Генетик код гэж юу вэ: ерөнхий мэдээлэл. Генетик код гэж юу вэ, ямар шинж чанартай вэ?Генетик код нь тухай мэдээллийг бүртгэх зарчмыг тодорхойлдог

Генийн ангилал

1) Аллель хосын харилцан үйлчлэлийн шинж чанараар:

Доминант (түүн дээр рецессив аллелийн генийн илрэлийг дарах чадвартай ген); - рецессив (аллелийн давамгайлсан генээр илэрхийлэл нь дарагдсан ген).

2) Функциональ ангилал:

2) Генетик код- эдгээр нь нуклеотидын тодорхой хослолууд ба тэдгээрийн ДНХ молекул дахь байршлын дараалал юм. Энэ бол нуклеотидын дарааллыг ашиглан уургийн амин хүчлийн дарааллыг кодлох бүх амьд организмд хамаарах арга юм.

ДНХ нь дөрвөн нуклеотидыг ашигладаг - аденин (А), гуанин (G), цитозин (С), тимин (Т) бөгөөд эдгээрийг Оросын уран зохиолд A, G, T, C үсгээр тэмдэглэдэг. Эдгээр үсэг нь цагаан толгойн үсгийг бүрдүүлдэг. генетикийн код. РНХ нь ижил нуклеотидуудыг ашигладаг бөгөөд тиминийг эс тооцвол ижил төстэй нуклеотид - урацилийг U үсгээр (орос хэл дээрх уран зохиолд U) тэмдэглэдэг. ДНХ ба РНХ молекулуудад нуклеотидууд гинжин хэлхээнд байрладаг бөгөөд ингэснээр генетикийн үсгийн дарааллыг олж авдаг.

Генетик код

Байгальд уураг үүсгэхийн тулд 20 төрлийн амин хүчлийг ашигладаг. Уураг бүр нь тодорхой дарааллаар амин хүчлүүдийн гинж эсвэл хэд хэдэн гинж юм. Энэ дараалал нь уургийн бүтэц, улмаар түүний бүх биологийн шинж чанарыг тодорхойлдог. Амин хүчлүүдийн багц нь бараг бүх амьд организмд түгээмэл байдаг.

Амьд эсэд генетикийн мэдээллийг хэрэгжүүлэх (өөрөөр хэлбэл генээр кодлогдсон уургийн нийлэгжилт) нь хоёр матрицын процессыг ашиглан хийгддэг: транскрипц (өөрөөр хэлбэл ДНХ матриц дээрх мРНХ-ийн синтез) ба генетикийн кодын орчуулга. амин хүчлийн дараалалд (мРНХ матриц дээрх полипептидийн гинжин нийлэгжилт). Гурван дараалсан нуклеотид нь 20 амин хүчлийг кодлоход хангалттай, мөн уургийн дарааллын төгсгөлийг харуулсан зогсоох дохио. Гурван нуклеотидын багцыг триплет гэж нэрлэдэг. Амин хүчил ба кодонтой тохирох товчлолуудыг зурагт үзүүлэв.

Генетик кодын шинж чанарууд

1. Гурвалсан- утга учиртай кодын нэгж нь гурван нуклеотидын (гурван буюу кодон) нэгдэл юм.

2. Тасралтгүй байдал- гурвалсан хоёрын хооронд цэг таслал байхгүй, өөрөөр хэлбэл мэдээллийг тасралтгүй уншдаг.

3. Салангид байдал- ижил нуклеотид нь нэгэн зэрэг хоёр ба түүнээс дээш гуравны нэг хэсэг байж болохгүй.

4. Онцлог байдал- тодорхой кодон нь зөвхөн нэг амин хүчилтэй тохирдог.

5. доройтол (илүүдэл)- хэд хэдэн кодон нь ижил амин хүчилтэй тохирч болно.

6. Олон талт байдал - генетикийн кодВирусаас эхлээд хүнд хүртэл янз бүрийн түвшний нарийн төвөгтэй организмд адилхан ажилладаг. (генийн инженерчлэлийн аргууд нь үүн дээр суурилдаг)

3) транскрипци - бүх амьд эсэд тохиолддог ДНХ-ийг загвар болгон ашиглан РНХ-ийн нийлэгжүүлэх үйл явц. Өөрөөр хэлбэл, генетикийн мэдээллийг ДНХ-ээс РНХ руу шилжүүлэх явдал юм.

Транскрипцийг ДНХ-ээс хамааралтай РНХ полимераза ферментээр катализатор хийдэг. РНХ синтезийн үйл явц нь 5"-аас 3" төгсгөл хүртэлх чиглэлд явагддаг, өөрөөр хэлбэл ДНХ-ийн загвар хэлхээний дагуу РНХ полимераз 3"->5" чиглэлд хөдөлдөг.

Транскрипци нь эхлэл, сунгалт, төгсгөлийн үе шатуудаас бүрдэнэ.

Транскрипцийн эхлэл- хуулбарласан дарааллын ойролцоох ДНХ-ийн дараалал (мөн эукариотуудад геномын илүү алслагдсан хэсгүүдэд - сайжруулагч ба дуу намсгагч) болон янз бүрийн уургийн хүчин зүйлүүд байгаа эсэхээс хамаардаг нарийн төвөгтэй процесс.

Сунгах- ДНХ-ийн цаашдын задрал, кодлох гинжин хэлхээний дагуу РНХ-ийн нийлэгжилт үргэлжилж байна. Энэ нь ДНХ-ийн синтезийн нэгэн адил 5-3 чиглэлд явагддаг

Төгсгөл- полимераз нь терминаторт хүрмэгц ДНХ-ээс шууд салж, орон нутгийн ДНХ-РНХ-ийн эрлийз устаж, шинээр нийлэгжсэн РНХ нь цөмөөс цитоплазм руу зөөгдөж, транскрипци дуусна.

Боловсруулж байна- транскрипц, орчуулгын анхдагч бүтээгдэхүүнийг ажиллаж буй молекул болгон хувиргахад хүргэдэг урвалын багц. Функциональ идэвхгүй прекурсор молекулууд P-д өртдөг. рибонуклеины хүчил (tRNA, rRNA, mRNA) болон бусад олон. уураг.

Катаболик ферментийн нийлэгжилтийн явцад (субстратыг задлах) прокариотуудад ферментийн индукц нийлэгжилт явагддаг. Энэ нь эсэд хүрээлэн буй орчны нөхцөлд дасан зохицож, шаардлагатай ферментийн синтезийг зогсоох замаар эрчим хүч хэмнэх боломжийг олгодог.
Катаболик ферментийн нийлэгжилтийг идэвхжүүлэхийн тулд дараахь нөхцлийг бүрдүүлэх шаардлагатай.

