Генетический код и его свойства
🌿 Биология · 9 класс
Что такое генетический код
Генетический код — это система записи наследственной информации о последовательности аминокислот в белке с помощью последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК (или иРНК). Именно благодаря единому коду клетка превращает информацию гена в конкретную белковую молекулу.
Единицей кода служит триплет — сочетание трёх соседних нуклеотидов. Триплет в составе информационной РНК называют кодоном. Каждый кодон шифрует одну аминокислоту.
Почему именно три нуклеотида
В нуклеиновых кислотах встречаются четыре типа нуклеотидов (по азотистому основанию: А, Т/У, Г, Ц). Если бы кодон состоял из одного нуклеотида, можно было бы зашифровать только 4 аминокислоты, из двух — 16, а аминокислот в белках 20. Триплет даёт 4 в кубе, то есть 64 сочетания — этого с запасом хватает на все 20 аминокислот.
Свойства генетического кода
| Свойство | Что означает |
|---|---|
| Триплетность | Одну аминокислоту шифрует тройка нуклеотидов |
| Однозначность | Один кодон соответствует только одной аминокислоте |
| Вырожденность | Большинство аминокислот шифруется несколькими кодонами |
| Неперекрываемость | Кодоны считываются подряд, нуклеотид входит только в один триплет |
| Универсальность | Код одинаков почти у всех живых организмов |
| Наличие знаков | Есть старт-кодон и три стоп-кодона |
Стартовые и стоповые кодоны
Считывание начинается со старт-кодона АУГ (он же шифрует метионин). Три кодона — УАА, УАГ, УГА — не кодируют аминокислот и служат сигналом окончания синтеза белка; их называют стоп-кодонами.
Подробнее о свойствах
Остановимся на двух свойствах, которые часто путают. Вырожденность (избыточность) означает, что одну и ту же аминокислоту может шифровать сразу несколько разных кодонов. Например, аминокислоту валин кодируют сразу четыре триплета. Это полезное свойство: если в третьем нуклеотиде кодона произойдёт замена, аминокислота нередко остаётся прежней, и белок не меняется. Так код частично защищает организм от вредных последствий мутаций.
Универсальность означает, что одни и те же кодоны шифруют одни и те же аминокислоты практически у всех организмов — от бактерии до человека. Это служит важным доказательством единства происхождения жизни на Земле: все живые существа пользуются единым «языком» наследственности.
Важно различать избыточность и однозначность. Несколько кодонов могут шифровать одну аминокислоту (вырожденность), но обратное невозможно: один кодон никогда не шифрует две разные аминокислоты (однозначность). Благодаря этому считывание информации происходит без ошибок.
Связь с биосинтезом белка
Генетический код реализуется в ходе биосинтеза белка. Сначала на матрице ДНК синтезируется информационная РНК (транскрипция), а затем на рибосоме по её кодонам собирается цепь из аминокислот (трансляция). Каждый кодон иРНК узнаётся соответствующим антикодоном транспортной РНК, которая приносит нужную аминокислоту.
Разбор примера
Пусть участок информационной РНК имеет вид:
АУГ - ГГЦ - УАУ - УАА
Разбиваем на триплеты по три: АУГ — старт (метионин), ГГЦ — глицин, УАУ — тирозин, УАА — стоп. Получается короткая цепь из аминокислот, синтез на стоп-кодоне завершается.
Частые ошибки. Нельзя сдвигать рамку считывания: если пропустить или добавить один нуклеотид, изменятся все последующие триплеты. Также помните, что в РНК вместо тимина стоит урацил.Кратко о главном
- Генетический код — запись информации о белке через последовательность нуклеотидов.
- Единица кода — триплет (кодон), шифрует одну аминокислоту.
- Свойства: триплетность, однозначность, вырожденность, неперекрываемость, универсальность.
- Старт-кодон —
АУГ, стоп-кодоны —УАА,УАГ,УГА.