Genetik Kodun Karakteristik ve İstisnaları - Tartışıldı!

Genetik Kodun Özellikleri ve İstisnaları!

Genler ve polipeptitlerin veya enzimlerin sentezi arasında yakın bir bağlantı vardır. Genler, belirli bir şekilde düzenlenmiş nükleotidlerden oluşur. Modern terminolojide bir gen, bir DNA sistronuna karşılık gelir. Bir sistron, çok sayıda nükleotidden oluşur.

Nükleotidlerin veya bunların azot bazlarının düzenlenmesi, bunlara amino asitlerin dahil edilmesini etkileyen proteinlerin sentezi ile bağlanır. Bir polipeptiddeki amino asit dizisi ile DNA veya mRNA'nın nükleotid dizisi arasındaki ilişkiye genetik kod denir.

DNA, amino asitlerin sayısı 20 iken, yalnızca dört tip azot bazı veya nükleotit ihtiva eder, bu nedenle, üçlü kodun (bir amino asit için üç bitişik bazdan oluşan) aktif olduğu varsayılmıştır. Üçlü genetik kodun deşifre edilmesine yardımcı olan farklı araştırmalar aşağıdaki gibidir.

1. Crick ve arkadaşları (1961) T4 bakteriyofaj DNA'sındaki bir veya iki baz çiftinin silinmesinin veya eklenmesinin normal DNA işlevini bozduğunu gözlemledi. Bununla birlikte, üç baz çifti eklendiğinde veya silindiğinde rahatsızlık minimumdu.

2. Nirenberg ve Mathaei (1961), tek bir kodun (bir azot baz tarafından belirtilen bir amino asit) sadece 4 asit (4 ¹ ), üçlü kodun yalnızca 16 (4 ² ), çiftli kodun ise 64 (64) olarak belirtilebileceğini savundu. amino asitler (4 ³ ). 20 amino asit olduğu için üçlü bir kod (bir amino asit için üç azot bazı) kullanılabilir.

3. Nirenberg (1961), dört nükleotid UUUUUU… (Polyuridylic asit), CCCCCC… (polisitidilik asit), AAAAAAA… (poliadenilik asit) ve GGGGGGGGGG… (polyguanilik asit) polimerlerini hazırladı. Poli-U'nun, polifenilalan, poliprolinin poli-C oluşumunu uyardığını, poli-A ise polilisin oluşturmaya yardımcı olduğunu gözlemledi. Bununla birlikte, poly-G işlev görmedi (çeviri işleminde çalışmayan üç iplikli bir yapı oluşturdu). Daha sonra GGG'nin amino asit glisini kodladığı bulundu.

Tablo. MRNA kodonlarının Amino Asitlere atanması.

4. Khorana (1964), UGUGUGUGUG gibi nükleotidlerin kopolimerlerini sentezledi ve sistein-valin-sistein ile alternatif olarak benzer amino asitlere sahip olan polipeptitlerin oluşumunu uyardıklarını gözlemledi. Bu, yalnızca üç bitişik nükleotit, bir amino asit (örn. UGU) ve diğer üç ikinci amino asit (egGUG) belirtirse mümkündür.

GUG UĞU GUG UĞU

Val - Cys - Val - Cys - Val

Üçlü kodonlar, (i) amino asit değiştirme çalışmaları (ii) çerçeve kaydırma mutasyonları yoluyla in vivo kodon ataması ile doğrulandı.

6. Yavaş yavaş tüm kodonlar çözüldü, bazı amino asitler birden fazla kodon tarafından belirtildi. DNA ve mRNA kod dilleri tamamlayıcıdır. Bu nedenle fenilalanin için iki kodon, mRNA durumunda UUU ve UUC iken, DNA için AAA ve A AG'dir.

Özellikleri:

1. Üçlü Kod:

Üç komşu azot bazı, bir amino asidin bir polipeptide yerleştirilmesini belirten bir kodonu oluşturur.

2. Start Sinyali:

Polipeptit sentezi, iki başlatma kodonu ile işaret edilir - AUG veya metiyonin kodonu ve GUG veya valin kodonu.