1. Эсэд харгалзах субстратын задрал зайлшгүй шаардлагатай үед л фермент нийлэгдэнэ.
2. Харгалзах фермент үүсэхээс өмнө орчин дахь субстратын концентраци тодорхой хэмжээнээс хэтэрсэн байх ёстой.
Escherichia coli-ийн генийн илэрхийлэлийг зохицуулах механизмыг лактозыг задалдаг гурван катаболик ферментийн нийлэгжилтийг хянадаг лак опероны жишээн дээр хамгийн сайн судалж үздэг. Хэрэв эсэд их хэмжээний глюкоз, бага хэмжээний лактоз байгаа бол дэмжигч идэвхгүй хэвээр байх бөгөөд дарангуйлагч уураг нь оператор дээр байрладаг - лак опероны транскрипцийг хаадаг. Хүрээлэн буй орчин, улмаар эс дэх глюкозын хэмжээ буурч, лактоз ихсэх үед дараахь үйл явдлууд тохиолддог: циклийн аденозин монофосфатын хэмжээ нэмэгдэж, CAP уурагтай холбогддог - энэ цогцолбор нь РНХ полимеразыг идэвхжүүлдэг дэмжигчийг идэвхжүүлдэг. холбох; Үүний зэрэгцээ илүүдэл лактоз нь дарангуйлагч уурагтай холбогдож, операторыг түүнээс чөлөөлдөг - РНХ полимеразын зам нээлттэй, лак опероны бүтцийн генийн транскрипц эхэлдэг. Лактоз нь түүнийг задалдаг ферментийн нийлэгжилтийг өдөөгч үүрэг гүйцэтгэдэг.

5) Эукариот дахь генийн илэрхийлэлийн зохицуулалтхамаагүй илүү төвөгтэй байдаг. Олон эст эукариот организмын янз бүрийн төрлийн эсүүд хэд хэдэн ижил уургийг нийлэгжүүлдэг бөгөөд үүнтэй зэрэгцэн тэдгээр нь тухайн төрлийн эсэд зориулагдсан уургийн багцаар бие биенээсээ ялгаатай байдаг. Үйлдвэрлэлийн түвшин нь эсийн төрөл, мөн организмын хөгжлийн үе шатаас хамаарна. Генийн илэрхийлэлийн зохицуулалтыг эсийн болон организмын түвшинд гүйцэтгэдэг. Эукариот эсийн генүүд хуваагдана хоёрүндсэн төрлүүд: эхнийх нь эсийн үйл ажиллагааны түгээмэл байдлыг тодорхойлдог, хоёр дахь нь эсийн тусгай функцийг тодорхойлдог (тодорхойлдог). Генийн функцууд эхний бүлэггарч ирнэ бүх эсүүдэд. Ялгаатай функцийг гүйцэтгэхийн тулд тусгай эсүүд тодорхой генийн багцыг илэрхийлэх ёстой.
Эукариот эсийн хромосом, ген, оперонууд нь олон тооны бүтэц, үйл ажиллагааны шинж чанартай байдаг нь генийн илэрхийлэлийн нарийн төвөгтэй байдлыг тайлбарладаг.
1. Эукариот эсийн оперонууд нь хэд хэдэн гентэй байдаг - зохицуулагчид өөр өөр хромосом дээр байрлаж болно.
2. Нэг биохимийн процессын ферментийн нийлэгжилтийг хянадаг бүтцийн генүүд нь зөвхөн нэг ДНХ молекулд төдийгүй хэд хэдэн оперонд төвлөрч болно.
3. ДНХ молекулын цогц дараалал. Мэдээллийн болон мэдээллийн бус хэсгүүд, өвөрмөц, олон дахин давтагдах мэдээллийн нуклеотидын дараалал байдаг.
4. Эукариот генүүд нь экзон ба интронуудаас бүрдэх ба мРНХ-ийн боловсорч гүйцсэн үе нь харгалзах анхдагч РНХ транскриптээс (про-РНХ) интроныг тайрч дагалддаг, i.e. залгах.
5. Генийн транскрипцийн үйл явц нь хроматины төлөв байдлаас хамаарна. Орон нутгийн ДНХ-ийн нягтрал нь РНХ-ийн синтезийг бүрэн хаадаг.
6. Эукариот эс дэх транскрипци нь орчуулгатай үргэлж холбоотой байдаггүй. Синтезжүүлсэн мРНХ нь мэдээллийносом хэлбэрээр удаан хугацаанд хадгалагдах боломжтой. Транскрипц болон орчуулга нь өөр өөр тасалгаанд явагддаг.
7. Зарим эукариот генүүд нь тогтворгүй нутагшуулалттай байдаг (төлөв ген эсвэл транспозон).
8. Молекул биологийн аргууд нь гистоны уургийн мРНХ-ийн нийлэгжилтийг дарангуйлах нөлөөг илрүүлсэн.
9. Эрхтэн хөгжих, ялгах явцад генийн идэвхжил нь бие махбодид эргэлдэж, тодорхой эсүүдэд өвөрмөц урвал үүсгэдэг даавараас хамаардаг. Хөхтөн амьтдын хувьд бэлгийн дааврын үйлдэл чухал байдаг.
10. Эукариотуудад онтогенезийн үе шат бүрт генийн 5-10% нь илэрхийлэгддэг, үлдсэн хэсэг нь хаалттай байх ёстой.

6) генетикийн материалыг засах

Генетик нөхөн сэргээлт- тусгай ферментийн нөлөөн дор амьд организмын эсэд тохиолддог генетикийн гэмтлийг арилгах, удамшлын аппаратыг сэргээх үйл явц. Эсийн удамшлын гэмтлийг нөхөн сэргээх чадварыг анх 1949 онд Америкийн генетикч А.Келлнер нээжээ. Засвар- эсийн тусгай үүрэг бөгөөд энэ нь эс дэх ДНХ-ийн биосинтезийн хэвийн үйл явц эсвэл физик, химийн бодист өртсөний үр дүнд гэмтсэн ДНХ молекулын химийн гэмтэл, эвдрэлийг засах чадвараас бүрддэг. Үүнийг эсийн тусгай ферментийн системүүд гүйцэтгэдэг. Олон тооны удамшлын өвчин (жишээлбэл, xeroderma pigmentosum) нь засварын тогтолцооны эмгэгтэй холбоотой байдаг.

нөхөн төлбөрийн төрлүүд:

Шууд засвар нь ДНХ-ийн гэмтлийг арилгах хамгийн энгийн арга бөгөөд үүнд ихэвчлэн тодорхой ферментүүд оролцдог бөгөөд тэдгээр нь холбогдох гэмтлийг хурдан (ихэвчлэн нэг үе шатанд) арилгаж, нуклеотидын анхны бүтцийг сэргээдэг. Энэ нь жишээлбэл, азотын баазаас метилийн бүлгийг өөрийн цистеины үлдэгдэл болгон зайлуулдаг O6-метилгуанин ДНХ метилтрансферазатай холбоотой юм.

Биеийн бодисын солилцоонд тэргүүлэх үүрэг уураг ба нуклейн хүчилд хамаарна.
Уургийн бодисууд нь бүх амин чухал эсийн бүтцийн үндэс суурь болдог, ер бусын өндөр урвалд ордог, катализаторын функцтэй байдаг.
Нуклейн хүчлүүд нь эсийн хамгийн чухал эрхтэн болох цөм, мөн цитоплазм, рибосом, митохондри зэрэгт ордог.

Төлөвлөгөөсинтез уураг нь эсийн цөмд хадгалагддаг бөгөөд шууд нийлэгжилт нь цөмөөс гадуур явагддаг тул зайлшгүй шаардлагатай. хүргэлтийн үйлчилгээкодлогдсон төлөвлө цөмөөс синтез хийх газар хүртэл. Энэхүү хүргэх үйлчилгээг РНХ молекулууд гүйцэтгэдэг.

Процесс нь цагт эхэлнэ гол эсүүд: ДНХ-ийн нэг хэсэг "шат" суларч, нээгддэг. Үүний ачаар РНХ үсэг нь ДНХ-ийн нэг хэлхээний нээлттэй ДНХ үсэгтэй холбоо үүсгэдэг. Фермент нь РНХ үсгүүдийг нэг хэлхээнд шилжүүлдэг. Ингэж ДНХ-ийн үсгүүдийг РНХ-ийн үсэг болгон “дахин бичдэг”. Шинээр үүссэн РНХ-ийн гинж салж, ДНХ-ийн "шат" дахин эргэлддэг. ДНХ-ээс мэдээллийг уншиж, түүний РНХ матрицыг ашиглан нэгтгэх үйл явц гэж нэрлэдэг транскрипци , мөн нийлэгжсэн РНХ-ийг элч эсвэл гэж нэрлэдэг мРНХ .

Цаашид өөрчлөлт хийсний дараа энэ төрлийн кодлогдсон мРНХ бэлэн болно. мРНХ цөмөөс гарч ирдэгмөн мРНХ-ийн үсгүүдийг тайлсан уургийн нийлэгжилтийн газар руу очдог. Гурван i-РНХ үсэг бүр нь тодорхой нэг амин хүчлийг төлөөлдөг "үсэг" үүсгэдэг.

Өөр нэг төрлийн РНХ нь энэ амин хүчлийг олж, ферментийн тусламжтайгаар барьж, уургийн нийлэгжилтийн газарт хүргэдэг. Энэ РНХ-ийг дамжуулагч РНХ буюу т-РНХ гэж нэрлэдэг. МРНХ-ийн мессежийг уншиж, орчуулах үед амин хүчлүүдийн гинж нэмэгддэг. Энэхүү гинж нь мушгиж, нугалж өвөрмөц хэлбэртэй болж, нэг төрлийн уураг үүсгэдэг. Уураг нугалах үйл явц хүртэл гайхалтай: бүх зүйлийг тооцоолоход компьютер хэрэгтэй сонголтууд 100 амин хүчлээс бүрдэх дундаж хэмжээтэй уураг нугалахад 1027 (!) жил шаардлагатай. Мөн бие махбодид 20 амин хүчлийн гинж үүсгэхэд нэг секундээс илүүгүй хугацаа шаардагдах бөгөөд энэ үйл явц нь биеийн бүх эсэд тасралтгүй явагддаг.

Ген, генетикийн код, түүний шинж чанарууд.

Дэлхий дээр 7 тэрбум орчим хүн амьдардаг. 25-30 сая хос ихрүүдээс гадна генетикийн хувьд бүх хүмүүс өөр : хүн бүр өвөрмөц, өвөрмөц удамшлын шинж чанар, зан чанарын шинж чанар, чадвар, ааштай.

Эдгээр ялгааг тайлбарлав генотипийн ялгаа- организмын генийн багц; Тус бүр нь өвөрмөц юм. Тодорхой организмын удамшлын шинж чанарыг агуулсан байдаг уурагуудад - тиймээс нэг хүний ​​уургийн бүтэц өөр хүний ​​уургийнхаас бага зэрэг ялгаатай байдаг.

гэсэн үг бишХоёр хүн яг ижил уурагтай байдаггүй. Ижил үүрэг гүйцэтгэдэг уургууд нь ижил эсвэл бие биенээсээ нэг эсвэл хоёр амин хүчлээр ялимгүй ялгаатай байж болно. Гэхдээ байдаггүй Дэлхий дээр (ижил ихрүүдийг эс тооцвол) бүх уураг агуулсан хүмүүс байдаг адилхан байна .

Уургийн анхдагч бүтцийн мэдээлэлДНХ молекулын хэсэг дэх нуклеотидын дараалал хэлбэрээр кодлогдсон, ген – организмын удамшлын мэдээллийн нэгж. ДНХ-ийн молекул бүр олон ген агуулдаг. Организмын бүх генийн нийлбэр нь үүнийг бүрдүүлдэг генотип . Тиймээс,

Ген бол ДНХ-ийн салангид хэсэгт тохирсон организмын удамшлын мэдээллийн нэгж юм

Удамшлын мэдээллийг кодлох нь ашиглан хийгддэг генетикийн код , энэ нь бүх организмын хувьд түгээмэл бөгөөд зөвхөн генийг бүрдүүлдэг нуклеотидын ээлжлэн солигдож, тодорхой организмын уураг кодлодог.

Генетик код Энэ нь өөр өөр дарааллаар (AAT, HCA, ACG, THC гэх мэт) хосолсон ДНХ нуклеотидын гурвалсан (гурвалсан) хэсгүүдээс бүрддэг бөгөөд тус бүр нь тодорхой амин хүчлийг (полипептидийн гинжин хэлхээнд суулгадаг) кодлодог.

Үнэндээ код тооцдог мРНХ молекул дахь нуклеотидын дараалал , учир нь энэ нь ДНХ-ээс мэдээллийг устгадаг (процесс транскрипцүүд ) ба үүнийг нийлэгжүүлсэн уургийн молекул дахь амин хүчлүүдийн дараалал болгон хувиргадаг (үйл явц нэвтрүүлэг ).
мРНХ-ийн найрлагад A-C-G-U нуклеотидууд багтдаг бөгөөд тэдгээрийн гурвалсан хэсэг нь гэж нэрлэгддэг. кодонууд : i-RNA дээрх ДНХ CGT дээрх гурвалсан нь гурвалсан GCA болж, гурвалсан ДНХ AAG нь гурвалсан UUC болно. Яг мРНХ кодонууд удамшлын код нь бүртгэлд тусгагдсан байдаг.

Тиймээс, генетикийн код - нуклеотидын дараалал хэлбэрээр нуклейн хүчлийн молекул дахь удамшлын мэдээллийг бүртгэх нэгдсэн систем . Генетикийн код нь зөвхөн дөрвөн үсэг-нуклеотидаас бүрдэх цагаан толгойн үсгийг ашиглахад үндэслэсэн бөгөөд азотын суурь нь A, T, G, C-ээр ялгагдана.

Генетик кодын үндсэн шинж чанарууд:

1. Генетик код гурвалсан. Гурвалсан (кодон) нь нэг амин хүчлийг кодлодог гурван нуклеотидын дараалал юм. Уургууд нь 20 амин хүчлийг агуулдаг тул тус бүрийг нэг нуклеотидээр кодлох боломжгүй нь ойлгомжтой. ДНХ-д ердөө дөрвөн төрлийн нуклеотид байдаг тул энэ тохиолдолд 16 амин хүчил кодлогдоогүй хэвээр байна.). Хоёр нуклеотид нь амин хүчлийг кодлоход хангалтгүй, учир нь энэ тохиолдолд зөвхөн 16 амин хүчлийг кодлох боломжтой. Энэ нь нэг амин хүчлийг кодлодог нуклеотидын хамгийн бага тоо нь гурваас доошгүй байх ёстой гэсэн үг юм. Энэ тохиолдолд нуклеотидын боломжит гурвалсан тоо 43 = 64 байна.

2. Илүүдэл (муухай байдал)Код нь түүний гурвалсан шинж чанарын үр дагавар бөгөөд нэг амин хүчлийг зөвхөн нэг гурав дахин кодлодог метионин ба триптофаныг эс тооцвол хэд хэдэн гурвалсан (20 амин хүчил, 64 гурвалсан байдаг) кодчилдог гэсэн үг юм. Нэмж дурдахад, зарим гурвалсанууд нь тодорхой үүргийг гүйцэтгэдэг: мРНХ молекул дахь гурвалсан UAA, UAG, UGA нь зогсоох кодонууд, өөрөөр хэлбэл. Зогс-полипептидийн гинжин хэлхээний синтезийг зогсоох дохио. ДНХ-ийн гинжин хэлхээний эхэнд байрлах метионин (AUG) -д тохирох гурвалсан нь амин хүчлийг кодлодоггүй, харин унших эхлэл (сэтгэл хөдөлгөм) функцийг гүйцэтгэдэг.

