Виродженість генетичного коду - довідник хіміка 21
Хімія і хімічна технологія
Виродження ГЕНЕТИЧНОГО КОДА. Відповідність декількох кодонів однієї амінокислоті. Заміна в третьому підставі кодону не завжди призводить до заміни амінокислоти. [C.520]
Виявилося, що вирожденність генетичного коду має безсумнівний біологічний сенс, забезпечуючи організму ряд переваг. Зокрема, вона сприяє вдосконаленню геному, так як в процесі точкової мутації, викликаної хімічними або фізичними факторами. можливі різні амінокислотні заміни. найцінніші з яких відбираються в процесі еволюції. [C.522]
ВИСНОВОК, ЩО, по-видимому, код дійсно є триплет-ним, причому кодування починається від певної точки нуклеїнової кислоти. При цьому велика частина трибуквених комбінацій відповідає певним амінокислотам і лише невелика частина триплетів відноситься до безглуздим. Число триплетів одно 4-4-4 = 64, т. Е. Значно більше числа амінокислот. Деякі з них, мабуть, кодують одну і ту ж амінокислоту, т. Е. Код є виродженим. Цей висновок узгоджується з виявленням в даний час двох і більше типів розчинних РНК, специфічних до однієї і тієї ж амінокислоті. Виродженість генетичного коду може сприяти виживанню організму. Дійсно, в разі невиродженого коду помилка при реплікації ДНК або при транскрипції повинна швидше призводити до появи безглуздого триплета. ніж в разі виродженого коду. Отже, при невиродженому коді помилки частіше викликали б припинення синтезу відповідного білка або освіту незакінчених білкових ланцюгів. Навпаки, в разі виродженого коду помилки повинні частіше наводити просто до заміни однієї амінокислоти на іншу, що, як правило, не має серйозних наслідків. [C.376]
Отже, підсумовуючи сказане, слід підкреслити, що, хоча конкретні схеми вирожденність генетичного коду ще не відомі, проте в даний час біологічний сенс вирожденність ясний це надмірність інформації. яка забезпечує стійкість коду до перешкод зовнішнього середовища. [C.162]
Оскільки РПК є лінійним полімером. що складається з нуклеотидів чотирьох типів, то всього є 4 = 64 можливих триплетів (нагадаємо, що важливе значення має послідовність нуклеотидів триплета). З огляду на, що в білках знаходять всього 20 різних амінокислот. можна зробити висновок, що більшість амінокислот має кодуватися кількома триплету іншими словами генетичний код виродилися. Генетичний код, представлений на рис. 3-15, виявився надзвичайно консервативним в еволюції за невеликими винятками він залишається однаковим у таких різних організмів, як бактерії, рослини і людина. [C.132]
Виродженість генетичного коду стосується в основному третього нуклеотиду кодону і передбачає, що освіта комплементарної пари між ним і відповідним нуклеотидом антикодону не повинно бути абсолютно строгим. Як уже згадувалося, це явище прийнято називати неповним відповідністю або хитанням, оскільки в області взаємодії останнього нуклеотиду кодону з антикодоном допускається Нечитка зв'язування - хитання. Наприклад, 2 кодону аргініну АСА [c.97]
На генному рівні зміни первинної структури ДНК під дією мутацій менш значні, ніж при хромосомних мутацій. однак, генні мутації зустрічаються частіше. В результаті генних мутацій відбуваються заміни, делеції і вставки одного або декількох нуклеотидів, транслокації, дуплікації і інверсії різних частин гена. У тому випадку, коли під дією мутації змінюється лише один нуклеотид, говорять про точкових мутаціях. Оскільки до складу ДНК входять азотисті основи тільки двох типів - пуринів і піримідинів, все точкові мутації з заміною підстав поділяють на два класи транзіциі (заміна пурину на пурин або піримідину на піримідин) і трансверсії (заміна пурину на піримідин або навпаки). Через вирожденність генетичного коду можуть бути три генетичних наслідки точкових мутацій збереження сенсу кодону (синонімічний заміна нуклеотиду), зміна сенсу кодону, що приводить до заміни амінокислоти в відповідному місці поліпептидного ланцюга (міссенс-мутація) або освіту безглуздого кодону з передчасною термінації (нон [c.277]