3. Durdurma Sinyali:

Polipeptid zincir sonlandırması, üç sonlandırma kodonu UAA (koyu sarı), UAG (amber) ve UGA (opal) ile bildirilir. Herhangi bir amino asit belirtmezler ve bu nedenle saçma kodonlar olarak da adlandırılırlar.

4. Evrensel Kod:

Genetik kod, evrensel olarak uygulanabilir, yani bir kodon, bir virüsten bir ağaç veya insana aynı amino asidi belirtir. Böylece Escherichia coli'de tanıtılan civciv yumurtalarından mRNA, civcivlerde oluşturulana benzer şekilde bakteri içinde ovalbümen üretir.

5. Belirsiz Kodonlar:

Bir kodon, yalnızca bir amino asidi belirtir ve diğerlerini tanımlamaz.

6. İlgili Kodonlar:

Benzer özelliklere sahip olan amino asitler ilişkili kodonlara sahiptir, örneğin aromatik amino asitler triptofan (UGG), fenilalanin (UUC, UUU), tirozin (UAC, UAU).

7. Commaless:

Genetik kod süreklidir ve üçüzlerden sonra duraklamalara sahip değildir. Bir nükleotit silinir veya eklenirse, genetik kodun tamamı farklı şekilde okunur. Dolayısıyla, 50 amino aside sahip olan bir polipeptit, 150 nükleotitlik bir doğrusal sekans ile belirtilecektir. Bu sekansın ortasına bir nükleotit eklenir veya silinirse, polipeptidin ilk 25 amino asidi aynı olacaktır, ancak sonraki 25 amino asidi oldukça farklı olacaktır.

8. Örtüşmeyen Kod:

Bir azot bazı, sadece bir kodonun bir bileşenidir.

9. Kod Drenajı:

64 üçlü kodon ve yalnızca 20 amino asit bulunduğundan, bazı amino asitlerin dahil edilmesinin birden fazla kodon tarafından etkilenmesi gerekir. Yalnızca triptofan (UGG) ve metiyonin (AUG), tek kodonlar tarafından belirtilir.

Diğer tüm amino asitler 2-6 kodon tarafından belirtilir. İkincisi dejenere kodonlar denir. Dejenere kodonlarda, ilk iki azot bazı, üçüncüsü farklı iken benzerdir. Üçüncü azot bazının kodlama üzerinde bir etkisi olmadığından, buna yalpalama pozisyonu denir.

10. Colinearity:

Hem polipeptit hem de DNA veya mRNA, bileşenlerinin doğrusal bir düzenlemesine sahiptir. Ayrıca, DNA veya mRNA'daki üçlü nükleotid bazların dizisi, birincisinin rehberliğinde üretilen polipeptiddeki amino asit dizisine karşılık gelir. Kodon dizisindeki değişim aynı zamanda polipeptidin amino asit dizisinde de benzer bir değişiklik meydana getirir.

11. Cistron-Polipeptit Paritesi:

DNA'nın cistron (= gen) adı verilen kısmı, belirli bir polipeptidin oluşumunu belirtir. Bu, genetik sistemin organizmalarda bulunan polipeptit tipleri kadar çok sayıda sistrona (= gen) sahip olması gerektiği anlamına gelir.

İstisnalar:

1. Farklı Kodonlar:

Paramecium'da ve diğer bazı siliyerlerde sonlandırma, UAA ve UGA'nın glutamin kodunu kodlar.

2. Örtüşen Genler:

ф xl74, 6000'den fazla baz gerektiren 10 proteini kodlayan 5375 nükleotite sahiptir. E, B ve K genlerinin üçü diğer genlerle örtüşüyor. E geninin başlangıcındaki nükleotit sekansı, D geninin içinde bulunur. Aynı şekilde, K geni de A ve CA benzer durumlarıyla örtüşür, SV-40'ta bulunur.

3. Mitokondriyal Genler:

AGG ve AGA arginin kodlar ancak insan mitokondrisinde durma sinyalleri olarak işlev görür. Bir sonlandırma kodonu olan UGA, triptofana karşılık gelirken, AUA (izolösin için kodon), insan mitokondrisinde metiyonini belirtir.