Генетичний код та його властивості

Генетичний код - це система триплетів нуклеотидів, які визначають амінокислотну послідовність поліпептидного ланцюга.

Молекулярні дослідження генетичного коду розкрили його основні властивості:

1. Універсальність — генетичний код здійснює свою функцію одинаково в організмах різного рівня складності — від вірусів до людини (на цьому базуються методи генної інженерії. Але нині відкритий ряд виключень, показаний в таблиці «Відхилення від стандартного генетичного коду»).

2. Триплетність - кожна амінокислота кодується послідовністю із трьох нуклеотидів - триплетом або кодоном (серед 64 кодонів 61 - змістовний і 3 незмістовні - УАА, УГА та УАГ (не кодують жодної амінокислоти, це стоп-кодони закінчення процесу транскрипції).
3. Виродженість (надлишковість) – всі амінокислоти (за виключення метіонину та триптофану) мають більше одного кодона (табл.). Майже всі амінокислоти визначаються двома, трьома або більшою кількістю кодонів. Три амінокислоти (серин, аргінін і лейцин) кодуються шістьма різними кодонами кожний. У генетичному коді кодон AUG кодує метіонін, цей кодон також використовується як ініціюючий кодон. Тому кожна мРНК має цей кодон на початку транскрипції і пізніше він видаляється з ланцюга РНК. Виродженність коду має ще особливість в тому, що значимість нуклеотидів у кодоні неоднакова. Найбільше смислове навантаження несуть перші два нуклеотиди, третій може варіювати. Цю особливість у вигляді гіпотези сформулював ще Крік (Crick, 1966).

4. Код має лінійний порядок зчитування та характеризується колінеарністю, тобто спів падінням порядку розміщення кодонів у мРНК з порядком розміщення амінокислот у поліпептидному ланцюгу, що кодується ним.

Код не має роздільних знаків між триплетами.

6. Код безперервний — спадкова інформація зчитується безперервно.

7. Код не перекривається — сусідні триплети не мають загальних азотистих основ; той самий нуклеотид не може входити одночасно до складу двох або більше триплетів (окрім декількох генів, що перекриваються, у вірусів, мітохондрій, бактерій; вони кодують декілька білків, які зчитуються із зсувом рамки). Рамка зчитування – один із трьох можливих способів зчитування генетичної інформації у вигляді ряду триплетів.

8. Однозначність (специфічність) — певний кодон відповідає лише одній амінокислоті (але кодон UGA у Euplotes crassus кодує дві амінокислоти — цистеїн та селеноцистеїн).

Односпрямованість – зчитування спадкової інформації відбувається лише в одному напрямку- 5’ – 3’ (фосфодиефірний зв'язок спрямований від 5’-положення атома карбону дезоксирибози одного нуклеотиду до 3’-кінця атома карбону наступного нуклеотиду). Такий зв'язок називається 5’ – 3’-фосфодиефірним.

10. кількість кодонів для кожної амінокислоти (крім аргініну) корелює з частотою її зустрічальності в білках;