Вырожденность генетического кода

ВЫРОЖДЕННОСТЬ ГЕНЕТИЧЕСКОГО КОДА. Соответствие нескольких кодонов одной аминокислоте. Замена в третьем основании кодона не всегда приводит к замене аминокислоты. [c.520]

Оказалось, что вырожденность генетического кода имеет несомненный биологический смысл, обеспечивая организму ряд преимуществ. В частности, она способствует совершенствованию генома, так как в процессе точечной мутации, вызванной химическими или физическими факторами, возможны различные аминокислотные замены, наиболее ценные из которых отбираются в процессе эволюции. [c.522]

ВЫВОД, ЧТО, по-видимому, код действительно является триплет-ным, причем кодирование начинается от определенной точки нуклеиновой кислоты. При этом большая часть трехбуквенных комбинаций соответствует определенным аминокислотам и лишь небольшая часть триплетов относится к бессмысленным. Число триплетов равно 4-4-4 = 64, т. е. значительно больше числа аминокислот. Некоторые из них, по-видимому, кодируют одну и ту же аминокислоту, т. е. код является вырожденным. Этот вывод согласуется с обнаружением в настоящее время двух и более типов растворимых РНК, специфичных к одной и той же аминокислоте. Вырожденность генетического кода может способствовать выживанию организма. Действительно, в случае невырожденного кода ошибка при репликации ДНК или при транскрипции должна скорее приводить к появлению бессмысленного триплета, чем в случае вырожденного кода. Следовательно, при невырожденном коде ошибки чаще вызывали бы прекращение синтеза соответствующего белка или образование незаконченных белковых цепей. Напротив, в случае вырожденного кода ошибки должны чаще приводить просто к замене одной аминокислоты на другую, что, как правило, не имеет серьезных последствий. [c.376]

Итак, подытоживая сказанное, следует подчеркнуть, что, хотя конкретные схемы вырожденности генетического кода еще не известны, однако в настоящее время биологический смысл вырожденности ясен это избыточность информации, которая обеспечивает устойчивость кода к помехам внешней среды. [c.162]

Поскольку РПК является линейным полимером, состоящим из нуклеотидов четырех типов, то всего имеется 4 = 64 возможных триплета (напомним, что важное значение имеет последовательность нуклеотидов триплета). Учитывая, что в белках находят всего 20 различных аминокислот, можно сделать вывод, что большинство аминокислот должно кодироваться несколькими триплетами другими словами генетический код вырожден. Генетический код, представленный на рис. 3-15, оказался чрезвычайно консервативным в эволюции за небольшими исключениями он остается одинаковым у таких разных организмов, как бактерии, растения и человек. [c.132]

Вырожденность генетического кода касается в основном третьего нуклеотида кодона и предполагает, что образование комплементарной пары между ним и соответствующим нуклеотидом антикодона не должно быть абсолютно строгим. Как уже упоминалось, это явление принято называть неполным соответствием или качанием, поскольку в области взаимодействия последнего нуклеотида кодона с антикодоном допускается нестрогое связывание — качание . Например, 2 кодона аргинина АСА [c.97]

На генном уровне изменения первичной структуры ДНК под действием мутаций менее значительны, чем при хромосомных мутациях, однако, генные мутации встречаются более часто. В результате генных мутаций происходят замены, делеции и вставки одного или нескольких нуклеотидов, транслокации, дупликации и инверсии различных частей гена. В том случае, когда под действием мутации изменяется лишь один нуклеотид, говорят о точковых мутациях. Поскольку в состав ДНК входят азотистые основания только двух типов - пурины и пиримидины, все точковые мутации с заменой оснований разделяют на два класса транзиции (замена пурина на пурин или пиримидина на пиримидин) и трансверсии (замена пурина на пиримидин или наоборот). Из-за вырожденности генетического кода могут быть три генетических последствия точковых мутаций сохранение смысла кодона (синонимическая замена нуклеотида), изменение смысла кодона, приводящее к замене аминокислоты в соответствующем месте полипептидной цепи (миссенс-мутация) или образование бессмысленного кодона с преждевременной терминацией (нон- [c.277]

Анализ нуклеотидных последовательностей кодирующих участков ДНК более информативен, чем определение аминокислотной последовательности полипептидов, поскольку из-за вырожденности генетического кода изменение нуклеотидной последовательности гена может не сопровождаться изменениями аминокислотной последовательности соответствующего белка. И даже если известно, что [c.16]

