Природа генетического кода

Предположение об общей природе генетического кода возникло из самой структуры ДНК. И ДНК, и белки представляют собой линейные полимеры. Отсюда казалось вполне логичным предположить, что последовательность оснований в ДНК. кодирует последовательность аминокислот. Но в ДНК содержатся всего лишь четыре типа оснований, тогда как в белках (в момент их синтеза) встречается двадцать различных аминокислот. Следовательно, каждая аминокислота [c.192]

Когда мы ранее рассматривали общую природу генетического кода (гл. VIII и XIII), принималось как само собой разумеющееся, что последовательность азотистых оснований в ДНК коллинеарна определяемой ею последовательности аминокислот в белке. Таким образом, подразумевалось, что порядок расположения оснований, определяющих последовательность аминокислот, таков же, как и порядок кодируемых аминокислот. Однако на страницах этой книги мы не привели еще ни одного довода, подтверждающего, что это наболее существенное предположение о характере информационной связи между геном и белком действительно справедливо. Допущенное нами промедление отражает аналогичное промедление в истории молекулярно-генетических исследований лишь через десять с лишним лет после того, как это положение впервые было четко сформулировано, Яновский в 1966 г. доказал его правильность. Полученное доказательство коллинеарности гена и белка основывалась на построении с помощью трансдукции карты тонкой генетической структуры гена trpk Е. соИ. [c.365]

Даже после того как триплетная природа генетического кода стала очевидной, все еще оставалось много нерешенных вопросов. Используют ли клетки все 64 возможных кодона Если да, то используются ли Все они для кодирования аминокислот или же некоторые кодоны предназначены для других целей Сколько кодонов определяют одну аминокислоту Универсален ли код для всех организмов или же каждый организм использует свой код Как можно расшифровать код Несмотря на сложность всех этих вопросов, на каждый из них удалось получить однозначный ответ. [c.193]

Предположение о коллинеарности нуклеотидных и аминокислотных последовательностей было высказано в числе первых в дискуссии о природе генетического кода. Догадки такого рода возникли после того, как было показано, что многие мутации проявляются в замене одной-единственной аминокислоты в белках бактерий, растений или животных. Но гипотеза коллинеарности оставалась неподтвержденной до тех пор, пока не были проведены тщательные генетические и биохимические исследования хорощо охарактеризованных генно-белковых систем. Например, было показано, что относительное положение аминокислотных замен в а-субъеди-нице триптофанеинтетазы К сой согласуется с относительной локализацией на карте соответствующих мутаций в >рЛ-гене этого микроорганизма. Однако вьщелить и охарактеризовать мутантную ДНК в то время не удалось, поэтому нельзя было установить соответствие между нуклеотидными последовательностями и аминокислотными. [c.131]

Природа генетического кода [c.520]

ОБЩАЯ ПРИРОДА ГЕНЕТИЧЕСКОГО КОДА [c.326]

Эти и аналогичные данные сыграли весьма значительную роль в установлении природы генетического кода. Однако наиболее важные факты о составе и нуклеотидных последовательностях в различных кодонах были получены в биохимических экспериментах с бесклеточными белоксинтезирующи-ми системами. Ниже суммируются основные данные о природе кода. [c.499]

Я рассказал о смысле генетического кода особенно подробно. Мне казалось уместным в этой книге раскрыть логику рассуждений, позволившую выйти еще на один перекресток физики и биологии, позволившую связать природу генетического кода с особенностями физических свойств воды В дальнейшем изложенная теория наверняка потребует уточнений и исправлений. Но сегодня она представляется соответствующей реальной действительности. [c.297]

Триплетная природа генетического кода была впервые продемонстрирована в генетических экспериментах. Последовательность из трех нуклеотидов, соответствующая одной аминокислоте, называется кодоном. Последовательность кодонов читается непрерывно, начиная с фиксированной стартовой точки на одном конце гена, и заканчивается в точке терминации на другом конце гена. Записывая последовательность нуклеотидов условно в направлении от 5 -конца к З -концу, мы увидим, что она соответствует аминокислотной последовательности, записанной в направлении от N-конца к С-концу. [c.57]

