Происхождение генетического кода

Физический смысл и происхождение генетического кода. Код не является случайным, по-видимому, он возник в ходе добиологической эволюции. Физика призвана раскрыть внутренние закономерности кода и построить теоретическую модель его эволюции. [c.220]

О происхождении разных кодирующих генов, содержащих идентичные повторяющиеся олигомерные последовательности. Открытие большого числа семейств повторяющейся ДНК (разд. 2.3.1.1) породило спекуляции относительно происхождения генетического кода и кодирующих последовательностей. Оно, например, провел сравнение множества нуклеотидных последовательностей ДНК и установил, что одни и те же последовательности, чаще всего длиной около 10 оснований, а иногда и до 28 оснований, имеются во многих, причем соверщенно разных, генах и в различных рамках считывания [1967]. Вероятно, в ходе эволюции последовательности повторяющейся ДНК адаптировались к различным функциональным требованиям. [c.27]

Для более полного представления о вирусах необходимо знать их происхождение в процессе эволюции. Существует предположение, хотя и недоказанное, что вирусы — это генетический материал, некогда сбежавший из прокариотических и эукариотических клеток и сохранивший способность к воспроизведению при возвращении в клеточное окружение. Вне клетки вирусы находятся в соверщенно инертном состоянии, однако они обладают набором инструкций (генетическим кодом), необходимых для того, чтобы [c.33]

До расшифровки генетического кода было невозможно понять механизм синтеза белка и объяснить происхождение мутаций. Открытие генетического кода позволило ответить на вопрос о том, как связаны между собой дефекты определенных белков человека и наследственные заболевания. Кроме того, благодаря расшифровке генетического кода были созданы необходимые предпосылки для диагностики и лечения таких заболеваний. [c.94]

Генетический код детерминирует синтез белков, но не их. углеводных компонентов — полисахаридов для них, как и для карбоната кальция, никакого кода не существует. Это показывает, что гены не являются существенным элементом механизма формообразования, имеющего в основном минеральное происхождение. Взаимодействующий с не-генетическими сахарами белок играет роль цемента, от которого, вероятно, зависят только детали формы, характерные для данного вида. [c.174]

Многочисленными исследованиями установлена удивительная универсальность генетического кода. Он одинаково проявляет себя в системах, полученных из вирусов, бактерий, водорослей и млекопитающих. Следовательно, он, по-видимому, один во всем органическом мире. Это одно из наиболее убедительных доказательств общности происхождения всей живой природы. [c.58]

Как могла возникнуть такая сложная система, кроме как в. результате копирования аналогичной предсуществующей системы Предполагалось, что проблема происхождения генетического кода упростится, если удастся установить прямые структурные взаимоотнощения между боковыми цепями аминокислот и их кодонами, но эта надежда не оправдалась. Правда, четыре аминокислоты, в кодоне которых U занимает среднее положение (Не, Val, Leu, Met), имеют неполярные или ароматические (Phe) боковые цепи, но и эти данные мало что нам дают, а кроме того, их можно объяснить случайным стечением обстоятельств. [c.133]

Возникает вопрос, на чем основано соответствие между каждым триплетом и его аминокислотой, в каждом случае воплощающееся через довольно сложную систему, включающую ферменты и транспортную РНК. Основано ли оно на специфическом предпочтении, сродстве или облегчении реакций (т, е. детерминировано химически) или это случайное соответствие (закрепившаяся навсегда случайность) В последнем случае определенная генетическая система, связывающая определенный триплет оснований с определенной аминокислотой, выжила потому, что оказалась эффективной в каких-то других отношениях. Этот вопрос до сих пор не решен. Идеи о происхождении генетического кода развивали рич [1536], Везе [2016, 2018, 2019], Крик [423], Оргель 1365, 1366], Фокс [625], Джукс [939]), Миллер и Оргель 1270], а также Диллон [481 ]1. По мнению Оргеля, код всегда должен был быть триплетным переход от другого типа кода к триплетному потребовал бы невозможной полной перестройки (Рич возражает против этого вывода [1536]). [c.57]

Это физическая проблема. Во-первых, ставится вопрос о соответствии информационного содержания ДНК и белка, во-вторых,— о количественных взаимоотношениях между нуклеотидамк и аминокислотами, определяемых в конечном счете взаимодействиями молекул в матричном синтезе белка — молекулярным узнаванием. В-третьих, возникает вопрос о физическом смысле генетического кода, в-четвертых, о его эволюционном происхождении. [c.258]

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]

Более эффективно по сравнению со стерилизацией вмешательство в хромосомный набор, которое вызывает транслокации и приводит к изменениям генетического кода. Идея вмешательства в хромосомный набор возникла почти как отход при изучении способа наследования у обыкновенного комара ulex pipiens), когда в результате скрещивания индивидуумов одного и того же вида, но разного происхождения появлялось только бесплодное потомство, а при блокировании сперматозоидов плазмой яйца потомства вообще не было. Данное явление называется плазматической несовместимостью (редкий, но очень хорошо изученный случай плазматической наследственности у животных), [c.261]

