Univerzalna genetska koda

Genetska koda je posebna šifra dednih informacij s pomočjo molekul nukleinske kisline. Na podlagi tega kodirane informacije, geni ustrezno nadzirajo sintezo proteinov in encimov v telesu, s čimer določajo metabolizem. Po drugi strani pa strukturo posameznih proteinov in njihovih funkcij določajo lokacija in sestava aminokislin - strukturnih enot molekule proteinov.

Sredi prejšnjega stoletja so bili identificirani geni, ki so ločena mesta deoksiribonukleinska kislina (skrajšano kot DNK). Nukleotidne povezave so v Molekule DNA značilna dvojna veriga, sestavljena v obliki spirale.

Znanstveniki so našli povezavo med geni in kemijsko strukturo posameznih proteinov, bistvo katerega je, da strukturni red aminokislin v proteinskih molekulah popolnoma ustreza reda nukleotidov v genu. Po tej povezavi so se znanstveniki odločili za dešifriranje genetskega kode, tj. določiti zakone korespondence strukturnih nalogov nukleotidov z DNA in aminokislinami v beljakovinah.

Obstajajo le štiri vrste nukleotidov:

1) A-adenil;

2) G - gvanil;

3) T-timidil;

4) C - citidil.

Sestava beljakovin vključuje dvajset vrst bazičnih aminokislin. Z dešifriranjem genetske kode so se pojavile težave, saj so nukleotidi precej manjši od aminokislin. Pri reševanju tega problema je bilo predlagano, da so aminokisline kodirane z različnimi kombinacijami treh nukleotidov (tako imenovani kodon ali triplet).

Če štejemo vse možne kombinacije, bodo taki tripleti 64, to je trikrat več kot aminokisline - dobimo presežek triplet.

Poleg tega je bilo treba natanko pojasniti, kako se nahajajo tripleti vzdolž gena. Torej so bile tri glavne skupine teorij:

1) trojčki neprekinjeno sledijo eni za drugo, tj. tvorijo trdno kodo;

2) triplete so urejene s spremembo "nesmiselnih" območij, t.j. tvorijo se tako imenovane "vejice" in "odstavki" v kodi;

3) trojčki se lahko prekrivajo, tj. konec prve trojke lahko tvori začetek naslednjega.

Trenutno se večinoma uporablja teorija kontinuitete kode.

Genetska koda in njegove lastnosti

1) Tripletna koda - sestavljena je iz poljubnih kombinacij treh nukleotidov, ki tvorijo kodone.

2) genetska koda je odvečna - to je posledica njegova tripleta. Eno kislino lahko kodiramo z več kodonov, saj so kodoni po matematičnih izračunih trikrat večji od aminokislin. Nekateri kodoni opravljajo določene zaključne funkcije: nekateri so lahko "ustavi signale", ki programirajo konec proizvodnje amino kislinske verige, drugi pa lahko označijo začetek odčitavanja kode.

3) Genetska koda je edinstvena - samo ena aminokislina lahko ustreza vsakemu od kodonov.

4) genetska koda ima kolinearnost, tj. zaporedje nukleotidov in zaporedje aminokislin jasno ustrezata drug drugemu.

5) Koda je napisana neprekinjeno in kompaktno, v njem nima "brez pomena" nukleotidov. Začne se z določenim trojkom, ki se nadomesti z naslednjim brez prekinitve in se konča z ustavljenim kodonom.

6) Genetska koda je univerzalna - geni vsakega organizma natančno enako kodirajo informacije o beljakovinah. To ni odvisno od ravni zapletenosti organizacije organizma ali njenega sistemskega položaja.

Sodobna znanost kaže, da se genetska koda pojavlja neposredno, ko se nov organizem rodi iz kosti. Naključne spremembe in evolucijski procesi omogočajo vse možnosti kodiranja, npr. amino kisline lahko preuredimo v poljubnem zaporedju. Zakaj je ta vrsta kode preživela med evolucijo, zakaj je koda univerzalna in ima podobno strukturo? Več znanosti se uči o pojavu genetske kode, bolj nove skrivnosti se pojavijo.