Інгушетія релігія. Історія інгушетії

ГЕНЕТИЧНИЙ КІД(грец, genetikos що відноситься до походження; син.: код, біологічний код, амінокислотний код, білковий код, код нуклеїнових к-т ) - система запису спадкової інформації в молекулах нуклеїнових кислоттварин, рослин, бактерій та вірусів чергуванням послідовності нуклеотидів.

Генетична інформація (рис.) з клітини в клітину, з покоління в покоління, за винятком РНК-вірусів, передається шляхом редуплікації молекул ДНК (див. Реплікація). Реалізація спадкової інформації ДНК у процесі життєдіяльності клітини здійснюється через 3 типи РНК: інформаційну (іРНК або мРНК), рибосомну (рРНК) та транспортну (тРНК), які за допомогою ферменту РНК-полімерази синтезуються на ДНК як на матриці. При цьому послідовність нуклеотидів у молекулі ДНК однозначно визначає послідовність нуклеотидів у всіх трьох типах РНК (див. Транскрипція). Інформацію гена (див.), що кодує білкову молекулу, несе лише іРНК. Кінцевим продуктомреалізації спадкової інформації є синтез білкових молекул, специфічність яких визначається послідовністю амінокислот, що входять до них (див. Трансляція).

Оскільки у складі ДНК або РНК представлено лише по 4 різні азотисті основи [в ДНК - аденін (А), тимін (Т), гуанін (Г), цитозин (Ц); в РНК - аденін (А), урацил (У), цитозин (Ц), гуанін (Г)], послідовність яких визначає послідовність 20 амінокислот у складі білка, виникає проблема Р. к., тобто проблема перекладу 4-літерного алфавіту нуклеїнових к-т у 20-літерний алфавіт поліпептидів.

Вперше ідея матричного синтезу білкових молекул з правильним передбаченням властивостей гіпотетичної матриці була сформульована Н. К. Кольцовим у 1928 р. У 1944 р. Ейвері (О. Avery) із співавт, встановив, що за передачу спадкових ознакпри трансформації у пневмококів відповідальні молекули ДНК. У 1948 р. Чаргафф (E. Chargaff) показав, що у всіх молекулах ДНК має місце кількісна рівність відповідних нуклеотидів (А-T, Г-Ц). У 1953 р. Ф. Крік, Дж. Вотсон і Вілкінс (М. H. F. Wilkins), виходячи з цього правила і даних рентгеноструктурного аналізу (див.), дійшли висновку, що молекула ДНК являє собою подвійну спіраль, що складається з двох полінуклеотидних ниток, з'єднаних між собою водневими зв'язками. Причому проти однієї ланцюга в другій може бути тільки Т, проти Р - тільки Ц. Ця комплементарність призводить до того, що послідовність нуклеотидів одного ланцюга однозначно визначає послідовність іншого. Другий істотний висновок, що випливає з цієї моделі, - молекулаДНК здатна до самовідтворення.

У 1954 р. Гамов (G. Gamow) сформулював проблему Р. до. сучасному вигляді. У 1957 р. Ф. Крик висловив Гіпотезу адаптера, припустивши, що амінокислоти взаємодіють з нуклеїновою к-тою не безпосередньо, а через посередників (тепер відомих під назвою тРНК). У найближчі після цього роки всі важливі ланки загальної схемипередачі генетичної інформації, Спочатку гіпотетичні, були підтверджені експериментально. У 1957 р. було відкрито иРНК [А. С. Спірін, А. Н. Білозерський з співавт.; Фолькін та Астрахан (E. Volkin, L. Astrachan)] і тРНК [Хоугленд (М. В. Hoagland)]; у 1960 р. синтезовано ДНК поза клітиною з використанням як матрицю існуючих макромолекул ДНК (А. Корнберг) та відкрито ДНК-залежний синтез РНК [Вейсс (S. В. Weiss) із співавт.]. У 1961 р. була створена безклітинна система, в якій у присутності природної РНК або синтетичних полірибонуклеотидів здійснювався синтез білковоподібних речовин [М. Ніренберг та Маттеї (J. H. Matthaei)]. Проблема пізнання Р. до. складалася з дослідження загальних властивостейкоду та власне його розшифровки, тобто з'ясування, які комбінації нуклеотидів (кодони) кодують певні амінокислоти.

Загальні властивості коду були з'ясовані незалежно від його розшифровки та в основному до неї шляхом аналізу молекулярних закономірностей утворення мутацій (Ф. Крик та співавт., 1961; Н. В. Лучник, 1963). Вони зводяться до наступного:

1. Код універсальний, т. е. ідентичний, по крайнього заходу переважно, всім живих істот.

2. Код триплетен, тобто кожна амінокислота кодується трійкою нуклеотидів.

3. Код, що не перекривається, тобто даний нуклеотид не може входити до складу більш ніж одного кодону.

4. Код вироджений, тобто одна амінокислота може кодуватися кількома триплетами.

5. Інформація про первинної структурибілка зчитується з послідовно іРНК, починаючи з фіксованої точки.

6. Більшість можливих триплет має «сенс», тобто кодує амінокислоти.

7. З трьох «літер» кодону переважне значення мають лише дві (облігатні), третя ж (факультативна) несе значно меншу інформацію.

Пряме розшифрування коду полягало в порівнянні послідовності нуклеотидів у структурному гені (або синтезованої на ньому іРНК) з послідовністю амінокислот у відповідному білку. Однак такий шлях поки що технічно неможливий. Були застосовані два інші шляхи: синтез білка в безклітинній системі з використанням як матриця штучних полірибонуклеотидів відомого складу та аналіз молекулярних закономірностей утворення мутацій (див.). Перший приніс позитивні результатираніше та історично зіграв у розшифровці Г. до. велику роль.