Выяснение молекулярной сущности действия ионизирующей радиации на информационные свойства ДНК, по нашему мнению, невозможно без привлечения последних представлений молекулярной биологии о природе генетического кода и о механизмах его помехоустойчивости. Начну с анализа возможности приложения современных представлений о механизме помехоустойчивости генетического кода к проблеме радиочувствительности ДНК, входящей в состав генетических структур. [c.161]

Водород и вода в биосфере. Биосфера — огромный резервуар химически связанного водорода. Водород входит в состав всех биологически активных веществ белков, жиров, углеводов. Способность к образованию водородной связи обусловливает такие важные свойства живого вещества, как структура белков и полисахаридов, активность ферментов, природа генетического кода, сокращение мышц, вкусовые ощущения. [c.259]

Первые идеи о природе генетического кода содержали представления о прямой связи ДНК с белком, что могло бы обеспечиваться стереохимическим соответствием. Еще и теперь высказываются предположения о том, что современный код мог бы в процессе эволюции пройти через стадию, когда действовал именно такой механизм. Однако в ныне существующем виде дешифровка кода происходит с участием сложного аппарата, который связан и. с ДНК, и с белком (и участие которого необходимо, если в ДНК заложена существенная информация). [c.57]

Сейчас природа генетического кода известна, составлен словарь, переводящий нуклеотидную последовательность в аминокислотную. Установлены и основные особенности различных этапов экспрессии генов и их регуляции, хотя многие молекулярные детали еще ждут своего разъяснения. В этой главе мы рассмотрим, как устроен генетический словарь, и опишем механизмы, используемые клеткой для экспрессии генетической информации. Основное внимание будет уделено прокариотам, но мы вкратце остановимся на соответствующих процессах и у эукариот. Последние данные об этих процессах у эукариот приведены в гл. 8. [c.115]

Когда была установлена триплетная природа генетического кода, казалось, что нелегко будет найти подход, позволяющий расшифровать кодоны для всех аминокислот. Но очень скоро было разработано два метода, с помощью которых расшифровали большинство кодонов. [c.59]

Важнейшие выводы относительно природы генетического кода, сделанные на основании описанных экспериментов, позволили построить изящную, внутренне непротиворечивую модель. Сформулированные постулаты соответствовали полученным генетическим данным, однако ка- [c.73]

Точная природа генетического кода имеет такое же значение в биологии, как и периодическая таблица элементов Менделеева в химии, но между ними есть и существенная разница. Периодическая таблица, должно быть, одинакова во всей Вселенной. Генетический код, по-видимому, довольно произволен или, по крайней мере, частично таков. Предпринималось много попыток вывести зависимость между двумя языками на основании принципов химии, но до сих ни одна из них не привела к успеху. У кода есть несколько постоянных признаков, но они могут оказаться случайными. [c.37]

В природе существует около 300 аминокислот, однако в белках обнаружены только 20 из них. В результате полного гидролиза белков высвобождается 20 Ь-а-аминокислот (табл. 3.2). Одни и те же 20 аминокислот присутствуют в белковых молекулах всех форм жизни—растений, животных и микроорганизмов. Почему это так—мы поймем позже, когда будем обсуждать универсальную природу генетического кода (гл. 30). Однако в ряде белков встречаются производные некоторых аминокислот, образующиеся уже после включения обычных аминокислот в молекулу белка (табл. 3.4). [c.21]

Совершенно другой подход использовали Г. Стрейзингер, А. Цугита и их сотрудники. Их опыты также подтвердили предположение, что трансляция мРИК происходит со стороны 5 -конца в направлении З -конца полинуклеотидной цепи. В этой работе было исследовано влияние мутаций сдвига фазы считывания в гене лизоцима бактериофага Т4 на первичную структуру белка лизоцима. Как следует из работы Крика и Бреннера по изучению общей природы генетического кода (гл. XIII), мутации сдвига фазы считывания возникают в результате включения или выпадения одного нуклеотида в ДНК и, следовательно, приводят к тому, что, начиная с мутировавшего сайта, вся информация считывается неправильно. [c.445]