Самым значимым свойством генетического кода является его универсальность, т. е. он в основном одинаков у организмов, стоящих на разных уровнях развития у человека, растений, вирусов, бактерий. Такая универсальность генетического кода легла в основу генной инженерии (см. главу 19). Например, рибосомы и молекулы тРНК в кишечной палочке Е. соИ могут осуществлять трансляцию цепи мРНК, кодирующей синтез гемоглобина, и синтезировать полноценный гемоглобин. Универсальность кода свидетельствует также о древности его происхождения и консервативности, в результате которой даже при длительной эволюции важнейшие особенности метаболизма сохраняются неизменными. Сходство генетического кода у разных организмов — это прямое доказательство того, что все живые организмы произошли от единого предка. [c.367]

Характерная для живой материи асимметрия существенно усложняет решение проблемы о происхождении жизни в рамках предположения о том, что оно основано на обычных химических процессах известно, что в результате таких процессов из симметричных реагентов образуются рацемические смеси изомеров. Для того чтобы обойти эту трудность, выдвигались различные гипотезы о воздействии на фотохимические реакции циркулярно поляризованного света (возможно, образующегося при прохождении обычного света через кристаллы кварца), о происхождении живого вещества из одной-единст-венной молекулы (которая, разумеется, должна была иметь какую-либо одну конфигурацию), о раздельной кристаллизации двух изомеров из раствора рацемической смеси или стерически избирательной адсорбции на оптически активных кристаллах кварца. Тот факт, что в живой природе встречается только один тип асимметрии (так же как и факт универсальности генетического кода), убеждает в том, что все живое имеет общее происхождение, а не является продуктом постепенного процесса, протекавшего одновременно на всей поверхности земного шара. [c.135]

Со временем могли начаться реакции между неорганически синтезированным протеиноидом, или предбелком , и нуклеотидами такого же происхождения. Так постепенно нуклеиновые кислоты могли приобрести свою главенствующую роль, свойственную им теперь. Исследования этого вопроса уже начались, их обзор можно найти у Фокса [14] (см. также [29, 32]). Недавно получено первое экспериментальное подтверждение возможности развития такой пред-ДНК [22]. При взаимодействии мононуклеотидов и полиаминокислот произошло образование кодона глицина— ГГГ, входящего в современный генетический код. С уверенностью можно сказать, что будут осуществлены и другие подобные синтезы. [c.138]

Что же представляли собой самые ранние генетические системы, если интроны действительно имеют столь древнее происхождение В частности, как это предположение соотносится с вопросом о том, какие информационные молекулы возникли раньще, ДНК или РНК Имеются свидетельства в пользу того, что РНК появилась первой и стала основой самых ранних кодирующих систем. Например, рибосомная, транспортная и матричная РНК представляют собой центральные элементы аппарата трансляции всех организмов, а также лежат в основе функционирования генетического кода. Поэтому можно думать, что эти молекулы существовали до момента эволюционной дивергенции про- и эукариот и присутствовали в самых ранних генетических системах. Более того, короткие молекулы РНК могут синтезироваться на РНК-матрице в ходе чисто химических реакций в отсутствие каких бы то ни было белков. Кажется вполне вероятным поэтому, что первые РНК были самореплипирующимися молекулами, которые транскрибировались и транслировались при помощи примитивных механизмов. Молекулы РНК могут также выступать в роли катализаторов модификации РНК. Так, компонента РНКазы Р Е. соИ, представленная молекулой РНК, катализирует сайт-специфическое расщепление предшественников транспортных РНК (разд. 3.3). Кроме того, как уже упоминалось, интроны в пред-щественниках рибосомных РНК у некоторых простейших и грибов могут вырезаться без участия белков. ДНК, насколько известно, не катализирует ни одну из этих реакций. [c.18]

Значительную роль в решении данного вопроса сыграл наш бывший соотечественник физик Г.А.Гамов, который проанализировал все известные к тому времени аминокислотные последовательности белков и в 1957 г. пришел к выводу, что код должен быть триплетным. Немало ученых разных стран (среди которых были внесшие наибольший вклад англичанин Ф.Крик, а также американец индийского происхождения Х.Г.Корана) занялись впоследствии расшифровкой генетического кода. С помогцью многочисленных экспериментов удалось подтвердить, что код действительно триплетен и установить какие тройки нуклеотидов что кодируют. В 1968 г. Х.Г.Коране вместе с егце двумя учеными была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине за расшифровку генетического кода и выяснение его роли в синтезе белков . В поздравительной речи представитель Каролинского института П.Рейхард сравнил нуклеиновые кислоты и белки с языками, а их составные элементы - с буквами алфавита. Он отметил Химическая структура нуклеиновых кислот определяет химическую структуру белка, а алфавит нуклеиновых кислот - алфавит белков. Г енетический код - это словарь, благодаря которому возможен переход с одного алфавита на другой . С позиций сегодняшнего дня можно считать, что это скорее специальная обеспечиваюгцая транслитерацию программа-переводчик, тем более что в настоягцее время под генетическим словарем начинают понимать нечто иное, чего в ходе дальнейшего изложения нам егце предстоит коснуться. [c.10]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология