Принципи генетичного коду

Порядок азотистих основ у мРНК визначає порядок зв'язування амінокислот у поліпептидному ланцюгу. Унікальність різноманітних клітин та організмів зумовлена унікальністю їхніх білків. Така унікальність забезпечується складом та послідовністю амінокислот. Відповідна інформація передається під час трансляції особливою послідовністю нуклеотидів і називається генетичним кодом. Кожна амінокислота кодується послідовністю трьох азотистих основ (триплетом, кодоном). Таким чином, генетичний код – це послідовність триплетів нуклеотидів у молекулі мРНК, що контролює порядок розташування амінокислот у молекулі білка. Чотири азотисті основи (А, Т, Г, Ц) у комбінаціях по три (43), можуть утворити 64 різних триплети.

Таблиця генетичного коду

Амінокислот лише 20, то одні й ті ж амінокислоти можуть кодуватися різними триплетами (кодонами-синонімами). Тому генетичний код називають надлишковим. Є кілька амінокислот, що кодуються 3-4 різними кодонами (наприклад, аланін кодують триплети ЦГА, ЦГГ, ЦГТ, ГЦГ). Також є амінокислоти, що кодуються двома триплетами і тільки дві амінокислоти – одним. Однак кожен триплет кодує тільки одну амінокислоту, що визначає його специфічність. У молекулі ДНК кожен нуклеотид входить до складу лише одного триплета (кодогена). Тому код ДНК і мРНК не перекривається. Триплети АТТ, АЦТ, АТЦ є своєрідними "крапками" процесу зчитування інформації. Положення кожної амінокислоти в поліпептидному ланцюзі залежить від положення відповідного триплету в ДНК та мРНК. Експериментально встановлена універсальність генетичного коду. У всіх живих організмів від вірусів і бактерій до рослин і ссавців той самий триплет кодує ту ж амінокислоту. Це один з доказів спільності походження живої природи. Фундаментальні характеристики генетичного коду наступні:

1. Триплетність. Три сусідні нуклеотиди (триплет – кодон) кодують одну амінокислоту.

2. Специфічність. Кожен триплет кодує тільки одну амінокислоту.

3. Неперекривність. Кожен нуклеотид кожного триплету ніколи не входить до складу іншого.

4. Відсутність розділових знаків. Між кодуючими триплетами в структурних генах немає точок зупинки трансляції.

5. Універсальність. Кодоген ДНК та комплементарний йому кодон мРНК визначає ту саму амінокислоту в білках всіх живих систем: від вірусів до людини.

6. Надлишковість, або виродженість. Одна амінокислота може кодуватися більш ніж одним триплетом.

7. Колінеарність. Послідовність амінокислот у білку відповідає послідовності триплетів у мРНК та ДНК.

8. Односпрямованість – процесс зчитування інформації генетичного коду з матричного ланцюга молекулы ДНК здійснюється тільки в одному напрямку - від 5' кінця до 3' кінця.