как пользоваться таблицей генетического кода по биологии

Фазы образования понятия «Генетический код» в курсе молекулярной биологии для учащихся 10-го класса

Разделы: Биология

Предмет «Биология», как и любая другая учебная дисциплина средней школы, представляет собой систему понятий, отражающих основы науки. Основные научные понятия биологии для школьного курса специально отобраны, дидактически переработаны, расположены в определенном порядке, развиваются в логической последовательности и находятся во взаимосвязи между собой.

Биологические знания – важнейшая составная часть общечеловеческой культуры. В результате изучения биологического курса у выпускников средней школы должна быть сформирована биологическая картина мира, где центральным звеном биологического знания являются биологические понятия. Их формирование – это длительный и сложный процесс, требующий от учителя грамотного подбора педагогических технологий.

Одним из фундаментальных понятий, как биологии, так и жизни вообще, является понятие “генетический код”. Знание генетического кода имеет большое значение для любой области биологии, а также для многих отраслей химической, пищевой и фармацевтической промышленности, для развития генетики, микробиологии, генной инженерии, медицины, селекции и сельского хозяйства.

Фазы образования понятия “Генетический код”:

На этапе создания условий для осознания учащимися необходимости нового способа описания своего предыдущего опыта ученикам уже известна центральная догма молекулярной биологии:

ДНК, иРНК и белки являются биополимерными макромолекулами, причем ДНК – двухцепочечная молекула, а иРНК и белок – одноцепочечные молекулы. Кроме того, нуклеиновые кислоты состоят из 4-х нуклеотидов, а белки – из 20-ти аминокислот.

Возникает вопрос: Как на матрице, состоящей из последовательности 4-х нуклеотидов, синтезировать белок, состоящий из последовательности 20-ти аминокислот?

После постановки проблемного вопроса наступает следующая фаза образования понятия “генетический код”. На этом этапе вводятся знаково-символические и визуальные обозначения понятия, выделяются его частные и общие признаки.

Ученики понимают, что для выражения одной знаковой системы другой знаковой системой необходим код (шифр). Использование шифра ученикам хорошо известно из своего жизненного опыта, поэтому в ходе занятия приводятся различные примеры.

В произведении А. Конан Дойля “Пляшущие человечки” буквам английского алфавита соответствуют рисунки фигурок людей:

В произведении А.Э.По “Золотой жук” буквам английского алфавита соответствуют цифры и знаки:

Генетический код – свойственная всем живым организмам единая система «записи» наследственной информации в молекулах нуклеиновых кислот в виде последовательности нуклеотидов, которая определяет последовательность аминокислот в каждом белке животных, растений, бактерий и вирусов планеты Земля.

Синтез второй цепочки ДНК, сканирование информации с ДНК об одном белке и синтез иРНК осуществляется по принципу комплементарности или взаимодополняемости. По сути, принцип комплементарности – образование постоянных неизменных комплексов между азотистыми основаниями нуклеотидов:

Так как химическое строение всех нуклеиновых кислот и белков одинаково, ученики выходят на формулировку такого свойства генетического кода, как универсальность – единство для всех живущих на Земле.

Используя математический метод комбинаторики, ученики приступают к следующим рассуждениям:

4 нуклеотидами можно закодировать только 4 аминокислоты, а их 20.
Из комбинаций по 2 нуклеотида 4 2 =16. Такого количества комбинаций не хватает.
Из комбинаций по 3 нуклеотида 4 3 = 64. Такого количества комбинаций хватает с избытком. Таким образом, генетический код обладает следующими свойствами:
– триплетный – для кодировки аминокислот используются тройки (триплеты, кодоны) нуклеотидов;
– избыточный – одна аминокислота может быть зашифрована более чем одним триплетом;
– специфичный – один и тот же триплет не может кодировать разные аминокислоты.

В символическом и одновременно шуточном виде биологическую суть генетического кода можно выразить следующим образом:

После формулировки основных свойств генетического кода можно приступать к фазе обогащения понятия – накопления опыта оперирования вводимым понятием, расширения возможных ресурсов осмысления его содержания.

В школьной программе молекулярной биологии принято считать, что ген – это участок (фрагмент) молекулы ДНК, несущий информацию о строении одного белка. Однако генетической единицей механизма регуляции синтеза белков следует считать оперон, в состав которого входят один или несколько структурных генов, несущих информацию о структуре иРНК, которая в свою очередь, несет информацию и структуре белка.

На молекуле ДНК между генами есть специальные “знаки препинания”: АУГ (метионин) – промотор (от лат. promoveo – продвигаю), всегда инициирует (от лат. initiator – зачинатель) начало сканирования информации о гене. Мы видим, что промотором выступает постоянный триплет.

Сканируемая часть ДНК (транслируемая область) и есть оперон – “связная фраза”.

Определенные триплеты: УАА, УАГ, УГА – это триплеты-терминаторы (от лат. termino – разграничиваю), которые указывают на окончание сканирования. Их еще называют стоп-кодоны.

Внутри гена “знаков препинания” нет, смысл становится понятен при считывании информации триплетами:

ЖИЛ БЫЛ КОТ ТИХ БЫЛ СЕР МИЛ МНЕ ТОТ КОТ

Становится понятно, что при малейшем сбое программы смысл теряется, идет синтез несвойственного организму белка, происходит внешнее проявление отклонения от нормы:

ИЛБ ЫЛК ОТТ ИХБ ЫЛС ЕРМ ИЛМ НЕТ ОТК ОТ

В дальнейшем становится целесообразным решение задач на перевод генетического кода.

Сколько нуклеотидов содержит ген, в котором запрограммирован белок инсулин из 51 аминокислоты?

Ответ: 51х 3 = 153 нуклеотида.

В лаборатории исследован участок ДНК, с которого происходило сканирование информации на иРНК:

– Г – Т – Г – Т – А – А – Ц – Г – А – Ц – Ц – Г – А – Т – А – Ц – Т – Г –

Изобразите участок и РНК.

Ответ: – Ц – А – Ц – А – У – У – Г – Ц – У – Г – Г – Ц – У – А – У – Г –А – Ц –

На фрагменте одной цепи ДНК нуклеотиды расположены в последовательности:

– А – А – Г – Т – Ц – Т – А – Ц – Г – Т – А – Т –

Каков будет процентный состав второй цепочки ДНК, если первая содержит 18% гуанина, 30% аденина, 20% тимина?

1. Зная, что цепи молекулы ДНК комплементарны друг другу, определяем содержание нуклеотидов (в %) во второй цепи:
Т.к. в первой цепи Г=18%, значит во второй цепи Ц=18%;
Т.к. в первой цепи А=30%, значит во второй цепи Т=30%;
Т.к. в первой цепи Т=20%, значит во второй цепи А=20%.

2. Определяем содержание в первой цепи цитозина (в %). Суммируем содержание трех других типов нуклеотидов в первой цепи ДНК: 18% + 30% + 20% = 68% (Г + А + Т). Определяем долю цитозина в первой цепи ДНК: 100% – 68% = 32% (Ц). Если в первой цепи Ц = 32%, тогда во второй цепи Г = 32%.

Ответ: Ц = 18%; Т = 30%; А = 20%; Г = 32%.

Следующим важным этапом образования понятия “генетический код” является его применение в разных ситуациях. В школьной программе биологии довольно часто приходится сталкиваться с реакциями матричного синтеза.

Реакции матричного синтеза – особая категория химических реакций, происходящих в клетках живых организмов. На одной матрице может быть синтезировано неограниченное количество молекул-копий. К этой категории реакций относятся:

Таким образом, при изучении каждой последующей темы курса общей биологии, учащимся необходимо опираться на понятие генетического кода. Некоторые ученики с большим интересом принимаются за проектную деятельность, делают попытку исследовать, обобщить, применить полученные знания на практике, сформулировать собственные рекомендации. Выходя со своими работами на школьную научно-практическую конференцию, ученики демонстрируют использование понятия генетический код:

При изучении основ генетики понятие генетического кода вновь становится актуальным. Случайные изменения генотипа вызывают разнообразные мутации.

Генные мутации возникают при замене нуклеотидов в пределах одного гена. В результате деятельности “испорченного” гена будет искажена структура белка, и он не сможет выполнять свои функции в организме. Возникнут заболевания: гемофилия, дальтонизм, альбинизм, анемия.

Хромосомные мутации происходят из-за изменения структуры хромосом. Вновь воспользуемся символической записью сути хромосомных мутаций:

КИТ плывет по океану.
КОТ на лавке ест сметану.
КРОТ в земле копает яму.

Видим, что замена части хромосомы, ее удвоение и другие изменения неизбежно приводят к появлению нового смысла прочтения генетического кода.

АБВГДЕ – норма
АБВВВГДЕ – дупликация (удвоение)
АБВДЕ – делеция (утрата срединной части) – лейкоз, синдром “крика кошки”.
АБДГВЕ – инверсия (поворот фрагмента хромосомы на 180 о ) – исчезновение алколоидности у люпинов.
АБВЖЗИ – транслокация (прикрепление участка одной хромосомы совершенно к другой хромосоме).

Особое место в изучении реакций матричного синтеза отводится биосинтезу белка. И здесь в основе лежит понятие генетического кода. Общая схема механизма может быть представлена следующим образом:

Как раз в момент перехода к следующему важному разделу биологии – Биосинтез белка – происходит экстренная реорганизация всего множества имеющихся у ребенка сведений относительно понятия “генетический код” и превращение их в обобщенную знаниевую структуру. Появляется таблица генетического кода:

Решаются задачи на использование таблицы генетического кода.

Задача № 1. Пользуясь таблицей генетического кода, определите, какие аминокислоты кодируются триплетами: ЦАТ, ТТТ, ГAT.

Задача № 2. Используя таблицу генетического кода, нарисуйте участок ДНК, в котором закодирована информация о следующей последовательности аминокислот в белке:

– аланин – аргинин – валин – глицин – лизин –

Задача № 3. Используя таблицу генетического кода, нарисуйте участок молекулы ДНК, в котором закодирована информация о следующей последовательности аминокислот в белке: – фенилаланин – лейцин – валин – изолейцин – серии – фенилаланин –

Необходимо отметить, что формирование понятия “генетический код” начинается в 9 классе, идет от простого к сложному. Наиболее сложный материал раскрывается в 10-м классе, это связано с разным уровнем развития учеников, с разной их способностью к восприятию сложного научного материала.

Развитие понятия “генетический код” способствует формированию у учащихся знаний, которые необходимы для расширения общего научного кругозора.

Осуществление задач всестороннего развития подрастающего поколения, подготовки его к активному участию в жизни общества предполагает вооружение учащихся глубокими и прочными знаниями по основам наук, чтобы они могли творчески мыслить, делать самостоятельные выводы на базе этих знаний, имели активную жизненную позицию. В решении этих задач особая роль принадлежит фундаментальным понятиям основ наук, поскольку они – главный компонент содержания и основная единица знаний. Понятие – это особая форма мышления, в то же время – важнейший объект учебных действий и фактор умственного развития учащихся.

В настоящее время понятия рассматриваются как основные единицы учебного содержания. Это обусловлено тем, что понятие фиксирует в своем содержании сущность предметов и явлений, отражает результаты обобщений. Кроме того, любое знание – законы, теории, идеи – раскрывается в форме научных понятий. Даже факты, если это реальные научные факты, являются ступенями на пути определения понятия.

Понятие – форма человеческого мышления, в которой выражаются общие существенные признаки вещей, явлений реального мира. Овладение понятием включает разнообразные операции памяти и мышления. Понятиями человек мыслит. Они помогают человеку в познании мира. Оперирование понятиями стимулирует умственное развитие учащихся, приучает их мыслить, осуществлять поиск, использовать в иных ситуациях при раскрытии новых понятий. Поэтому в системе современного обучения вопрос о формировании понятий – один из центральных.

Источник

32. Клетка как биологическая система Читать 0 мин.

32.275. Генетический код и его свойства

Ранее мы подчёркивали, что нуклеотиды имеют важную для формирования жизни на Земле особенность ― при наличии в растворе одной полинуклеотидной цепочки спонтанно происходит процесс образования второй (параллельной) цепочки на основании комплементарного соединения родственных нуклеотидов. Одинаковое число нуклеотидов, в обоих цепочках и их химическое родство, является непременным условием для осуществления такого рода реакций. Однако при синтезе белка, когда информация с иРНК реализуется в структуру белка никакой речи о соблюдении принципа комплементарности идти не может. Это связано с тем, что в иРНК, и в синтезированном белке различно не только число мономеров, но и, что особенно важно, отсутствует структурное сходство между ними (с одной стороны нуклеотиды, с другой аминокислоты). Понятно, что в этом случае возникает необходимость создания нового принципа точного перевода информации с полинуклеотида в структуру полипептида. В эволюции такой принцип был создан и в его основу был заложен генетический код.

Генетический код ― это система записи наследственной информации в молекулах нуклеиновых кислот, основанная на определённом чередовании последовательностей нуклеотидов в ДНК или РНК, образующих кодоны, соответствующие аминокислотам в белке.

Генетический код имеет несколько свойств:

Следует отметить, что некоторые авторы предлагают ещё и другие свойства кода, связанные с химическими особенностями входящих в код нуклеотидов или с частотой встречаемости отдельных аминокислот в белках организма и т.д. Однако эти свойство вытекают из вышеперечисленных, поэтому там мы их и рассмотрим.

Генетический код, как и многое сложно организованные система имеет наименьшую структурную и наименьшую функциональную единицу. Триплет ― наименьшая структурная единица генетического кода. Состоит она из трёх нуклеотидов. Кодон ― наименьшая функциональная единица генетического кода. Как правило, кодонами называют триплеты иРНК. В генетическом коде кодон выполняет несколько функций. Во-первых, главная его функция заключается в том, что он кодирует одну аминокислоту. Во-вторых, кодон может не кодировать аминокислоту, но, в этом случае, он выполняет другую функцию (см. далее). Как видно из определения, триплет ― это понятие, которое характеризует элементарную структурную единицу генетического кода (три нуклеотидов). Кодон ― характеризует элементарную смысловую единицу генома ― три нуклеотида определяют присоединение к полипептидной цепочки одной аминокислоты.

Элементарную структурную единицу вначале расшифровали теоретически, а затем её существование подтвердили экспериментально. И действительно, 20 аминокислот невозможно закодировать одним или двумя нуклеотидом т.к. последних всего 4. Три нуклеотида из четырёх дают 43 = 64 варианта, что с избытком перекрывает число имеющихся у живых организмах аминокислот (см.табл. 1).

Представленные в таблице 64 сочетания нуклеотидов имеют две особенности. Во-первых, из 64 вариантов триплетов только 61 являются кодонами и кодируют какую-либо аминокислоту, их называют смысловые кодоны. Три триплета не кодируют.

Таблица 1.

Кодоны информационной РНК и соответствующие им аминокислотыявляются стоп-сигналами, обозначающие конец трансляции. Таких триплетов три ― УАА, УАГ, УГА, их ещё называют «бессмысленные» (нонсенс кодоны). В результате мутации, которая связана с заменой в триплете одного нуклеотида на другой, из смыслового кодона может возникнуть бессмысленный кодон. Такой тип мутации называют нонсенс-мутация. Если такой стоп-сигнал сформировался внутри гена (в его информационной части), то при синтезе белка в этом месте процесс будет постоянно прерываться ― синтезироваться будет только первая (до стоп-сигнала) часть белка. У человека с такой патологией будет ощущаться нехватка белка и возникнут симптомы, связанные с этой нехваткой. Например, такого рода мутация выявлена в гене, кодирующем бета-цепь гемоглобина. Синтезируется укороченная неактивная цепь гемоглобина, которая быстро разрушается. В результате формируется молекула гемоглобина, лишённая бета-цепи. Понятно, что такая молекула вряд ли будет полноценно выполнять свои обязанности. Возникает тяжёлое заболевания, развивающееся по типу гемолитической анемии (бета-ноль талассемия, от греческого слова «Таласа» ― Средиземное море, где эта болезнь впервые обнаружена).

Механизм действия стоп-кодонов отличается от механизма действия смысловых кодонов. Это следует из того, что для всех кодоны, кодирующие аминокислоты, найдены соответствующие тРНК. Для нонсенс-кодонов тРНК не найдены. Следовательно, в процессе остановки синтеза белка тРНК не принимает участие.

Кодон АУГ (у бактерий иногда ГУГ) не только кодируют аминокислоту метионин и валин, но и является инициатором трансляции.

61 из 64 триплетов кодируют 20 аминокислот. Такое трёхразовое превышение числа триплетов над количеством аминокислот позволяет предположить, что в переносе информации могут быть использованы два варианта кодирования. Во-первых, не все 64 кодона могут быть задействованы в кодировании 20 аминокислот, а только 20 и, во-вторых, аминокислоты могут кодироваться несколькими кодонами. Исследования показали, что природа использовала последний вариант.

Код, при котором одна аминокислота кодируется несколькими триплетами, называется вырожденным или избыточным. Почти каждой аминокислоте соответствует несколько кодонов. Так, аминокислота лейцин может кодироваться шестью триплетами — УУА, УУГ, ЦУУ, ЦУЦ, ЦУА, ЦУГ. Валин кодируется четырьмя триплетами, фенилаланин — двумя и только триптофан и метионин кодируются одним кодоном. Свойство, которое связано с записью одной и той же информации разными символами носит название вырожденность.

Число кодонов, предназначенных для одной аминокислоты, хорошо коррелируется с частотой встречаемости аминокислоты в белках. И это, скорее всего, не случайно. Чем больше частота встречаемости аминокислоты в белке, тем чаще представлен кодон этой аминокислоты в геноме, тем выше вероятность его повреждения мутагенными факторами. Поэтому понятно, что мутированный кодон имеет больше шансов кодировать туже аминокислоту при высокой его вырожденности. С этих позиций вырожденность генетического кода является механизмом защищающим геном человека от повреждений.

Необходимо отметить, что термин вырожденность используется в молекулярной генетики и в другом смысле. Так основная часть информации в кодоне приходится на первые два нуклеотида, основание в третьем положении кодона оказывается малосущественным. Этот феномен называют “вырожденностью третьего основания”. Последняя особенность сводит до минимума эффект мутаций. Например, известно, что основной функцией эритроцитов крови является перенос кислорода от легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким. Осуществляет эту функцию дыхательный пигмент — гемоглобин, который заполняет всю цитоплазму эритроцита. Состоит он из белковой части ― глобина, который кодируется соответствующим геном. Кроме белка в молекулу гемоглобина входит ген, содержащий железо. Мутации в глобиновых генах приводят к появлению различных вариантов гемоглобинов. Чаще всего мутации связаны с заменой одного нуклеотида на другой и появлением в гене нового кодона, который может кодировать новую аминокислоту в полипептидной цепи гемоглобина. В триплете, в результате мутации может быть заменён любой нуклеотид ― первый, второй или третий.