У 1961 р. М. Ніренберг і Маттеї застосували як матрицю гомополімер - синтетичну поліуридилову к-ту (тобто штучну РНК складу УУУУ...) і отримали поліфенілаланін. З цього випливало, що кодон фенілаланіну складається з декількох У, тобто у випадку коду триплетного розшифровується як УУУ. Пізніше поряд із гомополімерами були використані полірибонуклеотиди, що складалися з різних нуклеотидів. При цьому був відомий тільки склад полімерів, розташування ж нуклеотидів у них було статистичним, тому аналіз результатів був статистичним і давав непрямі висновки. Досить швидко вдалося знайти хоча б один триплет для всіх 20 амінокислот. З'ясувалося, що присутність органічних розчинників, зміна pH або температури деякі катіони і особливо антибіотики роблять код неоднозначним: ті ж кодони починають стимулювати включення інших амінокислот, в деяких випадках один кодон починав кодувати до чотирьох різних амінокислот. Стрептоміцин впливав на зчитування інформації як у безклітинних системах, так і in vivo, причому був ефективним лише на стрептоміцинчутливих штамах бактерій. У стрептоміцинзалежних штамів він «виправляв» зчитування з кодонів, що змінилися внаслідок мутації. Подібні результати давали підставу сумніватися у правильності розшифрування Р. до. за допомогою безклітинної системи; потрібно підтвердження, і в першу чергу даними in vivo.

Основні дані про Г. к. in vivo отримані при аналізі амінокислотного складу білків в організмів, оброблених мутагенами (див.) з відомим механізмом дії, напр, азотистої до-тої, яка викликає в молекулі ДНК заміну Ц на У і А на р. Корисну інформаціюдають також аналіз мутацій, викликаних неспецифічними мутагенами, порівняння відмінностей у первинній структурі споріднених білків у різних видів, кореляція між складом ДНК та білків тощо.

Розшифровка Г. к. на підставі даних in vivo та in vitro дала збігаються результати. Пізніше були розроблені три інші методи розшифрування коду в безклітинних системах: зв'язування аміноацил-тРНК (тобто тРНК з приєднаною активованою амінокислотою) тринуклеотидами відомого складу (М. Ніренберг та співавт., 1965), зв'язування аміноац триплета (Маттеї з співавт., 1966), і використання як іРНК полімерів, в яких відомий не тільки склад, але й порядок нуклеотидів (X. Корану та співавт., 1965). Усі три методи доповнюють один одного, а результати перебувають у відповідності з даними, отриманими у дослідах in vivo.

У 70-х роках. 20 ст. з'явилися методи особливо надійної перевірки результатів розшифрування Р. до. Відомо, що мутації, що виникають під дією профлавіну, полягають у випаданні або вставці окремих нуклеотидів, що призводить до зсуву рамки зчитування. У фага Т4 був викликаний профлавін ряд мутацій, при яких змінився склад лізоциму. Цей склад був проаналізований і зіставлений з тими кодонами, які мали вийти при зсуві рамки зчитування. Вийшла повна відповідність. Додатково цей метод дозволив встановити, які саме триплет виродженого коду кодують кожну з амінокислот. У 1970 р. Адамсу (J. М. Adams) зі співробітниками вдалося провести часткове розшифрування Г. до. прямим методом: у фага R17 визначили послідовність підстав у фрагменті довжиною 57 нуклеотидів і порівняли з амінокислотною послідовністю білка його оболонки. Результати повністю збіглися з менш прямими методами. Т. о., код розшифрований повністю і правильно.

Результати розшифрування зведені до таблиці. У ній вказано склад кодонів та РНК. Склад антикодонів тРНК комплементарний кодонам іРНК, тобто замість У в них знаходиться А, замість А - У, замість Ц - Г і замість Г - Ц, і відповідає кодонам структурного гена (той нитки ДНК, з якої зчитується інформація) з тією лише різницею, що місце тиміну займає урацил. З 64 триплетів, які можуть бути утворені поєднанням 4 нуклеотидів, 61 має «сенс», т. Е. Кодує амінокислоти, а 3 є «нонсенсами» (позбавленими сенсу). Між складом триплетів та його змістом є досить чітка залежність, к-рая було виявлено ще за аналізі загальних властивостей коду. У ряді випадків триплети, що кодують певну амінокислоту (напр., пролін, аланін), характеризуються тим, що два перші нуклеотиди (облігатні) у них однакові, а третій (факультативний) може бути будь-яким. В інших випадках (при кодуванні, напр., аспарагіну, глутаміну) один і той же сенс мають два подібні триплети, у яких збігаються два перші нуклеотиди, а на місці третього стоїть будь-який пурин або будь-який піримідин.

Нонсенс-кодони, 2 з яких мають спеціальні назви, що відповідають позначенню фагових мутантів (УАА-охра, УАГ-амбер, УГА-опал), хоча і не кодують будь-яких амінокислот, але мають велике значенняпри зчитуванні інформації кодуючи кінець поліпептидного ланцюга.

Зчитування інформації відбувається у напрямку від 5 1 -> 3 1 - до кінця нуклеотидного ланцюга (див. Дезоксирибонуклеїнові кислоти). При цьому синтез білка йде від амінокислоти з вільною аміногрупою до амінокислоти з вільною карбоксильною групою. Початок синтезу кодується триплетами АУГ та ГУГ, які в цьому випадку включають специфічну стартову аміноацил-тРНК, а саме N-формілметіоніл-тРНК. Ці триплети при локалізації всередині ланцюга кодують відповідно метіонін і валін. Неоднозначність знімається тим, що початку зчитування передує нонсенс. Є дані, що говорять на користь того, що межа між ділянками іРНК, що кодують різні білки, складається з більш ніж двох триплетів і що в цих місцях змінюється вторинна структура РНК; це питання перебуває у стадії дослідження. Якщо нонсенс-кодон виникає всередині структурного гена, то відповідний білок будується лише до розташування цього кодону.

Відкриття та розшифрування генетичного коду - видатне досягнення молекулярної біології- Вплинуло на всі біол, науки, поклавши в ряді випадків початок розвитку спеціальних великих розділів (див. Молекулярна генетика). Ефект відкриття Г. до. і пов'язаних з ним досліджень порівнюють з тим ефектом, який справила на біол, теорія науки Дарвіна.

Універсальність Р. до. є прямим доказом універсальності основних молекулярних механізмів життя у всіх представників. органічного світу. Тим більше що великі розбіжності у функціях генетичного апарату та її будову під час переходу від прокаріотів до еукаріотів і зажадав від одноклітинних до багатоклітинним, мабуть, пов'язані і з молекулярними відмінностями, дослідження яких - одне із завдань майбутнього. Оскільки дослідження Г. к. - справа лише останніх роківзначення отриманих результатів для практичної медицининосить лише Непрямий характер, дозволяючи поки що зрозуміти природу захворювань, механізм дії збудників хвороб та лікарських речовин. Однак відкриття таких явищ, як трансформація, трансдукція, супресія, вказує на принципову можливість виправлення патологічно зміненої спадкової інформації або її корекції - так зв. генна інженерія (див.).

Таблиця. ГЕНЕТИЧНИЙ КІД

* Кодує кінець ланцюга.

** Кодує також початок ланцюга.

Бібліографія:Ічас М. Біологічний код, пров. з англ., М., 1971; Лучник Н.Б. Біофізика цитогенетичних уражень та генетичний код, Л., 1968; Молекулярна генетика, пров. з англ., за ред. А. Н. Білозерського, ч. 1, М., 1964; Нуклеїнові кислоти, пров. з англ., за ред. А. Н. Білозерського, М., 1965; Уотсон Дж. Д. Молекулярна біологія гена, пров. з англ., М., 1967; Фізіологічна генетика, за ред. М. Є. Лобашева С. Р., Інге-Вечтомова, Л., 1976, бібліогр.; Desoxyribonuc-leins&ure, Schlttssel des Lebens, hrsg. v„ E. Geissler, B., 1972; The genetic code, Gold Spr. Harb. Symp. quant. Biol., v. 31, 1966; W o e s e C. R. The genetic code, N. Y. a. o., 1967.

Міністерство освіти та науки Російської Федерації Федеральне агентствоза освітою

Державне освітній закладвищого професійної освіти"Алтайський державний технічний університетім. І.І. Повзунова"

Кафедра "Природознавства та системного аналізу"

Реферат на тему "Генетичний код"

1. Поняття генетичного коду

3. Генетична інформація

Список літератури

1. Поняття генетичного коду

Генетичний код - властива живим організмам єдина системазаписи спадкової інформації у молекулах нуклеїнових кислот у вигляді послідовності нуклеотидів. Кожен нуклеотид позначається великою літерою, з якої починається назва азотистої основи, що входить до його складу: - А(A) аденін; - Г(G) гуанін; - Ц(C) цитозин; - Т (T) тімін (в ДНК) або У (U) урацил (мРНК).

Реалізація генетичного коду в клітині відбувається у два етапи: транскрипцію та трансляцію.

Перший протікає в ядрі; він полягає у синтезі молекул і-РНК на відповідних ділянках ДНК. При цьому послідовність нуклеотидів ДНК переписується в нуклеотидну послідовність РНК. Другий етап протікає у цитоплазмі, на рибосомах; при цьому послідовність нуклеотидів і-РНК перетворюється на послідовність амінокислот у білку: цей етап протікає за участю транспортної РНК (т-РНК) та відповідних ферментів.

2. Властивості генетичного коду

1. Триплетність

Кожна амінокислота кодується послідовністю з трьох нуклеотидів.

Триплет або кодон - послідовність трьох нуклеотидів, що кодує одну амінокислоту.

Код може бути моноплетним, оскільки 4 (кількість різних нуклеотидів в ДНК) менше 20. Код може бути дуплетним, т.к. 16 (кількість поєднань і перестановок з 4-х нуклеотидів по 2) менше 20. Код може бути триплетним, т.к. 64 (число поєднань та перестановок з 4-х по 3) більше 20.

2. Виродженість.

Всі амінокислоти, за винятком метіоніну і триптофану, кодуються більш ніж одним триплетом: 2 амінокислоти по 1 триплету = 2 9 61 триплет кодує 20 амінокислот.

3. Наявність міжгенних розділових знаків.

Ген- це ділянка ДНК, що кодує один поліпептидний ланцюг або одну молекулу tРНК, rРНК або sРНК.

Гени tРНК, rРНК, sРНК білки не кодують.

В кінці кожного гена, що кодує поліпептид, знаходиться щонайменше один з 3-х термінуючих кодонів, або стоп-сигналів: UAA, UAG, UGA. Вони термінують трансляцію.

Умовно до розділових знаків відноситься і кодон AUG - перший після лідерної послідовності. Він виконує функцію великої літери. У цій позиції він кодує формілметіонін (у прокаріотів).

4. Однозначність.

Кожен триплет кодує лише одну амінокислоту чи є термінатором трансляції.

Виняток становить кодон AUG. У прокаріотів у першій позиції (заголовна літера) він кодує формилметіонін, а в будь-якій іншій - метіонін.

5. Компактність, або відсутність внутрішньогенних розділових знаків.

Усередині гена кожен нуклеотид входить до складу значущого кодону.

У 1961р. Сеймур Бензер і Френк Крик експериментально довели триплетність коду і його компактність.

Суть експерименту: "+" мутація – вставка одного нуклеотиду. "-" мутація - випадання одного нуклеотиду. Поодинока "+" або "-" мутація на початку гена псує весь ген. Подвійна "+" чи "-" мутація теж псує весь ген. Потрійна "+" або "-" мутація на початку гена псує лише його частину. Четверна "+" або "-" мутація знову псує весь ген.

Експеримент доводить, що код триплетен і всередині гена немає розділових знаків. Експеримент був проведений на двох поруч розташованих фагових генах і показав, крім того, наявність розділових знаків між генами.

3. Генетична інформація

Генетична інформація - програма властивостей організму, одержувана від предків і закладена у спадкових структурах як генетичного коду.

Передбачається, що становлення генетичної інформації йшло за схемою: геохімічні процеси – мінералоутворення – еволюційний каталіз (автокаталіз).

Можливо, що перші примітивні гени являли собою мікрокристалічні кристали глини, причому кожен новий шар глини вибудовується відповідно до особливостей будови попереднього, ніби отримуючи від нього інформацію про будову.

Реалізація генетичної інформації відбувається у процесі синтезу білкових молекул за допомогою трьох РНК: інформаційної (іРНК), транспортної (тРНК) та рибосомальної (рРНК). Процес передачі інформації йде: - каналом прямого зв'язку: ДНК - РНК - білок; і - каналом зворотнього зв'язку: середа - білок - ДНК.

Живі організми здатні отримувати, зберігати та передавати інформацію. Причому живим організмам притаманне прагнення отриману інформацію про себе та навколишній світ використовувати максимально ефективно. Спадкова інформація, закладена в генах і необхідна живому організму для існування, розвитку та розмноження, передається від кожного індивіда його нащадкам. Ця інформація визначає напрямок розвитку організму, і в процесі взаємодії його з навколишнім середовищем реакція на її індивіда може спотворюватися, забезпечуючи тим самим еволюцію розвитку нащадків. У процесі еволюції живого організму виникає та запам'ятовується Нова інформація, зокрема йому зростає цінність інформації.

У ході реалізації спадкової інформації певних умов зовнішнього середовищаформується фенотип організмів цього біологічного виду.

Генетична інформація визначає морфологічна будова, зростання, розвиток, обмін речовин, психічний склад, схильність до захворювань та генетичні вади організму.

Багато вчених, справедливо підкреслюючи роль інформації у становленні та еволюції живого, відзначали цю обставину як один із головних критеріїв життя. Так, В.І. Карагодін вважає: "Живе є така форма існування інформації та кодованих нею структур, яка забезпечує відтворення цієї інформації у відповідних умовах довкілля". Зв'язок з життям зазначає і О.А. Ляпунов: "Життя - це високовпорядкований стан речовини, що використовує для вироблення реакцій, що зберігаються, інформацію, що кодується станами окремих молекул". Відомий наш астрофізик Н.С. Кардашев також підкреслює інформаційну складову життя: "Життя виникає завдяки можливості синтезу особливого роду молекул, здатних запам'ятовувати і використовувати спочатку найпростішу інформацію про навколишнє середовище та власну структуру, яку вони використовують для самозбереження, для відтворення та , що для нас особливо важливо, отримання ще більшої кількостіінформації". На цю здатність живих організмів зберігати та передавати інформацію звертає увагу у своїй книзі "Фізика безсмертя" еколог Ф.Тіплер: "Я визначаю життя як якусь закодовану інформацію, яка зберігається природним відбором". Більше того, він вважає, якщо це так , то система життя - інформація є вічною, нескінченною та безсмертною.

Розкриття генетичного коду та встановлення закономірностей молекулярної біології показали необхідність поєднання сучасної генетики та дарвінівської теорії еволюції. Так народилася нова біологічна парадигма. синтетична теоріяеволюції (СТЕ), яку можна як уже некласичну біологію.

Основні ідеї еволюції Дарвіна з його тріадою - спадковістю, мінливістю, природним відбором - сучасному поданніеволюції живого світу доповнюються уявленнями непросто природного відбору, а такого відбору, який детермінований генетично. Початком розробки синтетичної або загальної еволюціївважатимуться роботи С.С. Четверикова з популяційної генетики, у яких було показано, що добору піддаються не окремі ознаки і особини, а генотип всієї популяції, але здійснюється через фенотипічні ознаки окремих особин. Це призводить до поширення корисних зміну всій популяції. Таким чином, механізм еволюції реалізується як через випадкові мутації на генетичному рівні, так і через успадкування найбільш цінних ознак (цінності інформації!), Які визначають адаптацію мутаційних ознак до навколишнього середовища, забезпечуючи найбільш життєздатне потомство.

Сезонні зміни клімату, різних природні або техногенні катастрофиз одного боку, призводять до зміни частоти повторюваності генів у популяціях і, як наслідок, до зниження спадкової мінливості. Цей процес іноді називають дрейфом генів. А з іншого - до змін концентрації різних мутацій та зменшення різноманітності генотипів, що містяться в популяції, що може призвести до змін спрямованості та інтенсивності дії відбору.

4. Розшифрування генетичного коду людини

У травні 2006 року вчені, які працюють над розшифровкою геному людини, опублікували повну генетичну карту хромосоми 1, яка була останньою з повністю секвенсованої хромосомою людини.

Попередня генетична карта людини була опублікована у 2003 році, що ознаменувало формальне завершення проекту Human Genome. У його рамках було секвенсовано фрагменти геному, що містять 99% генів людини. Точність ідентифікації генів становила 99,99%. Однак на момент завершення проекту повністю секвенсовано було лише чотири з 24 хромосом. Справа в тому, що крім генів хромосоми містять фрагменти, що не кодують жодних ознак і не беруть участь у синтезі білків. Роль, які ці фрагменти грають у житті організму поки що залишається невідомою, але дедалі більше дослідників схиляються до думки, що й вивчення вимагає найпильнішої уваги.

У будь-якій клітині та організмі всі особливості анатомічного, морфологічного та функціонального характеру визначаються структурою білків, які входять до них. Спадковою властивістюорганізму є здатність до синтезу певних білків. В амінокислоти розташовані в поліпептидному ланцюжку, від якого залежать біологічні ознаки.
Для кожної клітини характерна своя послідовність нуклеотидів у полінуклеотидному ланцюзі ДНК. Це генетичний код ДНК. За допомогою його записується інформація про синтез тих чи інших білків. Про те, що таке генетичний код, про його властивості та генетичну інформацію розповідається в цій статті.

Трохи історії

Ідея про те, що, можливо, генетичний код існує, була сформульована Дж.Гамовим та А.Дауном у середині двадцятого століття. Вони описали, що послідовність нуклеотидів, що відповідає за синтез певної амінокислоти, містить щонайменше три ланки. Пізніше довели точна кількістьіз трьох нуклеотидів (це одиниця генетичного коду), яке назвали триплет або кодон. Усього нуклеотидів налічується шістдесят чотири, тому що молекули кислот, де відбувається або РНК, складається із залишків чотирьох різних нуклеотидів.

Що таке генетичний код

Спосіб кодування послідовності білків амінокислот завдяки послідовності нуклеотидів характерний для всіх живих клітин та організмів. Ось що таке генетичний код.
У ДНК є чотири нуклеотиди:

• аденін - А;
• гуанін – Г;
• цитозин – Ц;
• тімін - Т.

Вони позначаються великими літерамилатинськими або (у російськомовній літературі) російськими.
У РНК також присутні чотири нуклеотиди, однак один із них відрізняється від ДНК:

• аденін - А;
• гуанін – Г;
• цитозин – Ц;
• урацил - У.

Всі нуклеотиди вишиковуються в ланцюжки, причому в ДНК виходить подвійна спіраль, а РНК - одинарна.
Білки будуються на двадцяти амінокислотах, де вони, розташовані у певній послідовності, визначають його біологічні властивості.

Властивості генетичного коду

Триплетність. Одиниця генетичного коду складається з трьох букв, він триплетен. Це означає, що двадцять існуючих амінокислот зашифровано трьома певними нуклеотидами, які називаються кодон або трилпет. Існують шістдесят чотири комбінації, які можна створити із чотирьох нуклеотидів. Цієї кількості більш ніж достатньо для того, щоб закодувати двадцять амінокислот.
Виродженість. Кожна амінокислота відповідає більш ніж одному кодону, за винятком метіоніну та триптофану.
Однозначність. Один кодон шифрує одну амінокислоту. Наприклад, у гені здорової людини з інформацією про бета-мету гемоглобіну триплет ГАГ і ГАА кодує А у всіх, хто хворий на серповидноклітинну анемію, один нуклеотид замінений.
Колінеарність. Послідовність амінокислот завжди відповідає послідовності нуклеотидів, яку містить ген.
Генетичний код безперервний і компактний, що означає те, що він не має «розділових знаків». Тобто, починаючись на певному кодоні, відбувається безперервне зчитування. Наприклад, АУГГУГЦУУААУГУГ зчитуватиметься як: АУГ, ГУГ, ЦУУ, ААУ, ГУГ. Але ніяк не АУГ, УГГ і так далі чи ще якось інакше.
Універсальність. Він єдиний абсолютно для всіх земних організмів, від людей до риб, грибів та бактерій.

Таблиця

У представленій таблиці присутні в повному обсязі наявні амінокислоти. Гідроксипролін, гідроксилізин, фосфосерин, йодових тирозину, цистин та деякі інші відсутні, оскільки вони є похідними інших амінокислот, що кодуються м-РНК і утворюються після модифікації білків в результаті трансляції.
Зі властивостей генетичного коду відомо, що один кодон здатний кодувати одну амінокислоту. Винятком є ​​виконуючий додаткові функціїта кодуючий валін та метіонін, генетичний код. ІРНК, перебуваючи на початку з кодоном, приєднує т-РНК, яка несе формілметіон. Після завершення синтезу він відщеплюється сам і захоплює у себе формальний залишок, перетворюючись на залишок метионина. Так, вищезазначені кодони є ініціаторами синтезу ланцюга поліпептидів. Якщо ж вони не на початку, то нічим не відрізняються від інших.

Генетична інформація

Під цим поняттям мається на увазі програма властивостей, що передається від предків. Вона закладена у спадковості як генетичний код.
Реалізується при синтезі білка генетичний код:

• інформаційної та-РНК;
• рибосомальний р-РНК.

Інформація передається прямим зв'язком (ДНК-РНК-білок) та зворотним (середовище-білок-ДНК).
Організми можуть отримувати, зберігати, передавати її та використовувати при цьому найбільш ефективно.
Передаючись у спадок, інформація визначає розвиток тієї чи іншої організму. Але через взаємодію Космосу з реакція останнього спотворюється, завдяки чому і відбувається еволюція та розвиток. Таким чином, в організм закладається нова інформація.

Розшифрування коду у людини

У дев'яностих роках було розпочато проект Human Genome, внаслідок чого у двохтисячних було відкрито фрагменти геному, що містять 99,99% генів людини. Невідомими залишилися фрагменти, які беруть участь у синтезі білків і кодуються. Їхня роль поки залишається невідомою.

Остання відкрита у 2006 році хромосома 1 є найдовшою у геномі. Понад триста п'ятдесят захворювань, у тому числі рак, з'являються в результаті порушень і мутацій в ній.

Роль таких досліджень важко переоцінити. Коли відкрили, що таке генетичний код, стало відомо, за якими закономірностями відбувається розвиток, як формується морфологічна будова, психіка, схильність до тих чи інших захворювань, обмін речовин та вади індивідів.

Ген- структурна та функціональна одиниця спадковості, що контролює розвиток певної ознаки чи властивості. Сукупність генів батьки передають нащадкам під час розмноження. Великий внесок у вивчення гена зробили російські вчені: Симашкевич Є.А., Гаврилова Ю.А., Богомазов О.В. (2011 рік)

В даний час в молекулярній біології встановлено, що гени - це ділянки ДНК, що несуть якусь цілісну інформацію - про будову однієї молекули білка або однієї молекули РНК. Ці та інші функціональні молекули визначають розвиток, зростання та функціонування організму.

