Triadična koda in funkcijska enota genetske kode

Prvi prebivalci našega planeta so imeli zelo malo pričakovane življenjske dobe. Evolucijska smer vseh živih bitij je šla k povečanju življenjske dobe organizma za uspešno prilagajanje okoljskim razmeram, razvoju mehanizmov prilagajanja in možnosti prenosa nabranih izkušenj na naslednje generacije. Ustvarjanje organskih molekul v skladu z načrtovanim načrtom je omogočilo življenje na Zemlji, da bi pridobilo oporo in začelo uspešen razvoj. Mehanizem shranjevanja in prenosa matriksa dedne informacije

Srednja dogma molekularne biologije

Herednost je glavna biološka komponenta kontinuitete življenja. Narava je ustvarila mehanizme za prenos in reprodukcijo dednih informacij s kodiranjem beljakovinske sestave v verigi nukleinske kisline. Funkcije nukleinske kisline (DNA in RNA) - ohranjanje informacij in njihov prenos v strukturo proteinov. In proteine ​​skozi reakcije metabolizma spoznajo fenotipsko manifestacijo teh informacij. Genetska koda je matrično linearno ohranjanje informacij o strukturi beljakovin z zapisovanjem s trojčki nukleotidov v verigi nukleinskih kislin. Najmanjša funkcionalna enota genskega koda, ki vsebuje podatke o minimalni strukturni enoti beljakovin, je triplet nukleotidov v verigi DNA ali RNA. Prenos informacij poteka od DNA do mRNA, od mRNA do drugih RNA in do proteinskih molekul.

Univerzalni sistem kodiranja

Potrebno je bilo stoletje, da bi razumeli genetski kodeks in le desetletja, da bi ga razglasili. Ker je koncept strukture dvojne helikne DNK (Watson in Creek, 1953) razumel svojo vlogo dednega materiala in začel iskati tiste črke abecede, ki so zabeležile informacije o njej. Zamisel, da funkcionalna enota genetskega koda 1 nukleotida ne more podpreti kritike hkrati. Štirje komplementarni nukleotidi (adein, gvanin, citozin in timin) DNK ne morejo zagotoviti kodiranja 21 aminokislin beljakovin. Matematiki, fiziki in biologi so aktivno sodelovali pri iskanju kodirnega sistema in hitro ugotovili, da ena aminokislina kodira zaporedje treh nukleotidov. Tako je funkcionalna enota genskega koda - to je trojček nukleotid, odgovoren za sintezo enega aminokislinskega proteina. Tripleti (kodoni) skupaj 64, 61 pa so semantični kodoni (kodirajo aminokisline), preostali pa 3 - brez pomena. Ne nosijo informacij o aminokislini, ampak delujejo kot stop kodoni, ki končajo ali začnejo sintezo proteinske molekule.

Trojček je funkcionalna enota genetske kode

Molekula biopolimerov nukleinskih kislin je sestavljena iz monomerov - nukleotidov. Te pa ustvarjajo kontinuirno DNK, s katero se med transkripcijskim procesom podatki prenesejo v mRNA v skladu z bralnim okvirom, pri čemer ima triplata nukleotidov - tripleta najmanj vrednost kode. Bralni okvir se premika enosmerno in genski kod ima jasno nedvoumnost in degeneracijo (redundanco).

Unidirectionality in edinstvenost

Trikotne informacije so nedvoumne, torej razmerje med 1 aminokislino tripleta in 1 ni spremenljivo. Aminokislino lahko kodiramo z več trikrat, vendar je specifičen triplet specifična aminokislina. Bralni okvir je vedno usmerjen v isto smer, kar je posledica prisotnosti trojčkov, ki začnejo branje in zaključek. Tako ostane stabilnost strukture proteina. Druga lastnost trojčkov se ne prekriva. To pomeni, da je nukleotid del tripleta, vendar samo en.

Naravna redundanca

Degeneracija (redundanca) genetske kode je kot rezervna moč organizma. On ščiti celico pred uničujočim učinkom mutacij. Vsaka funkcionalna enota genetske kode lahko pretvori v 1, 2 in 3 nukleotide v triplet. Tako je v vsakem tripletu 9 zamenjanih pozicij, zamenjava vsakega nukleotida z 4-1 = 3 možnimi različicami, zato imamo 61 pri 9 = 549 variantah zamenjave nukleotida v tripletu. To je veliko več, kot je potrebno za kodiranje 21 aminokislin. To prekomerno bogastvo ali degeneracijo ter zagotovilo biološki obstoj življenja in zmanjšanje napak v branju genskih informacij.

Codon ali triplet?

V literaturi se triplet nukleotidov kot funkcionalnega konglomerata imenuje triplet ali kodon. Kakšna je razlika in ali je to? Izraz "kodon" se uporablja v neposrednem procesu prevajanja - prenos informacij iz RNK v proteinsko molekulo. Izraz "triplet" se uporablja v širšem semantičnem kontekstu, ko opisuje okvir za branje informacij tako z RNA kot z DNA.