3. Хоёрдмол утгагүй байдал код - илүүдэлтэй нэгэн зэрэг код нь өмчтэй байдаг хоёрдмол утгагүй байдал : кодон бүр зөвхөн таарч байна нэгтодорхой амин хүчил.

4. Хамтарсан байдал код, өөрөөр хэлбэл. ген дэх нуклеотидын дараалал ягуураг дахь амин хүчлүүдийн дараалалтай тохирч байна.

5. Генетик код давхцдаггүй, авсаархан , өөрөөр хэлбэл "цэг таслал" агуулаагүй болно. Энэ нь унших үйл явц нь багана (гурвалсан) давхцах боломжийг олгодоггүй бөгөөд тодорхой кодоноос эхлэн уншлага тасралтгүй, гурвалсан дараа гурав дахин үргэлжлэх болно гэсэн үг юм. Зогс- дохио ( кодонуудыг зогсоох).

6. Генетик код нийтийн , өөрөөр хэлбэл бүх организмын цөмийн генүүд эдгээр организмын зохион байгуулалтын түвшин, системчилсэн байрлалаас үл хамааран уургийн талаарх мэдээллийг ижил аргаар кодчилдог.

Орших генетикийн кодын хүснэгтүүд шифрийг тайлах зориулалттай кодонууд мРНХ ба уургийн молекулуудын гинжин хэлхээний бүтэц.

Матрицын синтезийн урвалууд.

Амьгүй байгальд үл мэдэгдэх урвалууд нь амьд системд тохиолддог. матрицын синтезийн урвалууд.

"Матриц" гэсэн нэр томъёоТехнологийн хувьд тэд зоос, медаль, хэвлэмэл фонтыг цутгахад ашигладаг хэвийг тодорхойлдог: хатуурсан металл нь цутгахад ашигласан хэвний бүх нарийн ширийн зүйлийг яг таг гаргаж өгдөг. Матрицын синтезматриц дээр цутгахтай төстэй: шинэ молекулууд нь одоо байгаа молекулуудын бүтцэд заасан төлөвлөгөөний дагуу нийлэгждэг.

Матрицын зарчим нь оршдог үндсэн дээрнуклейн хүчил ба уургийн нийлэгжилт гэх мэт эсийн хамгийн чухал синтетик урвалууд. Эдгээр урвалууд нь нийлэгжсэн полимер дэх мономер нэгжүүдийн яг тодорхой, нарийн тодорхой дарааллыг баталгаажуулдаг.

Энд чиглүүлэх үйл ажиллагаа явагдаж байна. мономеруудыг тодорхой байршилд татахэсүүд - урвал явагдах матрицын үүрэг гүйцэтгэдэг молекулууд. Хэрэв ийм урвал молекулуудын санамсаргүй мөргөлдөөний үр дүнд үүссэн бол тэд хязгааргүй удаан үргэлжлэх болно. Загварын зарчим дээр суурилсан нарийн төвөгтэй молекулуудын нийлэгжилтийг хурдан бөгөөд үнэн зөв гүйцэтгэдэг. Матрицын үүрэг нуклейн хүчлүүдийн макромолекулууд матрицын урвалд оролцдог ДНХ эсвэл РНХ .

Мономер молекулуудҮүнээс полимер нийлэгждэг - нуклеотид эсвэл амин хүчлүүд - нэмэлт зарчмын дагуу матриц дээр тодорхой, тодорхой дарааллаар байрлаж, бэхлэгддэг.

Дараа нь болдог мономер нэгжийг полимер гинжин хэлхээнд "хөндлөн холбох", мөн бэлэн полимер матрицаас гадагшилна.

Үүний дараа матриц бэлэн байнашинэ полимер молекулын угсралтад . Өгөгдсөн хэвэнд зөвхөн нэг зоос эсвэл нэг үсэг цутгаж болдог шиг өгөгдсөн матрицын молекул дээр зөвхөн нэг полимер "угсрах" боломжтой нь ойлгомжтой.

Матрицын урвалын төрөл- амьд системийн химийн өвөрмөц онцлог. Эдгээр нь бүх амьд биетийн үндсэн өмч болох өөрийн төрөл зүйлийг нөхөн үржих чадварын үндэс юм.

Загварын синтезийн урвалууд

1. ДНХ-ийн хуулбар - хуулбарлах (Латин хэлнээс replicatio - шинэчлэх) - эх ДНХ молекулын матриц дээр дезоксирибонуклеины хүчлийн охин молекулыг нэгтгэх үйл явц. Эх эсийн дараагийн хуваагдлын явцад охин эс бүр анхны эх эсийн ДНХ-тэй ижил ДНХ молекулын нэг хувийг хүлээн авдаг. Энэ үйл явц нь удамшлын мэдээлэл нь үеэс үед үнэн зөв дамждаг. ДНХ-ийн репликацийг 15-20 өөр уурагаас бүрдэх ферментийн цогц цогцолбор гүйцэтгэдэг. хариу үйлдэл . Синтезийн материал нь эсийн цитоплазмд байдаг чөлөөт нуклеотидууд юм. Репликацийн биологийн утга нь удамшлын мэдээллийг эх молекулаас охин молекул руу үнэн зөв шилжүүлэхэд оршдог бөгөөд энэ нь ихэвчлэн соматик эсийг хуваах явцад тохиолддог.

ДНХ молекул нь хоёр нэмэлт хэлхээнээс бүрдэнэ. Эдгээр гинж нь ферментийн нөлөөгөөр таслагдах сул устөрөгчийн холбоогоор бэхлэгддэг. ДНХ молекул нь өөрөө хувилах (репликаци) чадвартай бөгөөд молекулын хуучин хагас бүр дээр шинэ хагасыг нэгтгэдэг.
Нэмж дурдахад, мРНХ молекулыг ДНХ молекул дээр нэгтгэж болох бөгөөд дараа нь ДНХ-ээс хүлээн авсан мэдээллийг уургийн нийлэгжилтийн газар руу шилжүүлдэг.

Мэдээллийн дамжуулалт, уургийн нийлэгжилт нь хэвлэх үйлдвэрт хэвлэх машинтай адил матрицын зарчмын дагуу явагддаг. ДНХ-ийн мэдээллийг олон удаа хуулж авдаг. Хуулбарлах явцад алдаа гарвал дараагийн бүх хуулбарт давтагдана.

Үнэн бол ДНХ-ийн молекулаар мэдээллийг хуулбарлах үед гарсан зарим алдааг засч залруулж болно - алдааг арилгах үйл явц гэж нэрлэдэг. нөхөн төлбөр. Мэдээлэл дамжуулах үйл явц дахь урвалын эхнийх нь ДНХ молекулыг хуулбарлах, ДНХ-ийн шинэ гинжийг нэгтгэх явдал юм.

2. Транскрипци (Латин хэлнээс transcriptio - дахин бичих) - бүх амьд эсэд тохиолддог ДНХ-ийг загвар болгон ашиглан РНХ-ийн синтез хийх үйл явц. Өөрөөр хэлбэл, генетикийн мэдээллийг ДНХ-ээс РНХ руу шилжүүлэх явдал юм.

