генетический код


генетический код
\
Генетический код
\
    Долгое время наследственные механизмы были предметом внимания генетиков, но природа молекул, переносящих информацию от одного индивида к другому, оставалась неведомой. Была известна роль макромолекул протеина и нуклеиновых кислот в этом процессе. Однако только в 1944 г. сотрудником Нью-Йоркского института Рокфеллера Эйвери (О. Т. Avery, 1877—1955) были получены результаты, показавшие, что эту роль выполняют молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты — ДНК. Было известно ранее, что ядра клеток животных, содержащих хромосомы (и, стало быть, гены), особенно богаты нуклеиновыми кислотами, в частности ДНК. Последние представляют собой полимеры, образованные из остатков фосфорной кислоты, сахара (дезоксирибоза) с азотистого основания, т.е. аденина, гуанина, цитозина и тимина.
    В начале пятидесятых годов вслед за Полингом, который раскрыл структуру протеина, спиралевидной (геликоидальной) макромолекулы, образованной из различных комбинаций 20 аминокислот, удалось понять молекулу ДНК как образованную из комбинаций 4 различных нуклеотидов. Каждый нуклеотид образован из остатков фосфорной кислоты, одной молекулы дезоксирибозы и одного из четырех азотистых оснований.
    Были проведены химические и кристаллографические исследования, результаты которых обобщил Э. Чаргафф (Е. Chargaff, p. 1905), показавший комплементарность остатков тимина и адеина и остатков цитозина и гуанина в пробах различных ДНК. Идея структурировать молекулярные компоненты ДНК в форме двойной спирали с комплементарными взаимодействиями в азотистых основаниях взаимодополнительным образом — аденин-тимин, цитозин-гуанин — разработана кембриджскими учеными Ф. Криком (F. Crick) и Дж. Уотсоном (J. Watson). Диффракцию х-лучей, необходимых для верификации модели, установил М. Уилкинс (М. Wilkins).
    Модель двойной спирали состоит из двух полинуклеотидных цепей, структурные реквизиты которых — азотистые основания и водородные связи между ними. Эта их природа подтверждает процесс дублирования, т.е. формирования двух двойных спиралей, начиная с одной, внутри которой отделяются две нити. В ДНК имеет место так называемая полуконсервативная репликация (повтор): каждое ответвление ДНК дает начало новой двойной спирали. Это подтвердили Мезельсон (Meselson) и Шталь (Stahl).
    Помимо ДНК есть другой тип нуклеиновой кислоты — рибонуклеиновая, или РНК, содержащаяся, главным образом, в клеточной цитоплазме. Структура РНК имеет одну нить, но активность РНК имеет решающий характер, ибо вместе с ДНК она образует молекулярную основу механизма генетической передачи. Раздел биологии, изучающий поведение молекул ДНК и РНК в процессе передачи генетической информации, называется молекулярной биологией.
    В 1941 г. Дж. У. Бидл (G. W. Beadle) и Э. Л. Тейтем (Е. L. Tatum) исследовали формирование энзимов (ферментов). Поскольку эти протеины обладали тоже двойными спиралями и содержали азот, то вскоре выяснилась и последовательность аминокислот протеина. Проблема заключалась в том, как из алфавита с 4 буквами можно образовать группу, содержащую 20 букв. Комбинируя 4 основания (2x2), они получили 16 комбинаций, а умножая 3x3, получили 64 комбинации, более чем достаточные для кодирования триплет — 21 аминокислоты протеина Так триплет азотистых оснований кодирует аминокислоту.
    В 1955 г. удалось синтезировать РНК С. Очоа (S.Ochoa), в 1956 г. А. Корнберг (A. Kornberg) искусственным путем получил ДНК. Еще через 5 лет Ф. Жакоб (F. Jacob) и Ж. Моно (J. Monod) доказали, что РНК является передатчиком. Макромолекула РНК синтезируется на ДНК (процесс транскрипции) и соединяется в рибосомы, субклеточные частицы цитоплазмы, где и происходит белковый синтез. Передатчик РНК есть своего рода пленка с записью трехчленного кода последовательности аминокислот. Эту «пленку» считывает рибосома, создающая протеин в последовательности, указанной молекулой РНК.
    В 1960-х гг. М. У. Ниренберг (М. W. Nirenberg) и Дж. Маттеи (J. N. Matthei) синтезировали молекулу РНК на одной основе урацила. Они получили процесс формирования полипептида, состоящего из одной аминокислоты — полифенилаланина на основе трехчленного урацил-урацил-урацила. Это открытие позволило найти ключ к генетическому коду почти так же, как Розеттский камень помог расшифровать египетские иероглифы. Ниренберг, Крик, Корана и другие выяснили значение всех 64 триплетов, образующих генетический код. Процесс передачи генетической информации от ДНК к РНК называется транскрипцией, а энзим (РНК-полимероза) катализирует синтез передатчика (РНК) по образцу ДНК. Синтез полипептидной цепочки, конкретизирующий информацию, поступающую из ДНК, называется процессом перевода, трансляции.
    В целом цепочку белкового синтеза кратко можно представить следующим образом:
    ДНК транскрипция РНК трансляция полипептид (белок).
    Репликация ДНК и транскрипция РНК-передатчика возможны в силу соединения стереоспепифическим образом азотистых оснований: аденин «признает» тимин, а цитозин «признает» гуанин. Процесс трансляции происходит посредством соединительных векторов — молекул Т-РНК. Последние задерживаются на рибосоме и «прочитывают» передаваемый генетический код. Аминокислотная цепочка синтезируется на рибосоме с энзиматическим механизмом, необходимым для прочтения записанной информации в РНК.
    Открытие генетического кода позволило внятно объяснить и описать феномены репродукции, наследования, вариаций и мутаций. Оказалось, что на этом универсальном языке «говорят» все организмы — от вирусов и бактерий до животных и человека. Это стало важнейшим этапом в изучении феномена жизни и ее удивительно разумной основы.

