, т. Е. У всіх живих істот використовуються однакові набори кодонів. Визнання універсального характеру генетичного коду є видатним сучасним доказом єдності походження органічних форм (див. Глави XIV, XV і XVI). [. ]
З тих пір як були визначені основні риси структури генетичного коду, стали формулювати також гіпотези щодо його еволюції, причому до теперішнього часу відомо кілька таких гіпотез. Відповідно до однієї гіпотезою початковий код (у примітивній клітині) складався з дуже великої кількості двозначних кодонів, що виключало правильну трансляцію генетичної інформації. Тому в процесі еволюції організмів розвиток генетичного коду йшло по лінії скорочення помилок в трансляції, що призвело до коду в його сучасному вигляді. Навпаки, за іншою гіпотезою код виник в результаті зведення до мінімуму летальних ефектів мутації в процесі еволюції, причому селективне тиск вело до усунення безглуздих кодонів і до обмеження частоти мутацій в кодонах, зміни яких не супроводжувалися змінами в послідовності амінокислот, або супроводжувалися замінами лише однієї амінокислоти на іншу, але функціонально пов'язану. Розвинувшись в процесі еволюції, код одного разу став «замороженим», т. Е. Таким, яким ми бачимо його зараз. [. ]
Відповідно до третьої гіпотези припускають, що ранній архетиповою код був дуплетним, складаючись з 16 кодонів-дуплетів. Кожен з 15 дуплетів кодував кожну з 15 амінокислот, з яких, як припускають, перебували білки примітивної клітини, тоді як залишився вільним 60-й дуплет забезпечував вільний простір ( «пролом») між генами. У зв'язку з встановленням каталітичної здатності РНК і високої концентрації РНК в рибосомах припускають, що в примітивних клітинах молекули тРНК самі каталізували своє зв'язування з амінокислотами, а роль рибосом виконували перші рРНК. Триплетний код виник тоді, коли в процесі еволюції утворилися інші п'ять амінокислот, причому його виникнення пов'язане з додаванням третього підстави в кожен кодон. [. ]
Припускають, що сучасний генетичний код є результатом тривалої еволюції примітивного коду, кодувати лише кілька амінокислот, до того ж лише кількома триплету, складеними з азотистих основ двох типів. [. ]
В подальшому еволюція коду полягала в зменшенні кількості безглуздих кодонів і збільшенні кількості смислових. Це призвело до того, що більшість триплетів стало «читатися». Завершальна стадія в еволюції коду була пов'язана зі збільшенням кількості амінокислот, схильних до «розпізнаванню» відповідними нуклеотидами (триплету), а також з синтезом клітинами відповідних тРНК і активують ферментів. Коли кількість і структура білків стали такими, що вже жодна нова амінокислота не могла поліпшити селективні переваги організмів, код «заморозився» в його сучасному вигляді. [. ]
Що стосується мітохондріального коду, то його вважають більш примітивним в порівнянні з ядерним. Припускають, що, наприклад, антикодон УАА в сучасному мітохондріальному коді міг бути також і антикодоном архетиповою коду для кодонів, в яких перші дві підстави є У, а третє могло бути У, Ц, А чи Г. Але можна припускати, що мітохондріальний код виник в результаті спрощення бактеріального коду, якщо визнати походження мітохондрій від бактерій. Оцінюючи особливості білкового синтезу, контрольованого мітохондріальних генетичним кодом в порівнянні про хлоропластної, залишається неясним, чому хло-ропластний генетичний код кодує набагато більше білків у порівнянні з мітохондріальних генетичним кодом. [. ]
Як видно, сучасні погляди на походження і еволюцію генетичного коду вельми суперечливі, бо поки немає ще експериментальних даних, які можна було б використовувати для достатнього обґрунтування тієї чи іншої гіпотези. [. ]