Транскрипцийг ДНХ-ээс хамааралтай РНХ полимераза ферментээр катализатор хийдэг. РНХ полимераза нь ДНХ молекулын дагуу 3" → 5" чиглэлд хөдөлдөг. Транскрипци нь үе шатуудаас бүрдэнэ эхлэл, сунгалт, төгсгөл . Транскрипцийн нэгж нь ДНХ-ийн молекулын хэсэг болох оперон юм. дэмжигч, хуулбарласан хэсэг, терминатор . мРНХ нь нэг гинжээс бүрдэх ба мРНХ молекулын нийлэгжилтийн эхлэл ба төгсгөлийг идэвхжүүлдэг ферментийн оролцоотойгоор нөхөх дүрмийн дагуу ДНХ дээр нийлэгждэг.

Дууссан мРНХ молекул нь цитоплазм руу орж рибосом руу орж, полипептидийн гинжин хэлхээний нийлэгжилт явагддаг.

3. Нэвтрүүлэг (лат. орчуулга- шилжүүлэх, хөдөлгөөн) - рибосомоор гүйцэтгэдэг мэдээллийн матриц (элч) РНХ (мРНХ, мРНХ) дээрх амин хүчлүүдээс уургийн нийлэгжилтийн үйл явц. Өөрөөр хэлбэл, энэ нь мРНХ-ийн нуклеотидын дараалалд агуулагдах мэдээллийг полипептид дэх амин хүчлүүдийн дараалалд шилжүүлэх үйл явц юм.

4. Урвуу хуулбар нь нэг хэлхээтэй РНХ-ийн мэдээлэлд үндэслэн хоёр хэлхээтэй ДНХ үүсгэх үйл явц юм. Энэ процессыг урвуу транскрипц гэж нэрлэдэг, учир нь генетикийн мэдээллийг дамжуулах нь транскрипцтэй харьцуулахад "урвуу" чиглэлд явагддаг. Урвуу транскрипцийн санаа нь ДНХ-ийг РНХ болгон хувиргаж, дараа нь уураг болгон хувиргадаг гэж үздэг молекул биологийн үндсэн сургаалтай зөрчилдөж байсан тул эхэндээ маш их дургүй байсан.

Гэсэн хэдий ч 1970 онд Тэмин, Балтимор хоёр бие даан ферментийг нээсэн урвуу транскриптаза (буцах) , мөн урвуу транскрипц хийх боломж эцэст нь батлагдсан. 1975 онд Тэмин, Балтимор хоёр физиологи, анагаах ухааны салбарт Нобелийн шагнал хүртжээ. Зарим вирүс (ХДХВ-ийн халдвар үүсгэдэг хүний ​​дархлал хомсдолын вирус гэх мэт) РНХ-ийг ДНХ болгон хувиргах чадвартай байдаг. ХДХВ нь ДНХ-д нэгдсэн РНХ геномтой. Үүний үр дүнд вирусын ДНХ нь эзэн эсийн геномтой нэгдэж болно. РНХ-ээс ДНХ-ийн нийлэгжилтийг хариуцдаг гол ферментийг нэрлэдэг урвуу. Урвуу функцүүдийн нэг нь бүтээх явдал юм нэмэлт ДНХ (cDNA) вирусын геномоос. Холбогдох фермент рибонуклеаза нь РНХ-г задалж, урвуу аз нь ДНХ-ийн давхар спиральаас cDNA-г нэгтгэдэг. cDNA нь интеграцын тусламжтайгаар эзэн эсийн геномд нэгддэг. Үр дүн нь вирусын уургийн нийлэгжилтийг эзэн эсээр гүйцэтгэдэг, шинэ вирус үүсгэдэг. ХДХВ-ийн халдварын хувьд Т-лимфоцитуудын апоптоз (эсийн үхэл) мөн программчлагдсан байдаг. Бусад тохиолдолд эс нь вирусын түгээгч хэвээр үлдэж болно.

Уургийн биосинтезийн явцад үүсэх матрицын урвалын дарааллыг диаграмм хэлбэрээр дүрсэлж болно.

Тиймээс, уургийн биосинтез- энэ бол ДНХ-ийн генд кодлогдсон удамшлын мэдээллийг уургийн молекул дахь амин хүчлүүдийн тодорхой дарааллаар хэрэгжүүлдэг хуванцар солилцооны нэг хэлбэр юм.

Уургийн молекулууд нь үндсэндээ байдаг полипептидийн гинжбие даасан амин хүчлүүдээс бүрддэг. Гэхдээ амин хүчлүүд нь бие биентэйгээ нэгдэх хангалттай идэвхтэй байдаггүй. Тиймээс бие биетэйгээ нийлж уургийн молекул үүсгэхээс өмнө амин хүчлүүд заавал байх ёстой идэвхжүүлэх . Энэ идэвхжүүлэлт нь тусгай ферментийн үйл ажиллагааны дор явагддаг.

Идэвхжүүлсний үр дүнд амин хүчил нь илүү тогтворгүй болж, ижил ферментийн нөлөөн дор t-тэй холбогддог. РНХ. Амин хүчил бүр нь нарийн тодорхой t-тай тохирдог. РНХ, "түүний" амин хүчлийг олдог ба шилжүүлэгэнэ нь рибосом руу ордог.

Үүний үр дүнд янз бүрийн идэвхжүүлсэн амин хүчлүүд нь өөрсөдтэйгөө нийлдэгТ- РНХ. Рибосом нь адилхан конвейертүүнд нийлүүлсэн янз бүрийн амин хүчлүүдээс уургийн гинжийг угсрах.

Өөрийн амин хүчил "суудаг" т-РНХ-тэй нэгэн зэрэг " дохио"цөмд агуулагдах ДНХ-ээс. Энэ дохионы дагуу нэг буюу өөр уураг рибосомд нийлэгждэг.

Уургийн нийлэгжилтэд ДНХ-ийн чиглүүлэх нөлөөг шууд бус, харин тусгай зуучлагчийн тусламжтайгаар гүйцэтгэдэг. матрицэсвэл элч РНХ (м-РНХэсвэл мРНХ), аль цөмд нийлэгждэг e ДНХ-ийн нөлөөн дор байдаг тул түүний найрлага нь ДНХ-ийн бүтцийг тусгадаг. РНХ молекул нь ДНХ хэлбэрийн цутгамал шиг юм. Синтезжүүлсэн мРНХ нь рибосом руу орж, түүнийг энэ бүтцэд шилжүүлдэг. төлөвлө- Рибосом руу орж буй идэвхжүүлсэн амин хүчлүүд нь тодорхой уураг нийлэгжихийн тулд ямар дарааллаар бие биетэйгээ нийлэх ёстой вэ? Үгүй бол, ДНХ-д кодлогдсон удамшлын мэдээлэл мРНХ руу, дараа нь уураг руу шилждэг.

мРНХ молекул нь рибосом руу ордог ба оёдолтүүнийг. Одоогийн байдлаар рибосомд байгаа түүний сегмент тодорхойлогддог кодон (гурвалсан), бүтцийн хувьд ижил төстэй зүйлүүдтэй бүрэн тодорхой байдлаар харилцан үйлчилдэг гурвалсан (антикодон)рибосом руу амин хүчлийг авчирсан дамжуулагч РНХ-д.