Определенная часть генных мутаций может быть отнесена к нейтральным мутациям, поскольку они не приводят к каким-либо изменениям фенотипа. Например, за счет вырожденности генетического кода одну и ту же аминокислоту могут кодировать два триплета, различающихся только по одному основанию. С другой стороны, один и тот же ген может изменяться (мутировать) в несколько различающихся состояний. [c.100]

Вырожденность генетического кода позволяет использовать для всех 20 аминокислот кодоны, имеющие в третьем положении G или С. [c.280]

В самом деле, из-за вырожденности генетического кода 25 % точковых мутаций не вызывают никакого эффекта, поскольку они попадают на нейтральные аминокислоты и поэтому не обнаруживаются 2—6 % обусловливают ytpaтy или изменение ферментной активности 70—75 % влекут за собой замену одной аминокислоты другой 25—28 % вызывают изменение зарядов [90, 100], что схематически показано ниже. [c.39]

Изоакцепторные тРНК различаются своей первичной структурой. По-видимому, это определяется не только вырождением генетического кода (см. 9.6). В строении тРНК проявляются видовые различия. Установлено, что минорные основания имеют вторичное, а не генетическое происхождение — тРНК метилируется под действием фермента метилазы. [c.577]

Проблема патентования молекул ДНК весьма противоречива. Ведомство по патентам и товарным знакам США (РТО) отказало в выдаче патентов на частично секвенированные кДНК, поскольку в заявках отсутствовали конкретные данные о их практической пользе отказано было и в выдаче патентов на гены, идентифицированные с помощью гибридизационных зондов, которые были синтезированы исходя из опубликованных данных по аминокислотной последовательности. Позже решение РТО было отменено в суде на основании того, что вырожденность генетического кода не позволяет однозначно определить нуклеотидную последовательность кДНК исходя из данных об известной аминокислотной последовательности соответствующего белка, а следовательно, условие неочевидности, необходимое для патентования такого рода изобретений, выполняется. [c.541]

Молчащие мутации. Если под мутацией в традиционном смысле понимают внезапное изменение признака, т. е. изменение генотипа, проявляющееся в фенотипе, то на молекулярном уровне любое стабильное наследуемое изменение ДНК рассматривают как мутацию. Однако ввиду вырожденности генетического кода понятно, что не всякая мутация такого рода будет проявляться в фенотипе. Во многих триплетах изме- нение третьего основания остается без последствий ( молчапще мутации). Даже замена первого или второго основания триплета не всегда приводит к серьезным последствиям. Хотя структуры высшего порядка (третичная и четвертичная) определяются первичной структурой белка (т.е. последовательностью аминокислот), разные аминокислоты играют в этой структуре не одинаково важную роль. Например, мутация АиС->ОиС ведет к замене изолейцина валином, т.е. к замене одной липофильной группы на другую. Однако мутация Сии- ССи приведет к замене лейцина пролином, и последствием такой замены будет отклонение от нормальной пространственной конфигурадии полипептидной цепи, что может сильно изменить структуру высшего порядка. Из этого понятно, что различные мутации в одном и том же структурном гене определенного фермента могут по-разному сказываться на его активности возможны любые изменения-от едва заметного снижения каталитического действия до полной инактивации. [c.442]

Из-за вырожденности генетического кода обратный перевод не является однозначным. Однако сопоставление двух последовательностей аминокислот — мутантной и дикого типа — устраняет эту пеоднозлачность. — Прим. перев. [c.211]

Прямое доказательство универсальности кода было получено при сравнении последовательностей ДНК с со-ответствуюшими белковыми последовательностями. Оказалось, что во всех бактериальных и эукариотических геномах используются одни и те же наборы кодовых значений. Однако состав оснований различных геномов сильно варьирует в противоположность относительному постоянству аминокислотного состава белков. Можно думать поэтому, что различные виды используют различающиеся характерные наборы кодонов-синонимов. Действительно, наблюдаемое постоянство аминокислотного состава можно объяснить только вырожденностью генетического кода. [c.62]

Рис. 5-84. Выбор участков с известной аминокислотной последовательностью для приготовлеиия синтетических о лигонуклеотидных зондов В действительности кодирует данный белок только одна какая-то нуклеотидная последовательность. Однако вследствие вырожденности генетического кода несколько разных нуклеотидных последовательностей могут дать одну и ту же аминокислотную последовательность, так что нельзя заранее сказать, какая из них окажется правильной. Желательно, чтобы в смеси олигонуклеотидов, используемых в качестве зонда, правильная нуклеотидная последовательность составляла наибольшую фракцию, поэтому выбирают участки, для которых число возможностей минимально, как это видно на рисунке. После того как смесь олигонуклеотидов будет синтезирована химическим путем, 5 -конец каждого

Первое основание антикодона определяет, считывает ли данная молекула тРНК один, два или три типа кодонов С и А узнают по одному кодону, и и О - по два кодона, I - три кодона. Итак, одна из причин вырожденности генетического кода заключается в неточности, или неоднозначности, спаривания ( качании ) третьего основания кодона. Именно в этом мы усматриваем основную причину распространенности необычного нуклеозида инозина в антикодонах. Инозин увеличивает число кодонов, которые способна считывать данная молекула тРНК (рис. 27.8). [c.95]

СТО оказываются миссенс-мутациями (мутациями с изменением смысла), в которых последовательность кодирующего триплета оснований после замены кодирует уже другую аминокислоту. Вследствие вырожденности генетического кода аминокислота, кодируемая мутантным геном, часто оказывается сходной с той, которая кодировалась родительским триплетом, в результате чего формируется фенотип ( leaky ) лищь с частично нарушенной функцией (определяемой обычно белком). Такие штаммы имеют тенденцию спонтанно ревертировать к родительскому типу, проявляя таким образом генетическую нестабильность и частичную физиологическую неполноценность. Значительная часть мутаций с заменой оснований представляет собой нонсенс-мутации (бессмысленные мутации), характеризующиеся тем, что кодирующий какую-либо аминокислоту триплет превращается в триплет, не кодирующий никакой аминокислоты. В этом случае синтез соответствующего белка прерывается на измененном триплете, а образующийся незавершенный фрагмент белковой молекулы, как правило, не способен выполнять предназначенной исходному белку функции. Поэтому нонсенс-мутации фенотипически выражены, а способность ревертировать у них сохраняется. Мутации со сдвигом рамки возникают в случае вставки или делеции одного или нескольких оснований в молекулу ДНК- При этом происходит сдвиг рамки при считывании закодированной информации и как следствие — изменение последовательности аминокислот в белке мутантного штамма. [c.10]

Транзиции происходят чаще, чем можно было бы ожидать, если бы замены оснований носили случайный характер. Любое нуклеотидное основание может заместиться в результате одной транзиции и двух трансверсий (рис. 5.25). Поэтому, если бы направление мутационного процесса было случайным, трансверсии происходили бы вдвое чаще, чем транзиции. Однако из-за вырожденности генетического кода не все нуклеотидные замены приводят к аминокислотным заменам. В табл. 5.16 приведены данные о наблюдавшихся транзициях и трансверсиях различных типов. Транзи-ций происходит значительно больше, чем можно было бы ожидать в случае, если бы направление мутаций было случайным [1681]. [c.190]

Среди других факторов, оказывающих влияние на эффективность трансляции, следует упомянуть частоту использования кодонов при кодировании белков в структурных частях разных генов [131]. В настоящее время установлено, что использование синонимических кодонов (кодирующих одну и ту же аминокислоту) вырожденного генетического кода не случайно и отражает количественную представленность отдельных изоакцепторных тРНК в клетках организма. С другой стороны, частота использования кодонов в разных генах одного и того же организма является эффективным фактором, регулирующим уровень экспрессии этих генов в процессе трансляции. Чем реже тот или иной ко- [c.114]

Разные варианты полимеразных цепных реакций. Как мы уже говорили, для проведения НЦР необходимо знать нуклеотидные последовательности, фланкирующие амплифицируемый сегмент. Это подразумевает, что НЦР-метод может применяться ТОЛЬКО при наличии предварительно клонированных и секвенированных сегментов ДНК. Однако с помощью относительно простых модификаций можно значительно расщирить возможности метода НЦР. В ОДНОМ из вариантов можно вьщелить определенный ген, если известна аминокислотная последовательность лищь короткого участка соответствующего очищенного белка. Например, синтезировав праймеры ДЛИНОЙ 20 пар нуклеотидов на основании данных о последовательности двух концов пептидного сегмента длиной в 20 аминокислот, можно амплифицировать геномный фрагмент длиной 60 П.Н. Вследствие вырожденности генетического кода при этом используют смесь праймеров с альтернативными основаниями в нужных положениях (разд. [c.361]

Смотреть страницы где упоминается термин Вырожденность генетического кода: [c.200] [c.522] [c.539] [c.200] [c.81] [c.46] [c.288] [c.175] [c.263] [c.98] [c.79] [c.79] [c.98] [c.153] [c.165] [c.155] [c.171] [c.176] [c.222] [c.280] [c.295] [c.332] [c.27]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология