Биология - Ярыгин В.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Символами кода ДНК служат дезоксирибонуклеотиды, различающиеся по азотистому основанию (адениловое, гуаниловое, тимидило-вое, цитидиловое), поэтому алфавит четырехбуквенный. Кодовой группой служит кодон — участок молекулы ДНК, состоящий из трех нуклеотидов. Это делает код триплетным. Информация записывается в линейном порядке по длине молекулы ДНК в виде последовательности кодонов. Код ДНК неперекрывающийся, так как каждый нуклеотид
метаболичЬ)
„епи
Сборка струн'уры
ЧШт
Миогсмолену мри !Я структура
Сборка структуры
Рис. 7. Поток биологической информации в клетке.
входит в один кодон. Он не имеет запятых и в пределах блока информации, соответствующего, например, одному полипептиду, кодоны следуют друг за другом без перерывов.
Символом кода белка служат аминокислоты. Они же соответствуют и кодовым группам. Информация также записывается в линейном порядке по длине молекулы полипептида в виде последовательности аминокислот.
Сопоставление участка молекулы ДНК как начального пункта и отвечающего ему по содержанию полипептида как завершающего пункта потока информации указывает на коллинеарность кодов ДНКи белка: кодоны следуют в том же порядке, что и остатки аминокислот, кодируемых ими.
Положение конкретного аминокислотного остатка в молекуле полипептада может быть обозначено в ДНК при помощи одного из нескольких кодонов-синонимов, что свидетельствует о в ы р о ж-денности кода ДНК. Указанное свойство вытекает из соотношения объемов словарей кодов ДНК и белка. Сочетанием по три из четырех возможных дезоксирибонуклеотидов образуются 64 различных кодона, тогда как в состав белка входит 20 аминокислот. Вырожденность кода ДНК носит регулярный характер: большая часть
I*ИГ. к I I'ltlll K|>\ IlflOli Mu
|l‘h\.!U IM IK ll|H‘ i IH< I I ЧС11
ними pIMIK
I Vin Н-И\ 1,1 ,1111'. ft t-1>\ i>ii.r,i .n. .
K. 1.1 I’lIK • .Hill » I! j > 4 I • \1. 4 ]|i‘[l ll< i II, I I ll.l ,
, ¦ |. "(III. .« WI.H Ф| .4 VI in }
iitiii.m mi1' ii>i r:»n 11*> и ним [щГнн <mi < ¦ )<]!.II Ml IM 'А 1*МК 4 pill.МП.Ml 1 In ¦ ¦
1.1НЧ III» 4 I.-K |! It'll «,!• lint Mil ................J
|i.« 'Mfp.ix i|i|*.n mi 1.м»и I’llh is i ••tiKin •
•»( .i/Ь lf|IH»l 1 I» 'III i!I .1 )
\ X
o-’
информации приходится на первые два нуклеотида кодона. Каждой аминокислоте соответствует не более двух таких начальных дуплета, тогла как число кодонов-еннонимов может дохолить до шести (например для аргинина). Вырожденность кода и информационная неравнозначность нуклеотидов в кодоне влияют на фенотипическое выражение точковых мутаций* Действительно, наряду с изменениями, приводящими к замене одного аминокислотного остатка другим, возможны «безмолвные» мутации, если изменение переводит колон в синоним. Хотя замена кодона синонимом не нарушает последовательности аминокислот в полипептиде, она может повлиять на скорость его синтеза. Три кодона из 64, названные бессмысленными, не кодируют аминокислот Они служат терминаторами и обознача-ют—'ттг,г1<у прекращения считывания информации. Код ДНК универсален в том смысле, что он тождествен у всех организмов. Единичные факты, не согласующиеся с таким заключение ем, касаются детален пунктуации (например, обозначения начала считывания у кишечной палочки и в клетке млекопитающего) и считывания бессмысленных кодонов.
Перекодирование информации происходит в процессе биосинтеза белка. На первом этапе, обозначаемом как транскрипция, исходная информация ДНК считывается путем синтеза рибонуклеиновых кислот. Последние комплементарны лишь одной из полинуклеотидных цепей ДНК, место тимина в них занимает близкое к нему азотистое основание — урацил. В эукариотической клетке этот этап осуществляется в ядре, а также не зависимо в митохондриях и хлоропластах. В результате транскрипции образуется несколько разновидностей РНК, при этом иРНК приобретает информацию о последовательности аминокислот в полипептидах, а рРНК и тРНК обеспечивают перенос информации с иРНК на полипептиды.
Особенность транскрипции с ядерной ДНК эукариотической клетки заключается в образовании первоначально большего количества РНК, чем то, которое затем примет в синтезе полипептидов непосредственное участие. Избыточная РНК, природа и функции которой не ясны, разрушается в ходе преобразования (процессинга) РНК (рис. 8) перед транспортом ее из ядра в цитоплазму.
Считывание информации иРНК с переносом ее на белок (этап трансляции) происходит в цитоплазме. Центральная роль шест, принадлежит различным тРНК, которых в клетке имеется несколько десятков. Каждый образец тРНК способен присоединять определенную аминокислоту в активированном состоянии (обогащенную энергией). В результате активации аминокислоты и присоединения ее к тРНК образуется комплекс «аминоацил-тРНК». Благодаря наличию антикодона — последовательности из трех нуклеотидов, комплементарных нуклеотидам кодона данной аминокислоты — тРНК узнает место этой аминокислоты в полипептиде в соответствии с последовательностью кодонов иРНК. Так как перенос информации на белок осуществляется не с ДНК, а с иРНК, колоны определенных аминокислот обозначают в соответствии с нуклеотидным составом РНК (табл. 2). Таким образом, именно тРНК считывает информацию с иРНК.
