14.1. Генетический код и зависимость между генами и белками
Информационная РНК является посредником между геном и белком. Дальнейший поток информации, заключенной в последовательности нуклеотидов гена или его транскрипта, определяется генетическим кодом, который связывает эту последовательность нуклеотидов и последовательность аминокислот в полипептидном продукте. Код универсален для всех организмов и прост – три основания, составляющие кодон, детерминируют одну аминокислоту. Сравнение первичных структур ДНК или мРНК и независимо установленных последовательностей программируемых ими белков подтвердили правильность расшифровки кода и показали его практически полную универсальность. Он один и тот же in vitro, in vivo, у всех организмов. Есть небольшие отличия в генетическом коде митохондрий. Из-за соотношения 64 кодона и 20 аминокислот следует, что код должен быть вырожденным, т. е. одной аминокислоте должно соответствовать несколько кодонов. 3 кодона не кодируют ни одной аминокислоты и являются сигналами для остановки синтеза полипептидной цепи – это кодоны-терминаторы UAA, UAG, UGA. Код однозначен – каждый кодон кодирует только одну аминокислоту. Код не перекрывается, каждая группа из 3 нуклеотидов кодирует аминокислоту. Последовательность читается со строго определенной точки. При вставках или делециях происходит нарушение рамки считывания – сдвиг.
14.2. Биосинтез белка рибосомами
В процесс биосинтеза белка рибосомами, называемого трансляцией, вовлечено множество макромолекул и макромолекулярных комплексов. На этом этапе реализации генетической информации происходит считывание заключенной в мРНК генетической информации рибосомами и ее передача полипептидным цепям белков. То есть на рибосомах синтезируются полипептидные цепи, последовательность аминокислот в которых, как правило, однозначно определена последовательностью нуклеотидов в транслируемых мРНК в соответствии с генетическим кодом.
Свободные аминокислоты не узнаются рибосомами. Ф. Крик в 1955 г. предположил, что должно существовать семейство малых молекул РНК с двойной функцией — каждая из них должна ковалентно связываться с определенным аминокислотным остатком и в то же время иметь в своем составе нуклеотидный триплет, комплементарный кодону для этой аминокислоты. Эти РНК должны выполнять функцию адапторов (переходников) между аминокислотой и соответствующим ей кодоном, в связи с чем гипотеза получила название адапторной. Роль такого адаптора в белковом синтезе играют молекулы тРНК, в которых имеется участок узнавания аминокислоты и участок узнавания матрицы. Поскольку аминокислот 20, то и соответствующих им РНК-адапторов должно быть не меньше. В каждой молекуле тРНК имеется участок из трех нуклеотидов, комплементарный кодону мРНК. Именно эта последовательность, называемая антикодоном, определяет положение той или иной аминокислоты в полипептидной цепи.
Достарыңызбен бөлісу: |