Генетический код. Кодирование генетической информации о структуре белка осуществляется посредствам генетического кода.

Кодирование генетической информации о структуре белка осуществляется посредствам генетического кода.

Зависимость между последовательностью оснований ДНК и последовательностью аминокислотных остатков в белке получила название генетического кода.

Первым кто предложил абстрактную гипотезу кодирования, а также способ её проверки, был советский и американский физик-теоретик Георгий Гамов (рис. 7.11). В 1954 году Гамов опубликовал свою работу, в которой предложил в качестве механизма кодирования установление соответствия между боковыми цепями аминокислот и ромбовидными «дырами», образованными четырьмя нуклеотидами ДНК. Позднее этот код был назван ромбическим или бубновым.

Исходя из своей модели Гамов предположил, что код может быть триплетным. Несмотря на все очевидные недочёты этой гипотезы (например, идея о том, что структура белка напрямую кодируется ДНК) она стала первой среди многих гипотез о природе кода. Гамов был первым, кто представил проблему кодирования.

Рис. 7.11. Георгий Гамов (1904-1968)

За несколько последующих лет было предложено большое количество разных моделей. Все предложенные коды можно разделить на две категории: перекрывающиеся (один нуклеотид входит в состав более чем одного кодона) и неперекрывающиеся.

В конце пятидесятых годов два ученых, М. Ниренберг (рис. 7.12) и Г. Маттеи открыли основы генетического кода. К 1965 г. генетический код был полностью расшифрован.

Если бы каждый отдельный из нуклеотидов кодировал одну аминокислоту, то белок мог включать только четыре аминокисло­ты. Если каждая аминокислота кодировалась бы только двумя ос­нованиями, то это позволило бы закодировать 16 аминокислот. Од­нако лишь код, состоящий из трех оснований, может обеспечить включение в белок всех известных аминокислот. Подобный код со­держит 64 различных сочетания из трех нуклеотидов. Доказатель­ства триплетности генетического кода были впервые получены Ф. Криком в экспериментах с фагом Т4. Из 64 кодонов три кодона УАГ, УАА, УГА не кодируют аминокислот и поэтому были назва­ны бессмысленными или нонсенс-кодонами. Позднее оказалось, что они являются терминирующими кодонами (рис. 7.13).

Рис. 7.12. М. Ниренберг (1927-2010)