Певна частина генних мутацій може бути віднесена до нейтральних мутацій. оскільки вони не призводять до яких-небудь змін фенотипу. Наприклад, за рахунок вирожденність генетичного коду одну і ту ж амінокислоту можуть кодувати два триплета, що розрізняються тільки по одній підставі. З іншого боку, один і той же ген може змінюватися (мутувати) в кілька розрізняються станів. [C.100]
Виродженість генетичного коду дозволяє використовувати для всіх 20 амінокислот кодони. мають в третьому положенні G або С. [c.280]
Справді. через вирожденність генетичного коду 25% точкових мутацій не викликають ніякого ефекту, оскільки вони потрапляють на нейтральні амінокислоти і тому не виявляються 2-6% обумовлюють ytpaтy або зміна ферментної активності 70-75% тягнуть за собою заміну однієї амінокислоти інший 25-28% викликають зміна зарядів [90, 100], що схематично показано нижче. [C.39]
Ізоакцепторние тРНК розрізняються своєю первинною структурою. Мабуть, це визначається не тільки виродженням генетичного коду (див. 9.6). У будові тРНК проявляються видові відмінності. Встановлено, що мінорні підстави мають вторинне, а не генетичне походження - тРНК метіліруется під дією ферменту метилаза. [C.577]
Мовчазні мутації. Якщо під мутацією в традиційному сенсі розуміють раптову зміну ознаки. т. е. зміна генотипу. що виявляється у фенотипі, то на молекулярному рівні будь стабільне успадковане зміна ДНК розглядають як мутацію. Однак з огляду на вирожденність генетичного коду зрозуміло, що не всяка мутація такого роду буде проявлятися в фенотипі. У багатьох триплетах вимірюв- ня третього підстави залишається без наслідків (молчапще мутації). Навіть заміна першого або другого підстави триплета не завжди призводить до серйозних наслідків. Хоча структури вищого порядку (третинна і четвертинна) визначаються первинною структурою білка (тобто послідовністю амінокислот), різні амінокислоти відіграють в цій структурі не однаково важливу роль. Наприклад, мутація АІС> ОІВ веде до заміни ізолейцину валіном. тобто до заміни однієї ліпофільній групи на іншу. Однак мутація Сіі- ССІ призведе до заміни лейцину пролином. і наслідком такої заміни буде відхилення від нормальної просторової конфігурадіі поліпептидного ланцюга. що може сильно змінити структуру вищого порядку. З цього зрозуміло, що різні мутації в одному і тому ж структурному гені певного ферменту можуть по-різному позначатися на його активності можливі будь-які зміни-від ледь помітного зниження каталітичної дії до повної інактивації. [C.442]
Прямий доказ універсальності коду було отримано при порівнянні послідовностей ДНК з со-ответствуюшімі білковими послідовностями. Виявилося, що у всіх бактеріальних і еукаріотичних геномах використовуються одні й ті ж набори кодових значень. Однак склад підстав різних геномів сильно варіює в протилежність відносного сталості амінокислотного складу білків. Можна думати тому, що різні види використовують розрізняються характерні набори кодонів-синонімів. Дійсно, спостерігається сталість амінокислотного складу можна пояснити тільки виродження генетичного коду. [C.62]
Мал. 5-84. Вибір ділянок з відомої амінокислотної послідовністю для пріготовлеіія синтетичних про лігонуклеотідних зондів Насправді кодує даний білок тільки одна якась нуклеотидних послідовність. Однак внаслідок вирожденність генетичного коду кілька різних нуклеотидних послідовностей можуть дати одну і ту ж амінокислотну послідовність. так що не можна заздалегідь сказати, яка з них виявиться правильною. Бажано, щоб в суміші олігонуклеотидів, що використовуються як зонда, правильна нуклеотидних послідовність становила найбільшу фракцію, тому вибирають ділянки, для яких число можливостей мінімально, як це видно на малюнку. Після того як суміш олігонуклеотидів буде синтезована хімічним шляхом. 5-кінець кожного