Дамжуулах РНХ нь амин хүчлийн хамт мРНХ-ийн тодорхой кодонтой таарч ба холбодогтүүнтэй хамт; мРНХ-ийн дараагийн хөрш хэсэгт өөр амин хүчил бүхий өөр тРНХ нэмэгдэнэгэх мэт i-РНХ-ийн бүхэл бүтэн гинжийг уншиж дуустал бүх амин хүчлүүд зохих дарааллаар буурч, уургийн молекул үүсэх хүртэл үргэлжилнэ. Мөн амин хүчлийг полипептидийн гинжин хэлхээний тодорхой хэсэгт хүргэдэг тРНХ, амин хүчлээс чөлөөлөгдөнөба рибосомоос гардаг.

Дараа нь дахин цитоплазмд хүссэн амин хүчил түүнтэй нэгдэж, дахин рибосом руу шилжүүлж болно. Уургийн нийлэгжилтийн үйл явцад нэг биш, хэд хэдэн рибосом - полирибосомууд нэгэн зэрэг оролцдог.

Генетик мэдээлэл дамжуулах үндсэн үе шатууд:

1. ДНХ дээрх нийлэгжилтийг мРНХ-ийн загвар болгон хувиргах (транскрипц)
2. mRNA-д агуулагдах хөтөлбөрийн дагуу рибосом дахь полипептидийн гинжин нийлэгжилт (орчуулга) .

Үе шатууд нь бүх амьд биетүүдэд түгээмэл байдаг боловч эдгээр үйл явцын цаг хугацааны болон орон зайн хамаарал нь про- болон эукариотуудад ялгаатай байдаг.

У прокариотДНХ нь цитоплазмд байрладаг тул транскрипци ба орчуулга нэгэн зэрэг тохиолдож болно. У эукариотуудтранскрипци ба орчуулга нь орон зай, цаг хугацааны хувьд хатуу тусгаарлагддаг: янз бүрийн РНХ-ийн синтез нь цөмд явагддаг бөгөөд үүний дараа РНХ молекулууд цөмийн мембранаар дамжин цөмийг орхих ёстой. Дараа нь РНХ нь цитоплазмд уургийн нийлэгжилтийн газар руу зөөгддөг.

Аливаа амьд эс ба организмын бүх морфологи, анатомийн болон функциональ шинж чанарууд нь эсийг бүрдүүлдэг тусгай уургийн бүтцээр тодорхойлогддог. Зөвхөн хатуу тодорхойлсон уургийг нэгтгэх чадвар нь организмын удамшлын шинж чанар юм. Биологийн шинж чанараас хамаардаг уургийн анхдагч бүтэц болох полипептидийн гинжин хэлхээний амин хүчлүүдийн дараалал нь ДНХ молекул дахь нуклеотидын дарааллаар тодорхойлогддог. Сүүлийнх нь эс дэх удамшлын мэдээллийг хадгалагч юм.

ДНХ-ийн полинуклеотидын гинжин хэлхээний нуклеотидын дараалал нь эс бүрийн хувьд маш өвөрмөц бөгөөд генетикийн код, үүгээр дамжуулан тодорхой уургийн нийлэгжилтийн талаарх мэдээллийг бүртгэдэг. Энэ нь ДНХ-д мессеж бүр нь цагаан толгойн үсгийн тэмдэгтүүд (үсэгүүд) эсвэл Морзын кодоор кодлогдсон шиг A, G, T, C гэсэн дөрвөн тэмдэгтийн тодорхой дарааллаар кодлогдсон гэсэн үг юм. Генетик код нь гурвалсан, өөрөөр хэлбэл, амин хүчил бүрийг гурван зэргэлдээх нуклеотидын мэдэгдэж буй хослолоор кодлодог. кодон. Гурав дахь дөрвөн нуклеотидын боломжит хослолын тоо 64 байх болно гэдгийг тооцоолоход хялбар байдаг.

Код нь байгаа нь тогтоогдсон олонэсвэл "муухайрах", өөрөөр хэлбэл ижил амин хүчлийг хэд хэдэн гурвалсан кодоноор (2-оос b хүртэл) кодлох боломжтой бол триплет бүр нь зөвхөн нэг амин хүчлийг кодлодог, жишээлбэл, элч РНХ-ийн хэлээр:

• фенилаланин - UUU, UUC;
• изолейцин - AUC, AUC, AUA;
• пролин - CCU, CCC, CCA, CCG;
• серин - UCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC.

Үүнээс гадна код нь давхцахгүй, т.с. ижил нуклеотид нь нэгэн зэрэг хоёр хөрш гурвалсан нэг хэсэг байж болохгүй. Эцэст нь хэлэхэд, энэ код нь таслалгүй бөгөөд хэрэв нэг нуклеотид дутуу байвал түүнийг унших үед хөрш кодоноос хамгийн ойрын нуклеотид байрлаж, унших дарааллыг бүхэлд нь өөрчилнө гэсэн үг юм. Тиймээс мессенжерийн РНХ-ээс кодыг зөв унших нь тодорхой цэгээс унших тохиолдолд telco-ээр баталгааждаг. Молекул ба РНХ-ийн эхлэл кодонууд нь AUG ба GU G гурвалсан юм.

Нуклеотидын код нь бүх амьд организм ба вирусын хувьд түгээмэл байдаг. Ижил гурвалсанууд нь ижил амин хүчлүүдийг кодлодог. Энэхүү нээлт нь амьд материйн мөн чанарыг гүнзгий ойлгоход чиглэсэн ноцтой алхам юм, учир нь генетикийн кодын түгээмэл байдал нь бүх амьд организмын гарал үүслийн нэгдмэл байдлыг илтгэдэг. Өнөөдрийг хүртэл байгалийн уургийг бүрдүүлдэг бүх 20 амин хүчлийн гурван ихэрийг тайлсан. Тиймээс, ДНХ-ийн молекул дахь гурвалсан дарааллыг (генетик код) мэдэж, уураг дахь амин хүчлүүдийн дарааллыг тогтоох боломжтой.

Нэг ДНХ молекул нь олон уургийн амин хүчлийн дарааллыг кодлох боломжтой. Нэг полипептид эсвэл РНХ молекулын бүтцийн талаарх мэдээллийг агуулсан ДНХ молекулын функциональ сегментийг гэнэ. геном. Бүтцийн болон ферментийн уургийн нийлэгжилтийн мэдээллийг кодлодог бүтцийн генүүд, тРНХ, рРНХ гэх мэт нийлэгжилтэнд зориулсан мэдээлэл бүхий генүүд байдаг.

Аливаа эс, организмын бүх анатомийн, морфологи, функциональ шинж чанарууд нь тэдгээрийг бүрдүүлдэг уургийн бүтцээр тодорхойлогддог. Биеийн удамшлын шинж чанар нь тодорхой уураг нийлэгжүүлэх чадвар юм. Амин хүчлүүд нь биологийн шинж чанараас хамаардаг полипептидийн гинжин хэлхээнд байрладаг.
Эс бүр ДНХ-ийн полинуклеотидын гинжин хэлхээнд нуклеотидын өөрийн гэсэн дараалалтай байдаг. Энэ бол ДНХ-ийн генетикийн код юм. Түүгээр дамжуулан тодорхой уургийн нийлэгжилтийн талаарх мэдээллийг бүртгэдэг. Энэ нийтлэлд удамшлын код гэж юу болох, түүний шинж чанар, генетикийн мэдээллийг тайлбарлах болно.

Жаахан түүх

Генетик код байж магадгүй гэсэн санааг 20-р зууны дундуур Ж.Гамов, А.Даун нар томъёолсон. Тэд тодорхой нэг амин хүчлийн нийлэгжилтийг хариуцдаг нуклеотидын дараалалд дор хаяж гурван нэгж байдаг гэж тодорхойлсон. Хожим нь тэд гурвалсан эсвэл кодон гэж нэрлэгддэг гурван нуклеотидын яг тоог (энэ нь генетикийн кодын нэгж) болохыг нотолсон. РНХ үүсэх хүчил молекул нь дөрвөн өөр нуклеотидын үлдэгдэлээс бүрддэг тул нийт жаран дөрвөн нуклеотид байдаг.

Генетик код гэж юу вэ

Нуклеотидын дарааллаас шалтгаалан амин хүчлийн уургийн дарааллыг кодлох арга нь бүх амьд эс, организмын онцлог шинж юм. Энэ бол генетикийн код юм.
ДНХ-д дөрвөн нуклеотид байдаг.

• аденин - А;
• гуанин - G;
• цитозин - C;
• тимин - Т.

Тэдгээрийг том латин эсвэл (орос хэл дээрх уран зохиолд) орос үсгээр тэмдэглэдэг.
РНХ нь мөн дөрвөн нуклеотид агуулдаг боловч тэдгээрийн нэг нь ДНХ-ээс ялгаатай:

• аденин - А;
• гуанин - G;
• цитозин - C;
• урацил - У.

Бүх нуклеотидууд нь гинжин хэлхээнд байрладаг бөгөөд ДНХ нь давхар мушгиатай, РНХ нь нэг мушгиатай байдаг.
Уургууд нь тодорхой дарааллаар байрладаг, түүний биологийн шинж чанарыг тодорхойлдог газар дээр тогтдог.

Генетик кодын шинж чанарууд

Гурвалсан байдал. Генетик кодын нэгж нь гурван үсгээс бүрддэг бөгөөд энэ нь гурвалсан юм. Энэ нь байгаа хорин амин хүчлийг кодон эсвэл трилпет гэж нэрлэдэг гурван өвөрмөц нуклеотидоор кодлодог гэсэн үг юм. Дөрвөн нуклеотидаас үүсгэж болох жаран дөрвөн хослол байдаг. Энэ хэмжээ нь хорин амин хүчлийг кодлоход хангалттай юм.
доройтол. Амин хүчил бүр нь метионин ба триптофаныг эс тооцвол нэгээс олон кодонтой тохирдог.
Хоёрдмол утгагүй байдал. Нэг кодон нь нэг амин хүчлийг кодлодог. Жишээлбэл, гемоглобины бета зорилтот тухай мэдээлэл бүхий эрүүл хүний ​​ген, хадуур эсийн өвчтэй хүн бүрийн GAG болон GAA-ийн гурвалсан A кодчилолд нэг нуклеотид өөрчлөгддөг.
Хамтарсан байдал. Амин хүчлүүдийн дараалал нь генд агуулагдах нуклеотидын дараалалтай үргэлж тохирдог.
Генетикийн код нь тасралтгүй бөгөөд нягтаршилтай байдаг бөгөөд энэ нь цэг таслалгүй гэсэн үг юм. Өөрөөр хэлбэл, тодорхой кодоноос эхлэн тасралтгүй уншилт явагдана. Жишээ нь: AUGGGUGTSUUAAUGUG нь: AUG, GUG, TSUU, AAU, GUG гэж уншина. Гэхдээ AUG, UGG гэх мэт эсвэл өөр зүйл биш.
Олон талт байдал. Энэ нь хүнээс загас, мөөгөнцөр, бактери хүртэл хуурай газрын бүх организмд адилхан юм.

Хүснэгт

Хүснэгтэнд байгаа бүх амин хүчлийг оруулаагүй болно. Гидроксипролин, гидроксилизин, фосфозерин, тирозин, цистин болон бусад иодын деривативууд байхгүй, учир нь эдгээр нь м-РНХ-ээр кодлогдсон бусад амин хүчлүүдийн дериватив бөгөөд орчуулгын үр дүнд уураг өөрчлөгдсөний дараа үүсдэг.
Генетик кодын шинж чанараас харахад нэг кодон нь нэг амин хүчлийг кодлох чадвартай байдаг. Үл хамаарах зүйл бол нэмэлт функцийг гүйцэтгэдэг генетикийн код бөгөөд валин, метиониныг кодлодог. Кодоны эхэнд байрлах мРНХ нь формилметионыг зөөвөрлөх т-РНХ-ийг холбодог. Синтез дууссаны дараа түүнийг салгаж, формилын үлдэгдлийг авч, метионины үлдэгдэл болж хувирдаг. Тиймээс дээрх кодонууд нь полипептидийн гинжин хэлхээний нийлэгжилтийг санаачлагчид юм. Хэрэв тэд эхэндээ байхгүй бол бусад хүмүүсээс ялгаагүй болно.

Генетик мэдээлэл

Энэ ойлголт нь өвөг дээдсээс уламжлагдан ирсэн өмчийн хөтөлбөр гэсэн үг юм. Энэ нь удамшилд удамшлын код хэлбэрээр шингэсэн байдаг.
Уургийн нийлэгжилтийн явцад удамшлын код үүсдэг.

• элч РНХ;
• рибосомын рРНХ.

Мэдээлэл нь шууд холбоо (ДНХ-РНХ-уураг) ба урвуу холбоо (дунд-уураг-ДНХ) замаар дамждаг.
Организмууд үүнийг хүлээн авах, хадгалах, дамжуулах, хамгийн үр дүнтэй ашиглах боломжтой.
Өв залгамжлалаар дамждаг мэдээлэл нь тодорхой организмын хөгжлийг тодорхойлдог. Гэвч хүрээлэн буй орчинтой харилцан үйлчлэлийн улмаас сүүлийнх нь хариу үйлдэл алдагдаж, үүнээс болж хувьсал, хөгжил үүсдэг. Ийм байдлаар бие махбодид шинэ мэдээлэл нэвтэрдэг.

Молекул биологийн хуулиудын тооцоолол, генетикийн кодыг нээсэн нь генетикийг Дарвины онолтой хослуулах хэрэгцээг харуулсан бөгөөд үүний үндсэн дээр хувьслын синтетик онол - сонгодог бус биологи бий болсон.
Дарвины удамшил, өөрчлөлт, байгалийн шалгарлыг генетикийн хувьд тодорхойлогдсон сонголтоор нөхдөг. Хувьсал нь генетикийн түвшинд санамсаргүй мутаци, хүрээлэн буй орчинд хамгийн их зохицсон хамгийн үнэ цэнэтэй шинж чанаруудын өв залгамжлалаар явагддаг.

Хүний кодыг тайлах

90-ээд онд Хүний геномын төсөл хэрэгжиж эхэлсэн бөгөөд үүний үр дүнд хүний ​​генийн 99.99%-ийг агуулсан геномын хэлтэрхийнүүд хоёр мянгад илэрсэн. Уургийн нийлэгжилтэнд оролцдоггүй, кодлогдоогүй фрагментууд тодорхойгүй хэвээр байна. Тэдний үүрэг одоогоор тодорхойгүй байна.