Известна полная последовательность 158 аминокислот в полипептидных цепях капсидиого белка ВТМ [23, 1797, 1928] и определена полная аминокислотная последовательность белков многих природных штаммов и искусственно полученных мутантов. Эти исследования внесли ваяшый вклад в установление универсальной природы генетического кода и в паше понимание химических основ мутаций. [c.14]

Известно, что молекулы профлавина и других акридинов вклиниваются между основаниями двухцепочечных ДНК а мутагенный эффект соединения такого рода, судя по имеющимся данным, заключается в том, что они вызывают делецию (нехватку) или вставку одного или нескольких нуклеотидов. С помощью электронного микроскопа было обнаружено, что ДНК мутантного фага X, имеющего двойную делецию, на 20% короче, чем у дикого типа [303]. Изучение мутантов этого типа дало в руки исследователей ценный материал, подтверждающий три-плетную природу генетического кода [79, 80]. Особенно интересны двойные мутации в одном и том же цистроне. Если в результате второй мутации утраченная в результате первой мутации активность генного продукта восстанавливается (например, лизоцимная активность), то можно предположить, что нехватка некоторого нуклеотида в РНК скомпенсировалась вставкой по соседству другого нуклеотида [499[. [c.210]

Основная часть генетических экспериментов, выявивших природу генетического кода, была осуществлена Фрэнсисом Криком, Сиднеем Бреннером и их коллегами с использованием г//-мутантов фага Т4. Полученные ими результаты были впервые представлены на Биохимическом конгрессе в 1961 г. Они изучали г7/-мутации, полученные с помощью профлавина. Интерес к профлавин-индуцируемым мутациям был обусловлен тем, что эти мутации, как считалось, возникают в результате изменений в нуклеотидной последовательности ДНК, не связанных с замещением отдельных нуклеотидов. Основанием для такого представления послужили особые свойства профлавин-индуцированных мутаций, которые заметно отличают их от мутаций, полученных при действии мутагенов другого типа. Мутагены-аналоги нуклеиновых оснований - 2-аминопурин и 5-бромурацил вызывают мутации при включении в состав ДНК вместо нормальных нуклеотидов. Считалось (и как оказалось в дальнейшем вполне справедливо), что мутации, вызываемые этими мутагенами, представляют собой результат замещения отдельных оснований. Подтверждением этому служил тот факт, что те же самые вещества способны индуцировать и реверсию полученных с их помощью мутаций к исходному дикому типу (см. гл. 20). В то же время для профлавин-индуцированных мутаций реверсии к дикому типу под действием мутагенов, аналогов оснований, практически не наблюдается (табл. 12.2). Мутации этого типа ревертируют или спонтанно, или с более высокой частотой при действии профлавина. То, что профлавин-ин-дуцированные мутации вообще способны к реверсии, свидетельствует [c.70]

Вставки одного, двух или любого, не кратного трем, числа нуклеотидов в ген также приводят к образованию измененной мРНК со сдвигом рамки считывания, что в свою очередь ведет к последствиям, принципиально не отличающимся от тех, что возникают в результате делеций. Это может быть искажение аминокислотной последовательности в протяженной области, вслед за местом вставки образование нонсенс-кодона (в месте вставки или на некотором расстоянии от него) и преждевременная терминация синтеза белка или сквозное счи1ывание при элиминировании нормального стоп-кодона. Вставка, возникающая в гене вслед за делецией (или наоборот), может восстановить правильную рамку считывания (рис. 40.6, пример 4). Трансляция такой мРНК приведет к образованию полипептида с искаженным участком, заключенным между сайтами вставки и делеции. За точкой восстановления рамки считывания аминокислотная последовательность будет нормальной. Можно представить множество комбинаций делеций и вставок, в результате которых образуются белки, содержащие участки с измененной структурой, окруженные участками с исходной аминокислотной последовательностью. Этот феномен был убедительно продемонстрирован на бактериофаге Т4, что внесло значительный вклад в доказательство триплетной природы генетического кода. [c.100]

Статья Ф. Крика с сотрудниками, посвященная природе генетического кода, была опубликована в первом номере журнала Nature за 1961 г., а летом того же года на одном из заседаний V Международного биохимического конгресса в Москве М. Ни-ренберг и Дж. Маттей сообщили о расшифровке первого кодона [c.394]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология