ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Мутации из "Биофизика" Полимер (ГАА) содержит кодоны ГАА, ААГ и АГА, а полимер (УУЦ) — кодоны УУЦ, УЦУ и ЦУУ. Так как функциональность гомополимеров (ААА) , (ЦЦЦ) , (ГГГ) и (УУУ)п уже определена, для проверки остальных 60 кодонов нужно провести 10 таких многостадийных опытов. [c.278] Установленный этими методами генетический код показан на рис. 8.14. Каждый кодон РНК обозначен как xyz. [c.278] Кодоны УАА, УАГ, УГА — терминальные. Они ответственны 8а обрыв белковой цепи и никаких аминокислотных остатков не кодируют. [c.279] Отклонения от универсальности кода, как об этом уже говорилось на с, 262, наблюдаются в митохондриях. У митохондрий человека АУА кодирует не Иле, а Мет, кодон УГА — не обрыв цепи, а Трп, кодоны АГА и АГГ — терминирующие. Кодовая таблица оказывается более симметричной в соответствии с нред-скаэанием Ичаса (1969). У митохондрий дрожжей УГА—Трп ЦУА, ЦУЦ, ЦУГ, ЦУУ — не Лей, а Тре, АГА, АГТ — терминирующие. Вырождение для Тре достигло восьми кодонов. [c.279] Расшифровка генетического кода — крупнейшее достижение молекулярной биологии, биохимии и биофизики. От постановки задачи до ее полного решения прошло немногим более 10 лет — срок очень малый. [c.280] Установление кода выдвинуло новые проблемы. Имеет ли ге-нетически код физический, молекулярный смысл илп корреляция между кодонами и аминокислотами случайна Что можно сказать в. этой связи о происхождении и эволюции кода Как связаны точечные мутации с особенностями кодовой таблицы Какие факторы влияют на чтение кода, на процессы транскрипции и трансляции Ответы — далеко не полные — на этп вопросы содержатся в дальнейшем изложении. Здесь мы остановимся на физическом смысле кода. [c.280] Шестнадцать дублетов ху можно сгруппировать по восемь так, чтобы в первом октете содержались дублеты ху, кодирующие аминокислотный остаток независимо от 2, а во втором октете— остальные дублеты (Румер), Это показано в табл. 8.4. [c.280] Вырождение по z в первом октете связано с так называемы-А1И виляниями (wobbles) взаимодействия z — z (Крик). Это взаимодействие, в отличие от ху — х у неоднозначно, как о том свидетельствует табл. 8.5. [c.281] Генетически кодируется первичная структура белка, а биологически функционально — пространственное строение глобулы. Мутационные замещения нуклеотидов матрицы по-разному сказываются на функциональности белка. Мы видели, что гидрофобность аминокислотного остатка имеет важнейшее значение для структуры глобулы (см. 4.5). Соответственно мутации, сильно изменяющие гидрофобность остатка, должны сильнее сказываться на биологических свойствах белка, чем мутации, мало меняющие гидрофобность. Первый тип мутаций более опасен для существования особи и вида, чем второй. Можно думать, что эволюция, приведшая к современному коду, шла в направлении Бозрастающей его надежности в смысле уменьшения доли более опасных мутаций. Убедимся в надежности кода. [c.281] Рассмотрим табл. 4.5 (с. 108), в которой приведены гидрофобности аминокислот. Средняя разность этих значений при произвольном замещении одной аминокислоты на другую равна 5370 Дж/моль. В пределах условно введенных первого и второго классов аминокислот—гидрофобных (первые 10) и гидрофильных (вторые 10 аминокислот) — средние разности равны 3370 и 1640 Дж/моль соответственно. [c.281] Всего 350 (66,5%) правильных замен и 176 (33,5%) неправильных. К правильным заменам относятся и тихие мутации , т. е. те случаи, в которых замена нуклеотида не сопровождается заменой остатка вследствие вырождения кода. Код устроен так, что вероятность правильной мутации вдвое больше неправильной. [c.282] Таким образом, код обладает высокой, хотя и не абсолютной, надежностью по отношению к правильным мутациям, обеспечивая их большую вероятность. Преимущество правильных мутаций определяется пространственным строением белка в водном окружении и, тем самым, особыми физическими свойствами воды. Корреляция кодонов с аминокислотами оказывается продиктованной физикой воды. [c.282] Мутации происходят либо спонтанно, либо под влиянием мощных внешних факторов — химических или радиационных воздействий на хромосомы и гены. Следует различать хромосомные мутации — перестройки хромосом, наблюдаемые под микроскопом, и точечные, или генные, мутации. Первые представляют собой изменения надмолекулярных структур, вторые — изменения последовательности нуклеотидов в ДПК и, соответственно, в мРПК. Здесь мы остановимся на точечных мутациях. [c.282] Существуют четыре типа точечных мутаций. [c.282] Спонтанные генные мутации определяются ошибками при репликации ДНК, возникающими вследствие теплового движе-иия атомов и молекул. Очевидно, что ошибки транскрипции и трансляции не наследуются. [c.283] Включение нуклеотида, не комплементарного матричному, деления или замена нуклеотида обычно приводят к образованию петли в двойной спирали ДНК (см. с. 230). В последующих репликациях ДНК петля исчезает вследствие полуконсерватив-иого синтеза, но первичная структура ДНК остается измененной. Наряду с образованием петель возможно образование пары, отличной от уотсон-криковской вследствие способности азотистого основания создавать необычные водородные связи (с. 231), а также вследствие таутомерии (с. 37). [c.283] Вернуться к основной статье