Хамгийн сүүлд 2006 онд нээсэн хромосом 1 нь геномын хамгийн урт нь юм. Гурван зуун тавин гаруй өвчин, түүний дотор хорт хавдар нь эмгэг, мутацийн үр дүнд үүсдэг.

Ийм судалгааны үүргийг хэт үнэлж болохгүй. Тэд удамшлын код гэж юу болохыг олж мэдсэнээр хөгжлийн ямар хэв маяг, морфологийн бүтэц, сэтгэц, зарим өвчинд нэрвэгдэх, бодисын солилцоо, бие махбодийн согог хэрхэн үүсдэг нь тодорхой болсон.

Генетик код– ДНХ (РНХ) дахь удамшлын мэдээллийг нуклеотидын тодорхой дараалал хэлбэрээр бүртгэх систем.ДНХ ба РНХ дахь нуклеотидын тодорхой дараалал нь уургийн полипептидийн гинжин хэлхээний амин хүчлүүдийн тодорхой дараалалтай тохирч байна. Орос эсвэл Латин цагаан толгойн том үсгээр код бичих нь заншилтай байдаг. Нуклеотид бүрийг түүний молекулд орсон азотын суурийн нэр эхэлсэн үсгээр тэмдэглэнэ: A (A) - аденин, G (G) - гуанин, C (C) - цитозин, T (T) - тимин; thyminuracil-ийн оронд РНХ-д - U (U). Нуклеотидын дараалал нь АК-ийн нийлэгжсэн уураг руу орох дарааллыг тодорхойлдог.

Генетик кодын шинж чанарууд:

1. Гурвалсан- утга учиртай кодын нэгж нь гурван нуклеотидын (гурвалсан эсвэл кодон) нэгдэл юм.
2. Тасралтгүй байдал- гурвалсан хоёрын хооронд цэг таслал байхгүй, өөрөөр хэлбэл мэдээллийг тасралтгүй уншдаг.
3. Давхарддаггүй- ижил нуклеотид нь нэгэн зэрэг хоёр ба түүнээс дээш гурвалсан хэсгүүдийн нэг хэсэг байж болохгүй (хэд хэдэн хүрээний уургийг кодлодог вирус, митохондри, бактерийн давхцаж буй зарим генийн хувьд ажиглагдаагүй).
4. Хоёрдмол утгагүй байдал(өвөрмөц байдал) - тодорхой кодон нь зөвхөн нэг амин хүчилтэй тохирдог (гэхдээ Euplotescrassus дахь UGA кодон нь хоёр амин хүчлийг кодлодог - цистеин ба селеноцистеин)
5. доройтол(илүүдэл) - хэд хэдэн кодон нь ижил амин хүчилтэй тохирч болно.
6. Олон талт байдал- генетикийн код нь янз бүрийн түвшний нарийн төвөгтэй организмд адилхан ажилладаг - вирусаас хүн хүртэл (генийн инженерчлэлийн аргууд нь үүн дээр суурилдаг; "Стандарт генетик кодын өөрчлөлтүүд" хэсэгт байгаа хүснэгтэд хэд хэдэн үл хамаарах зүйлүүд байдаг. доор).

Биосинтезийн нөхцөл

Уургийн биосинтез нь ДНХ-ийн молекулаас генетикийн мэдээллийг шаарддаг; элч РНХ - энэ мэдээллийг цөмөөс синтез хийх газар хүртэл тээвэрлэгч; рибосомууд - уургийн нийлэгжилт өөрөө явагддаг органеллууд; цитоплазм дахь амин хүчлүүдийн багц; амин хүчлийг кодлодог РНХ-г шилжүүлж, рибосом дээр нийлэгжих газар руу шилжүүлэх; ATP нь кодлох, биосинтезийн үйл явцыг эрчим хүчээр хангадаг бодис юм.

Үе шатууд

Транскрипци- цөмд тохиолддог ДНХ матриц дээрх бүх төрлийн РНХ-ийн биосинтезийн үйл явц.

ДНХ молекулын тодорхой хэсэг нь унадаг бөгөөд хоёр гинжин хэлхээний хоорондох устөрөгчийн холбоо нь ферментийн нөлөөн дор устдаг. Загвар дээрх нэгэн адил ДНХ-ийн нэг хэлхээнд нэмэлт зарчмын дагуу нуклеотидуудаас РНХ хуулбарыг нэгтгэдэг. ДНХ-ийн хэсгээс хамааран рибосомын, тээвэрлэгч, элч РНХ нь ийм байдлаар нийлэгждэг.

МРНХ-ийн нийлэгжилтийн дараа энэ нь цөмийг орхиж, рибосом дахь уургийн нийлэгжилтийн талбай руу цитоплазм руу илгээгддэг.

Нэвтрүүлэг- мРНХ нь уургийн анхдагч бүтцийн талаарх мэдээллийг дамжуулах зуучлагч болох рибосом дээр явагддаг полипептидийн гинжний синтезийн үйл явц.

Уургийн биосинтез нь хэд хэдэн урвалаас бүрдэнэ.

1. Амин хүчлийг идэвхжүүлэх, кодлох. тРНХ нь хошоонгор навч хэлбэртэй бөгөөд түүний төв гогцоонд тодорхой амин хүчлийн код болон мРНХ дээрх кодонтой тохирох гурвалсан антикодон байдаг. Амин хүчил бүр нь ATP-ийн энергийг ашиглан харгалзах tRNA-тай холбогддог. Рибосом руу ордог тРНХ-амин хүчлийн цогцолбор үүсдэг.

2. мРНХ-рибосомын цогцолбор үүсэх. Цитоплазм дахь мРНХ нь мөхлөгт ER дээр рибосомоор холбогддог.

3. Полипептидийн гинжин хэлхээний угсралт. Амин хүчлүүдтэй тРНХ нь антикодон-кодоныг нөхөх зарчмын дагуу мРНХ-тэй нэгдэж рибосом руу ордог. Рибосомын пептидийн төвд хоёр амин хүчлийн хооронд пептидийн холбоо үүсч, суллагдсан тРНХ нь рибосомоос гардаг. Энэ тохиолдолд мРНХ нь нэг гурвалсан удаа ахиж, шинэ тРНХ - амин хүчлийг нэвтрүүлж, рибосомоос ялгарсан тРНХ-ийг зайлуулдаг. Бүх үйл явц нь ATP эрчим хүчээр хангадаг. Нэг мРНХ нь хэд хэдэн рибосомтой нэгдэж, нэг уургийн олон молекулууд нэгэн зэрэг нийлэгждэг полисом үүсгэдэг. mRNA дээр утгагүй кодонууд (зогсоох кодууд) эхлэхэд синтез дуусна. Рибосомыг мРНХ-ээс салгаж, полипептидийн гинжийг тэднээс салган авдаг. Бүхэл бүтэн синтезийн процесс нь мөхлөгт эндоплазмын торлог бүрхэвч дээр явагддаг тул үүссэн полипептидийн гинж нь ER-ийн хоолойд орж, эцсийн бүтцийг олж авч, уургийн молекул болж хувирдаг.

Бүх синтезийн урвалууд нь ATP энергийг зарцуулж тусгай ферментээр катализатор болдог. Синтезийн хурд нь маш өндөр бөгөөд полипептидийн уртаас хамаарна. Жишээлбэл, гэдэсний савханцарын рибосомд ойролцоогоор 15-20 секундын дотор 300 амин хүчлийн уураг нийлэгждэг.