Западная философия от истоков до наших дней. - "Петрополис".. . 1994.

Смотреть что такое "генетический код" в других словарях:

  • ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД — свойственная живым организмам единая система записи наследств, информации в молекулах нуклеиновых к т в виде последовательности нуклеотидов; определяет последовательность включения аминокислот в синтезирующуюся полипептидную цепь в соответствии с …   Биологический энциклопедический словарь

  • ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД — ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД, система записи наследственной информации в виде последовательности нуклеотидов в молекулах нуклеиновых кислот. Единицей генетического кода служит кодон, или триплет (тринуклеотид). Генетический код определяет порядок включения… …   Современная энциклопедия

  • Генетический код — ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД, система записи наследственной информации в виде последовательности нуклеотидов в молекулах нуклеиновых кислот. Единицей генетического кода служит кодон, или триплет (тринуклеотид). Генетический код определяет порядок включения… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

  • ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД — см. Код генетический …   Большой Энциклопедический словарь

  • ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД — ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД, системная информация, накопленная в ГЕНАХ. Точно устанавливает, каким образом в организме вырабатывается весь сложный комплекс веществ, находящихся в живой клетке, а также способ воспроизведения самой клетки. Это начальная… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД — Нуклеотидная последовательность клеточной ДНК, в которой закодирована последовательность аминокислот белка. Генетический код ДНК четырехбуквенный. Каждой аминокислоте соответствует один (или несколько) определенный кодон ДНК. В кодон входят три и …   Термины и определения, используемые в селекции, генетике и воспроизводстве сельскохозяйственных животных

  • Генетический код — КОД, а, м. Система условных обозначений, сигналов, передающих информацию. Телеграфный к. ифровой к. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • генетический код — – способ кодирования в нуклеиновых кислотах информации о первичной структуре белков …   Краткий словарь биохимических терминов

  • генетический код — Единая система записи наследственной информации в виде последовательности нуклеотидов [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии EN genetic code …   Справочник технического переводчика

  • Генетический код — Генетический код  свойственный всем живым организмам способ кодирования аминокислотной последовательности белков при помощи последовательности нуклеотидов. В ДНК используется четыре азотистых основания  аденин (А), гуанин (G), цитозин… …   Википедия

Книги

Другие книги по запросу «генетический код» >>