Перша підстава антикодону визначає, зчитує дана молекула тРНК один, два або три типи кодонів С і А дізнаються по одному кодону, і та О - по два кодони, I - три кодону. Отже, одна з причин вирожденність генетичного коду полягає в неточності, або неоднозначності, спарювання (хитанні) третього підстави кодону. Саме в цьому ми вбачаємо основну причину поширеності незвичайного нуклеозида інозину в антикодон. Інозин збільшує число кодонів, які здатна зчитувати дана молекула тРНК (рис. 27.8). [C.95]
СТО виявляються міссенс-мутаціями (мутаціями зі зміною сенсу), в яких послідовність кодує триплета підстав після заміни кодує вже іншу амінокислоту. Внаслідок вирожденність генетичного коду амінокислота, яка кодується мутантним геном. часто виявляється подібна до тієї, яка кодувалася батьківським кодоном, в результаті чого формується фенотип (leaky) лищь з частково порушеною функцією (яка визначається зазвичай білком). Такі штами мають тенденцію спонтанно ревертіровать до батьківського типу. проявляючи таким чином генетичну нестабільність і часткову фізіологічну неповноцінність. Значна частина мутацій з заміною підстав є нонсенс-мутації (безглузді мутації), що характеризуються тим, що кодує будь-яку амінокислоту триплет перетворюється в триплет, що не кодує жодної амінокислоти. В цьому випадку синтез відповідного білка переривається на зміненому триплеті, а що утворюється незавершений фрагмент білкової молекули. як правило, не здатний виконувати призначеної вихідного білку функції. Тому нонсенс-мутації фенотипически виражені, а здатність ревертіровать у них зберігається. Мутації зі зсувом рамки виникають в разі вставки або делеції одного або декількох підстав в молекулу ДНК При цьому відбувається зсув рамки при зчитуванні закодованої інформації і як наслідок - зміна послідовності амінокислот у білку мутантного штаму. [C.10]
Транзіциі відбуваються частіше, ніж можна було б очікувати, якби заміни підстав носили випадковий характер. Будь-яке нуклеотидну основу може замістити в результаті однієї транзіциі і двох трансверсії (рис. 5.25). Тому, якби напрямок мутаційного процесу було випадковим, трансверсії відбувалися б удвічі частіше, ніж транзіциі. Однак через вирожденність генетичного коду не всі нуклеотидні заміни призводять до амінокислотним замін. У табл. 5.16 наведені дані про спостерігалися транзіциі і трансверсії різних типів. Транзи-ций відбувається значно більше, ніж можна було б очікувати в разі, якби напрямок мутацій було випадковим [1 681]. [C.190]
Різні варіанти полімеразної ланцюгової реакції. Як ми вже говорили, для проведення НЦР необхідно знати нуклеотидні послідовності. фланкирующие ампліфіціруемого сегмент. Це має на увазі, що НЦР-метод може застосовуватися ТІЛЬКИ при наявності попередньо клонованих і секвенувати сегментів ДНК. Однак за допомогою відносно простих модифікацій можна значно расщіріть можливості методу НЦР. В ОДНОМУ з варіантів можна вьщелить певний ген, якщо відома амінокислотна послідовність лищь короткого ділянки відповідного очищеного білка. Наприклад, синтезувавши праймери ЗАВДОВЖКИ 20 пар нуклеотидів на підставі даних про послідовності двох кінців пептидного сегмента довжиною в 20 амінокислот, можна ампліфікувати геномної фрагмент довжиною 60 П.Н. Внаслідок вирожденність генетичного коду при цьому використовують суміш праймерів з альтернативними підставами в потрібних положеннях (розд. [C.361]