Karakteristik och undantag från genetisk kod - Diskuterad!

Karakteristik och undantag från genetisk kod!

Det finns en intim koppling mellan gener och syntes av polypeptider eller enzymer. Gener består av nukleotider anordnade på ett visst sätt. I modern terminologi hänvisar en gen till en cistron av DNA. En cistron är gjord av ett stort antal nukleotider.

Arrangemang av nukleotider eller deras kvävebaser är förenad med syntesen av proteiner genom att påverka införlivandet av aminosyror i dem. Förhållandet mellan sekvensen av aminosyror i en polypeptid och nukleotidsekvens av DNA eller mRNA kallas genetisk kod.

DNA innehåller bara fyra typer av kvävebaser eller nukleotider medan antalet aminosyror är 20. Det var därför hypotes att tripletkoden (bestående av tre intilliggande baser för en aminosyra) är operativ. De olika undersökningarna som hjälpte till att dechiffrera triplettgenetiska koden är som följer.

1. Crick et al (1961) observerade att deletion eller tillsats av ett eller två baspar i DNA av T4 bakteriofag störd normal DNA-funktion. När tre baspar tillsattes eller togs bort var emellertid störningen minimal.

2. Nirenberg och Mathaei (1961) hävdade att en enda kod (en aminosyra specificerad av en kvävebas) kan ange endast 4 syror (4 1 ), en dubblettkod endast 16 (4 2 ) medan en tripletkod kan ange upp till 64 aminosyror (43). Eftersom det finns 20 aminosyror kan en triplettkod (tre kvävebaser för en aminosyra) vara operativ.

3. Nirenberg (1961) framställde polymerer av de fyra nukleotiderna UUUUUU ... (polyuridylsyra), CCCCCC ... (polycytidylsyra), AAAAAAA ... (polyadenylsyra) och GGGGGGG ... (polyguanylsyra). Han observerade att poly-U stimulerade bildandet av polyphenylalanin, poly-C av polyprolin medan poly-A hjälpte till att bilda polylysin. Poly-G fungerade dock inte (den bildade tredubbelsstruktur som inte fungerar i översättning). Senare fann man att GGG kodade för aminosyra glycin.

Tabell. Tilldelning av mRNA-kodoner till aminosyror.

4. Khorana (1964) syntetiserade sampolymerer av nukleotider som UGUGUGUGUG och observerade att de stimulerade bildningen av polypeptider som alternerande liknar aminosyror som cystein-valin-cystein. Detta är endast möjligt om tre närliggande nukleotider anger en aminosyra (t.ex. UGU) och andra tre den andra aminosyran (t.ex. GUG).

GUG UGU GUG UGU GUG

Val - Cys - Val - Cys - Val

5. Triplettkodonerna bekräftades genom in vivo kodonuppgift genom (i) aminosyrautbytesstudier (ii) ramskiftmutationer.

6. Långsamt alla kodoner utarbetades vissa aminosyror specificeras av mer än ett kodon. Kodespråken av DNA och mRNA är komplementära. Således är de två kodonerna för fenylalanin UUU och UUC i fallet med mRNA medan de är AAA och A AG för DNA.

kännetecken:

1. Tripletkod:

Tre intilliggande kvävebaser utgör en kodon som specificerar placeringen av en aminosyra i en polypeptid.

2. Startsignal:

Polypeptidsyntesen signaleras av två initieringskodoner -AUG eller metioninkodon och GUG eller valinkodon.

3. Stoppsignal:

Polypeptidkedjans avslutning signaleras av tre termineringskodon UAA (ocker), UAG (rav) och UGA (opal). De anger inte någon aminosyra och kallas därför även nonsenskodoner.

4. Universal kod:

Den genetiska koden är tillämplig universellt, dvs en kodon anger samma aminosyra från ett virus till ett träd eller en människa. Således producerar mRNA från kycklingövdjur som introduceras i Escherichia coli ovalbumen i bakterien exakt lik den som bildas hos kyckling.

5. Nonambiguous Codons:

Ett kodon anger endast en aminosyra och inte någon annan.

6. Relaterade kodoner:

Aminosyror med liknande egenskaper har relaterade kodoner, t ex aromatiska aminosyror tryptofan (UGG), fenylalanin (UUC, UUU), tyrosin (UAC, UAU).

7. Allmänhet:

Den genetiska koden är kontinuerlig och har inte paus efter tripletterna. Om en nukleotid raderas eller tillsätts, läser hela genetiska koden på olika sätt. Sålunda specificeras en polypeptid med 50 aminosyror av en linjär sekvens av 150 nukleotider. Om en nukleotid tillsätts eller raderas i mitten av denna sekvens, kommer de första 25 aminosyrorna av polypeptiden att vara samma men nästa 25 aminosyror kommer att vara ganska olika.

8. Överlappande kod:

En kvävebas är en beståndsdel av endast ett kodon.

9. Degeneracy of Code:

Eftersom det finns 64 triplettkodoner och endast 20 aminosyror, måste införlivandet av vissa aminosyror påverkas av mer än ett kodon. Endast tryptofan (UGG) och metionin (AUG) specificeras av enkla kodoner.

Alla andra aminosyror specificeras av 2-6 kodoner. De senare kallas degenererade kodoner. I degenererade kodoner liknar de två första kvävebaserna medan den tredje är annorlunda. Eftersom den tredje kvävebasen inte har någon effekt på kodningen, kallas det samma wobble positionen.

10. Colinearity:

Både polypeptiden och DNA eller mRNA har ett linjärt arrangemang av deras komponenter. Vidare motsvarar sekvensen av triplettnukleotidbaser i DNA eller mRNA sekvensen av aminosyror i polypeptiden som tillverkas under ledning av den tidigare. Förändring av kodonsekvensen alstrar också en liknande förändring i aminosyrasekvens av polypeptid.

11. Cistron-Polypeptid Paritet:

En del av DNA som heter cistron (= gen) specificerar bildningen av en viss polypeptid. Det betyder att genetiskt system bör ha så många cistrons (= gener) som de typer av polypeptider som finns i organismerna.

undantag:

1. Olika kodoner:

I Paramecium och några andra ciliater avslutas kodonerna UAA och UGA-kod för glutamin.

2. Överlappande gener:

ф xl74 har 5375 nukleotider som kodar för 10 proteiner som kräver mer än 6000 baser. Tre av dess gener E, B och K överlappar andra gener. Nukleotidsekvensen i början av E-genen finns inom gen D. Likaså överlappar gen K med gener A och CA liknande tillstånd finns i SV-40.

3. Mitokondriella gener:

AGG- och AGA-kod för arginin men fungerar som stoppsignaler i humant mitokondrion. UGA, ett termineringskodon, motsvarar tryptofan medan AUA (kodon för isoleucin) betecknar metionin i humana mitokondrier.