У той же час кожен ген характеризується рядом специфічних регуляторних послідовностей ДНК, таких як промотори, які беруть безпосередню участь у регулюванні прояву гена. Регуляторні послідовності можуть знаходитися як у безпосередній близькості від відкритої рамки зчитування, що кодує білок, або початку послідовності РНК, як у випадку з промоторами (так звані cis cis-регуляторні елементи), так і на відстані багатьох мільйонів пар основ (нуклеотидів), як у випадку з енхансерами, інсуляторами та супресорами (іноді класифікуються як trans-Регуляторні елементи, англ. trans-regulatory elements). Таким чином, поняття гена не обмежене тільки кодуючим ділянкою ДНК, а являє собою ширшу концепцію, що включає і регуляторні послідовності.

Спочатку термін генвиник як теоретична одиниця передачі дискретної спадкової інформації. Історія біології пам'ятає суперечки у тому, які молекули можуть бути носіями спадкової інформації. Більшість дослідників вважали, що такими носіями можуть бути тільки білки, тому що їх будова (20 амінокислот) дозволяє створити більше варіантів, ніж будова ДНК, яка складена з усього чотирьох видівнуклеотидів. Пізніше було експериментально доведено, що саме ДНК включає спадкову інформацію, що було виражено у вигляді центральної догми молекулярної біології.

Гени можуть піддаватися мутаціям - випадковим або цілеспрямованим змінам послідовності нуклеотидів у ланцюзі ДНК. Мутації можуть призводити до зміни послідовності, а отже зміни біологічних характеристикбілка чи РНК, які, своєю чергою, можуть мати результатом загальне чи локальне змінене чи анормальне функціонування організму. Такі мутації у ряді випадків є патогенними, тому що їх результатом є захворювання, або летальними на ембріональному рівні. Однак, далеко не всі зміни послідовності нуклеотидів призводять до зміни структури білка (завдяки ефекту виродженості генетичного коду) або істотної зміни послідовності і не є патогенними. Зокрема, геном людини характеризується однонуклеотидними поліморфізмами та варіаціями числа копій (англ. copy number variations), такими як делеції та дуплікації, які становлять близько 1% усієї нуклеотидної послідовності людини. Однонуклеотидні поліморфізми, зокрема, визначають різні алелі одного гена.

Мономери, що становлять кожну з ланцюгів ДНК, є складними. органічні сполуки, що включають азотисті підстави: аденін(А) або тимін(Т) або цитозин(Ц) або гуанін(Г), п'ятиатомний цукор-пентозу-дезоксирибозу, на ім'я якої і отримала назву сама ДНК, а також залишок фосфорної кислоти. Ці сполуки звуться нуклеотидів.

Властивості гена

1. дискретність – незмішуваність генів;
2. стабільність – здатність зберігати структуру;
3. лабільність – здатність багаторазово мутувати;
4. множинний алелізм - багато генів існують у популяції у множині молекулярних форм;
5. алельність - у генотипі диплоїдних організмів лише дві форми гена;
6. специфічність – кожен ген кодує свою ознаку;
7. плейотропія – множинний ефект гена;
8. експресивність – ступінь виразності гена в ознаці;
9. пенетрантність – частота прояву гена у фенотипі;
10. ампліфікація – збільшення кількості копій гена.

Класифікація

1. Структурні гени - унікальні компоненти геному, що становлять єдину послідовність, що кодує певний білок або деякі види РНК. (Див. також статтю гени домашнього господарства).
2. Функціональні гени – регулюють роботу структурних генів.

Генетичний код- властивий для всіх живих організмів спосіб кодування амінокислотної послідовності білків за допомогою послідовності нуклеотидів.

У ДНК використовується чотири нуклеотиди - аденін (А), гуанін (G), цитозин (С), тимін (T), які в російськомовній літературі позначаються літерами А, Г, Ц та Т. Ці літери становлять алфавіт генетичного коду. У РНК використовуються самі нуклеотиди, крім тіміну, який замінений схожим нуклеотидом - урацилом, який позначається буквою U (У російськомовної літературі). У молекулах ДНК та РНК нуклеотиди вишиковуються в ланцюжки і, таким чином, виходять послідовності генетичних літер.

Генетичний код

Для побудови білків у природі використовується 20 різних амінокислот. Кожен білок є ланцюжком або кілька ланцюжків амінокислот в строго певної послідовності. Ця послідовність визначає будову білка, отже всі його біологічні властивості. Набір амінокислот також універсальний майже всім живих організмів.

Реалізація генетичної інформації в живих клітинах (тобто синтез білка, що кодується геном) здійснюється за допомогою двох матричних процесів: транскрипції (тобто синтезу мРНК на матриці ДНК) та трансляції генетичного коду в амінокислотну послідовність (синтез поліпептидного ланцюга на мРНК). Для кодування 20 амінокислот, а також сигналу стоп, що означає кінець білкової послідовності, достатньо трьох послідовних нуклеотидів. Набір із трьох нуклеотидів називається триплетом. Прийняті скорочення, що відповідають амінокислотам та кодонам, зображені на малюнку.

Властивості

1. Триплетність - значущою одиницеюкодом є поєднання трьох нуклеотидів (триплет, або кодон).
2. Безперервність- між триплетами немає розділових знаків, тобто інформація зчитується безперервно.
3. Неперекриваність- один і той же нуклеотид не може входити одночасно до складу двох або більше триплетів (не дотримується для деяких генів, що перекриваються, вірусів, мітохондрій і бактерій, які кодують кілька білків, що зчитуються зі зсувом рамки).
4. Однозначність (специфічність)- певний кодон відповідає тільки одній амінокислоті (проте, кодон UGA у Euplotes crassusкодує дві амінокислоти - цистеїн та селеноцистеїн)
5. Виродженість (надмірність)- одній і тій амінокислоті може відповідати кілька кодонів.
6. Універсальність- генетичний код працює однаково в організмах різного рівняскладності - від вірусів до людини (на цьому ґрунтуються методи генної інженерії; є ряд винятків, показаний у таблиці розділу Варіації стандартного генетичного коду нижче).
7. Перешкодостійкість- мутації замін нуклеотидів, що не призводять до зміни класу амінокислоти, що кодується, називають консервативними; мутації замін нуклеотидів, що призводять до зміни класу амінокислоти, що кодується, називають радикальними.