Известно несколько сотен мутаций, затрагивающих целостность генов глобина. Около 400 из них связаны с заменой единичных нуклеотидов в гене и соответствующей аминокислотной заменой в полипептиде. Из них только 100 замен приводят к нестабильности гемоглобина и различного рода заболеваниям от легких до очень тяжелых. 300 (примерно 64%) мутаций-замен не влияют на функцию гемоглобина и не приводят к патологии. Одной из причин этого является упомянутая выше “вырожденность третьего основания”, когда замена третьего нуклеотида в триплете, кодирующем серин, лейцин, пролин, аргинин и некоторые другие аминокислоты приводит к появлению кодона-синонима, кодирующего ту же аминокислоту. Фенотипически такая мутация не проявится. В отличие от этого любая замена первого или второго нуклеотида в триплете в 100 % случаях приводит к появлению нового варианта гемоглобина. Но и в этом случае тяжёлых фенотипических нарушений может и не быть. Причиной этому является замена аминокислоты в гемоглобине на другую сходную с первой по физико-химическим свойствам. Например, если аминокислота, обладающая гидрофильными свойствами, заменена на другую аминокислоту, но с такими же свойствами.

Гемоглобин состоит из железопорфириновой группы гема (к ней и присоединяются молекулы кислорода и углекислоты) и белка — глобина. Гемоглобин взрослого человека (НвА) содержит две идентичные a-цепи и две b-цепи. Замена в гене, кодирующем b-цепь гемоглобина первого или второго нуклеотида практически всегда приводит к появлению в белка новых аминокислот, нарушению функций гемоглобина и тяжёлым последствия для больного. Например, замена “Ц” в одном из триплетов ЦАУ (гистидин) на “У” — приведет к появлению нового триплета УАУ, кодирующего другую аминокислоту — тирозин. Фенотипически это проявится в тяжёлом заболевании. Аналогичная замена в 63 положении b-цепи полипептида гистидина на тирозин приведет к дестабилизации гемоглобина. Развивается заболевание метгемоглобинемия. Замена, в результате мутации, глутаминовой кислоты на валин в 6-м положении b-цепи является причиной тяжелейшего заболевания — серповидно-клеточной анемии. Не будем продолжать печальный список. Отметим только, что при замене первых двух нуклеотидов может появится аминокислота по физико-химическим свойствам похожая на прежнюю. Так, замена 2-го нуклеотида в одном из триплетов, кодирующего глутаминовую кислоту (ГАА) в b-цепи на “У” приводит к появлению нового триплета (ГУА), кодирующего валин, а замена первого нуклеотида на “А” формирует триплет ААА, кодирующий аминокислоту лизин. Глутаминовая кислота и лизин сходны по физико-химическим свойствам — они обе гидрофильны. Валин — гидрофобная аминокислота. Поэтому, замена гидрофильной глютаминовой кислоты на гидрофобный валин, значительно меняет свойства гемоглобина, что, в конечном итоге, приводит к развитию серповидноклеточной анемии, замена же гидрофильной глютаминовой кислоты на гидрофильный лизин в меньшей степени меняет функцию гемоглобина — у больных возникает легкая форма малокровия. В результате замены третьего основания новый триплет может кодировать туже аминокислоты, что и прежней. Например, если в триплете ЦАУ урацил был заменён на цитозин и возник триплет ЦАЦ, то практически никаких фенотипических изменений у человека выявлено не будет. Это понятно, т.к. оба триплета кодируют одну и туже аминокислоту ― гистидин.

В заключении уместно подчеркнуть, что вырожденность генетического кода и вырожденность третьего основания с общебиологических позиция являются защитными механизмами, которые заложены в эволюции в уникальной структуре ДНК и РНК.

Каждый триплет (кроме бессмысленных) кодирует только одну аминокислоту. Таким образом, в направлении кодон ― аминокислота генетический код однозначен, в направлении аминокислота ― кодон ― неоднозначен (вырожденный).

И в этом случае необходимость однозначности в генетическом коде очевидна. При другом варианте при трансляции одного и того же кодона в белковую цепочку встраивались бы разные аминокислоты и в итоге формировались белков с различной первичной структурой и разной функцией. Метаболизм клетки перешёл бы в режим работы «один ген ― несколько поипептидов». Понятно, что в такой ситуации регулирующая функция генов была бы полностью утрачена.

Считывание информации с ДНК и с иРНК происходит только в одном направлении. Полярность имеет важное значение для определения структур высшего порядка (вторичной, третичной и т.д.). Ранее мы говорили о том, что структуры низшего порядка определяют структуры более высшего порядка. Третичная структура и структуры более высокого порядка у белков, формируются сразу же как только синтезированная цепочка РНК отходит от молекулы ДНК или цепочка полипептида отходит от рибосомы. В то время, когда свободный конец РНК или полипептида приобретает третичную структуру, другой конец цепочки ещё продолжает синтезироваться на ДНК (если транскрибируется РНК) или рибосоме (если транскрибируется полипептид).

Поэтому однонаправленный процесс считывания информации (при синтезе РНК и белка) имеет существенное значение не только для определения последовательности нуклеотидов или аминокислот в синтезируемом веществе, но для жёсткой детерминации вторичной, третичной и т.д. структур.

Код может быть перекрывающимся и не перекрывающимся. У большинства организмов код не перекрывающийся. Перекрывающийся код найден у некоторых фагов.

Сущность не перекрывающего кода заключается в том, что нуклеотид одного кодона не может быть одновременно нуклеотидом другого кодона. Если бы код был перекрывающим, то последовательность из семи нуклеотидов (ГЦУГЦУГ) могла кодировать не две аминокислоты (аланин-аланин) (рис.33, А) как в случае с не перекрывающимся кодом, а три (если общим является один нуклеотид) (рис. 33, Б) или пять (если общими являются два нуклеотида) (см. рис. 33, В). В последних двух случаях мутация любого нуклеотида привела бы к нарушению в последовательности двух, трёх и т.д. аминокислот.

Однако установлено, что мутация одного нуклеотида всегда нарушает включение в полипептид одной аминокислоты. Это существенный довод в пользу того, что код является не перекрывающимся. Неперекрываемость генетического кода связана с ещё одним свойством ― считывание информации начинается с определённой точки ― сигнала инициации. Таким сигналом инициации в иРНК является кодон, кодирующий метионин АУГ. Следует отметить, что у человека всё-таки имеется небольшое число генов, которые отступают от общего правила и перекрываются.

Между кодонами нет знаков препинания. Иными словами триплеты не отделены друг от друга, например, одним ничего не значащим нуклеотидом. Отсутствие в генетической коде «знаков препинания» было доказано в экспериментах.

Код един для всех организмов, живущих на Земле. Прямое доказательство универсальности генетического кода было получено при сравнении последовательностей ДНК с соответствующими белковыми последовательностями. Оказалось, что во всех бактериальных и эукариотических геномах используется одни и те же наборы кодовых значений. Есть и исключения, но их не много.

Первые исключения из универсальности генетического кода были обнаружены в митохондриях некоторых видов животных. Это касалось кодона терминатора УГА, который читался так же как кодон УГГ, кодирующий аминокислоту триптофан. Были найдены и другие более редкие отклонения от универсальности.

Для повторения:

Генетический код ― это система записи наследственной информации в молекулах нуклеиновых кислот, основанная на определённом чередовании последовательностей нуклеотидов в ДНК или РНК, образующих кодоны, соответствующие аминокислотам в белке. Генетический код имеет несколько свойств.

1. Триплетность. Триплет состоит из трёх нуклеотидов. 61 кодон ― смысловые, т.е. кодируют какую-либо аминокислоту, три ― бессмысленные, т.е. не кодируют аминокислоты.

2. Вырожденность или избыточность. Одна аминокислота может кодироваться несколькими кодонами.

3. Однозначность. Один кодон кодирует только одну аминокислоту.

4. Полярность. Считывание информации с ДНК и с иРНК происходит только в одном направлении.

5. Неперекрываемость. Генетический код является не перекрывающимся.

6. Компактность. Между кодонами нет знаков препинания.

7. Универсальность. Код един для всех живущих на земле организмов.

Источник