Біосинтез білка та його етапи

Біосинтез білка- складний багатостадійний процес синтезу поліпептидного ланцюга з амінокислотних залишків, що відбувається на рибосомах клітин живих організмів за участю молекул мРНК та тРНК.

Біосинтез білка можна розділити на стадії транскрипції, процесингу та трансляції. Під час транскрипції відбувається зчитування генетичної інформації, зашифрованої в молекулах ДНК, і запис цієї інформації молекули мРНК. У ході низки послідовних стадій процесингу з мРНК видаляються деякі фрагменти, непотрібні на наступних стадіях, і відбувається редагування нуклеотидних послідовностей. Після транспортування коду з ядра до рибосом відбувається власне синтез білкових молекул, шляхом приєднання окремих амінокислотних залишків до зростаючого поліпептидного ланцюга.

Між транскрипцією та трансляцією молекула мРНК зазнає ряду послідовних змін, які забезпечують дозрівання функціонуючої матриці для синтезу поліпептидного ланцюжка. До 5-кінця приєднується кеп, а до 3-кінця полі-А хвіст, який збільшує тривалість життя мРНК. З появою процесингу в еукаріотичній клітині стало можливим комбінування екзонів гена для отримання більшого розмаїття білків, що кодується єдиною послідовністю нуклеотидів ДНК, - альтернативний сплайсинг.

Трансляція полягає у синтезі поліпептидного ланцюга відповідно до інформації, закодованої в матричній РНК. Амінокислотна послідовність вибудовується за допомогою транспортнихРНК (тРНК), які утворюють з амінокислотами комплекси – аміноацил-тРНК. Кожній амінокислоті відповідає своя тРНК, що має відповідний антикодон, «відповідний» до кодону мРНК. Під час трансляції рибосома рухається вздовж мРНК, при цьому нарощується поліпептидний ланцюг. Енергією біосинтез білка забезпечується рахунок АТФ.

Готова білкова молекула потім відщеплюється від рибосоми і транспортується в потрібне місцеклітини. Для досягнення свого активного станудеякі білки потребують додаткової посттрансляційної модифікації.

Екологія життя. Психологія: У всі часи людей цікавило їхнє майбутнє, тому вони часто зверталися до ворожок та віщунів. Впливові люди, які мають владу, особливо турбувалися про те, що їм приготувала доля, тому могли тримати при собі особистих пророків. У давніші часи, наприклад, у греків, навіть самі боги залежали від долі і підкорялися богиням доль.

У всі часи людей цікавило їхнє майбутнє, тому вони часто зверталися до ворожок і віщунів. Впливові люди, які мають владу, особливо турбувалися про те, що їм приготувала доля, тому могли тримати при собі особистих пророків. У давніші часи, наприклад, у греків, навіть самі боги залежали від долі і підкорялися богиням доль. У сучасний часдолею займається вже наука та вчені, існує багато цікавих відкриттів, які допомагають нам зрозуміти свою сутність та майбутнє.

Наука з'ясувала, що справді, є певний сценарій долі, що ґрунтується на генетичному коді людини, від якого залежить який у нього буде темперамент, і якими він матиме здібності.

Генетичний код формується нашими батьками і містить у собі якості та можливості. Але їх наявність не завжди означає їх втілення – вони можуть отримати розвиток при сприятливих умовабо ж не розвинутися зовсім.

Здібності реалізуються в максимальній кількостіу психологічно здорових людей, які постійно намагаються розвиватися духовно та фізично. Вони завжди навчаються та досягають нових етапів розвитку. Люди, які страждають на різні невротичними розладами, Знаходять безліч відмовок і причин, чому у них не виходить досягати успіхів, звинувачують у цьому долю і життя.

Якщо темперамент – це фізіологічна характеристикаі залежить від генного набору, то характер формується у процесі виховання, за допомогою та безпосередньої участі батьків. Поки дитина ще несамостійна, у її житті велику роль грають мама і тато і те, як вони поводяться. Виховання грає дуже важливу роль, воно як скульптор – створює з основи вже готовий твір.

Двоє дітей, виховані в одній сім'ї, будуть відрізнятися за характером і поведінкою, адже у них різний генетичний код і темперамент, тому брати і сестри можуть бути зовсім не схожі. Характер - це система стійких, практично постійних індивідуальних властивостей особистості, які відображають її ставлення та поведінку щодо себе, людей та праці. Характер має кілька основних якостей - цілісність, активність, твердість, стійкість і пластичність.

Кількісні параметри

Цілісність– це відсутність протиріч у ставленні до людей, собі, навколишнього світу та праці. Цілісність виявляється у балансі, у сукупності всіх чорт і інтересів особистості, у поєднанні відносин до різним сторонамжиття. Я вважаю, що більшість характерів цілісні, у тому сенсі, що зовнішня поведінка людини відображає її внутрішню системувідносин.

Це означає, що й людина веде себе двулично, те й усередині вона має різкі протиріччя свого змісту. Так жінки часто невдало вибирають собі партнерів, будучи психологічно непідготовленими і не знаючими, що означають компліменти та освідчення їх обранців.

Необхідно уважно слухати та зважувати кожне слово. Якщо людина каже дівчині, що красивішої за неї нікого немає, що вона добріша і найкраща – значить, перед вами бабій. Йому є з ким порівняти, і він так може захопитися незабаром інший, і кожна чергова буде також найкрасивішою.

Якщо молодий чоловік запевняє, що не бачить сенсу життя без коханої, що без нього він виявиться втраченим і зовсім пропаде, то швидше за все - це алкоголік або той, хто в майбутньому їм обов'язково стане. Вкрай важливо знати ці поведінкові моменти, чим ширше у вас буде кругозір, тим менша ймовірність появи нещасних особистих історій у вашому житті.

Активністьвиявляється у здатності протидіяти несприятливим обставинам та кількості тієї енергії, яка йде на боротьбу з перешкодами. Залежно від активності, характери бувають сильні та слабкі. Сила характеру залежить від соціогену – особистісного комплексу. Людина з слабким характеромтакож може виконати вимоги, які диктуються соціогеном, тому що реалізація активності визначається характером. І якщо напрямок активності поєднується з долею, то людині вистачить енергії.

Твердістьпроявляється у невідступності та завзятості людини в процесі досягнення мети та відстоювання своєї думки. Іноді зайва твердість характеру може стати впертістю. Стійкість визначає незмінність нашого характеру, незважаючи на мінливість світу, подій та нашого становища в соціумі. Характер є досить стабільною характеристикою, тому змінити його дуже важко. Особи, що володіють нестійким характером, швидше за все загалом мають багато психологічних проблем, і з головних – нестабільність.

Пластичність- вміння підлаштовуватися під світ, що змінився, вміння змінюватися і пристосовуватися до зовсім незвічної реальності, в стресових ситуаціях. Якщо навіть за корінних змін характер незмінний, це говорить про його ригідність.

Кількісні параметри

Знаменитий психотерапевт Берн, враховуючи величезну різноманітність якостей характеру, виділив три основні параметри, за якими можна визначати характер: відносини із собою – це «Я», відносини з близькими – це «Ви», відносини з усіма людьми загалом – це «Вони» .

Берн припустив, що ці якості, закладені в людину батьками в дитинстві, можуть мати як позитивне забарвлення, так і негативне, і визначають у майбутньому його поведінку та життєвий шлях, названий ним "сценарієм". Найчастіше люди не розуміють, чому з ними відбуваються такі події, і не пов'язують їх зі своїм дитинством. У систему Берна я додав четвертий параметр - "Праця".

Якщо дитинство у людини пройшло благополучно, і він отримав добре виховання, то всі параметри будуть позитивні, зі знаком "плюс". Але якщо у вихованні батьки припустилися помилок, то відповідно, деякі або всі параметри знаходять знак "мінус", при цьому може сформуватися комплекс – соціоген, який сильно впливатиме на поведінку та долю людини.

Індивід є гармонійною та здоровою особистістю при параметрі "Я" з "+". Це означає, що у нього правильне виховання, він адекватно оцінює себе та усвідомлює успішним. Не слід плутати позицію із самооцінкою. Позиція практично не усвідомлюється людиною та формується під впливом батьків у дитинстві, її спрямованість досить складно змінити.

Самооцінка може залежати від ситуації. Якщо в людини занадто високі вимогидо себе і до подій, тобто самооцінка - низька. Ніякі успіхи та удачі не задовольнять людину, вона весь час хотітиме ще краще, завжди бачитиме недоліки та мінуси.

При позиції «Ви» з «+»відносини з близькими та оточуючими людьми благополучні, дружні, і приносять радість. Людина завжди готова допомогти своїм близьким, підтримати, вона вважає їх успішними людьми. Якщо переважає "-" у параметрі "Ви", це означає настрій у людини спочатку ворожий і конфліктний щодо близьких людей. Часто такі особи відрізняються колючим гумором, критичністю щодо всього і всіх, прискіпливістю та невдоволенням. Щоб збудувати стосунки з такими людьми, доводиться їм постійно поступатися.

При спілкуванні вони частіше обирають роль Переслідувача, але бувають і рятівники. У такому амплуа ховається не видно на перший погляд агресія. Наприклад, це керівники, які беруть на себе всі важливі питанняі складні завданнятим самим гальмують зростання своїх колег.

Коли параметр «Вони» має значення «+»- людина любить спілкуватися з людьми, знайомитися та заводити нових друзів. У людях він бачить багато позитивного, цікавого та гідного. Якщо параметр "Вони" з "-", то людина спочатку помічає в людях недоліки, і тільки потім їх переваги. Сам при цьому вкрай сором'язливий, складний у спілкуванні та неохоче йде на контакт і заводить нові знайомства.

Коли "Праця" у індивіда в "+", то він насолоджується процесом роботи, воліє вирішувати складні завдання для саморозвитку та професійного зростання, йому приносить задоволення знаходити творчі рішенняпитань. Матеріальна складова для нього не така важлива, але він досягає високих показниківта успіхів.

Якщо «Праця» має знак «-», то людина має чітку спрямованість на матеріальну вигоду. Гроші, а не розвиток його хвилюють насамперед у будь-якій роботі. Тому він постійно женеться за великими сумами та найкращим життям, в гонитві забуваючи жити тут і зараз.

Якщо в одному з параметрів є «-», то позитивне значенняінших подвійно посилюється, наприклад, якщо "Ви" з "-", то позитивне значення "Я" може надто гіпертрофуватися.

Тепер нам ясно, що особистість може бути гармонійною, здоровою та благополучною лише з усіма позитивними значеннями.Тільки така людина буде правильно і адекватно сприймати себе, свої перемоги та поразки, своїх близьких та їхні недоліки та плюси. Успішно контактуватиме з людьми, розширюватиме коло знайомств, процвітатиме в роботі та улюбленій справі, переживатиме життєві потрясіння з мудрістю та спокоєм.

Це Вам буде цікаво:

Такі люди є і їх чимало. І, щоб таких особистостей ставало дедалі більше, молодим батькам варто ростити своїх дітей уважніше, не заважаючи їм розвиватися та пізнавати світ. Підтримувати, але не заважати, не диктувати свої правила та не ламати психіку дітей.

Адже дереву ніхто не заважає рости, і воно виростає міцним і здоровим, так і дітям – потрібно лише трохи допомагати, але не намагатися нав'язувати свій життєвий план. Дитина сама знає, що вона хоче і що їй цікаво, і найкраще не втручатися у її вибір, адже це її доля.опубліковано