Генетический код расшифровка

Описанный ниже эксперимент показывает, каким образом был расшифрован генетический код. Раствор ферментов, полученный из бактериальных клеток и добавленный к раствору, содержащему все 20 аминокислот, вызывает синтез полипептидной цепи, состоящей только из остатков аминокислоты фенилаланина, если к нему добавить синтетическую РНК, состоящую из полиурацила (т. е. последовательность iJ-U-U-U-...). Следовательно, кодоном для фенилаланина служит иии, как показано в табл. 15.1. Основную работу по расшифровке генетического кода выполнили американские ученые М. У. Ниренберг, X. Г. Корана и Р. Г. Холли со своими сотрудниками при этом они использовали ферменты, открытые А. Корнбергом и С. Очоа. [c.461]

Расшифровка генетического кода и его смысл [c.276]

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]

В последние 10—15 лет ситуация в молекулярной биологии изменилась. После изучения биологических молекул как таковых, после расшифровки генетического кода, молекулярная биология обратилась к гораздо более сложным надмолекулярными и клеточным системам. Оказалось возможным подойти к проблемам, связанным с молекулярной генетикой эукариот, с явлениями онтогенеза. На этом этапе молекулярная биология отошла от теоретической и экспериментальной молекулярной фи-аики. Причины этого лежат в сложности процессов, изучаемых. [c.221]

Расшифровка генетического кода и его роли в биосинтезе белков [c.781]

Некоторые из наиболее важных открытий последних лет в биологий связаны с расшифровкой генетического кода (гл. I, разд. А, 3) и выяс- нением путей, ведущих к синтезу нуклеиновых кислот и белков. Строев ние нуклеотидов и аминокислот (гл. 14), так же как химические основы процессов полимеризации (гл. 11), разд. Д), мы рассмотрели раньше В этой главе пойдет речь о механизмах, контролирующих реакции полимеризации и обеспечивающих организацию нуклеотидов и аминокислот в правильные последовательности. Изучение этих механизмов связано с развитием генетики и биохимии, что и отражено в названии данной главы [1, 5]. [c.182]

Становится очевидным, что, в отличие от менделевских болезней, предсказание на основе генетической информации будет ли подвержен тот или иной индивидуум мультифакториальной болезни, представляет собой сложную проблему, поскольку в этом случае наличие генетического дефекта еще не эквивалентно наличию болезни. Более того, в случае мультифакториальных болезней не ожидается, что мутационные дефекты каких-либо отдельных генов послужат причиной для всех или большинства случаев болезни. Исходя из этого можно заключить, что генетическая расшифровка мультифакториальных болезней является сложной задачей и, судя по всему, будет представлять главную пробле.му медицинской генетики в ближайшем будущем. [c.147]

Молекулярная биология как самостоятельная наука, изучающая молекулярные основы жизнедеятельности клетки, возникла на рубеже 1940—1950 гг., когда была установлена генетическая роль дезоксирибонуклеиновых кислот (ДНК), а расшифровка структуры ДНК позволила описать в простых физико-химических терминах принцип передачи наследуемых признаков от родительской клетки к дочерним. [c.5]

Возможность определения последовательности полипептида по последовательности коллинеарной нуклеиновой кислоты представляет не только чисто теоретический интерес. Дело в том, что в настоящее время особенно велик прогресс как в накоплении генетического материала, так и в расшифровке последовательности нуклеиновых кислот в то же время многие важные белки удается получить пока еще лишь в ничтожных количествах. Полный анализ [c.18]

Расшифровка генетической информации РНК и белок [c.33]

За десять лет, прошедших после обнародования теории двойной спирали ДНК и принципа комплементарности, раскрыты молекулярные механизмы репликации ДНК установлены процессы, отвечающие за расшифровку генетической информации и регуляцию синтеза генных продуктов выяснены многие причины, по которым эти продукты синтезируются в измененном виде. Со времени выхода в свет этой публикации и до наших дней открытие Уотсона и Крика нисколько не утратило своего значения. В частности, если бы не была установлена структура ДНК, сейчас не существовало бы технологии рекомбинантных ДНК. [c.45]

Многие аспекты обмена нуклеиновых кислот имеют самое непосредственное отношение к важнейшим проблемам современной молекулярной биологии и биохимии. В числе этих проблем — расшифровка молекулярных механизмов, определяющих синтез различных макромолекулярных структур, изучение законов передачи генетической информации, проблема клеточной дифференцировки и др. [c.422]

Рестриктазы — ферменты ДНК-азного типа действия, катализируют деполимеризацию ДНК в строго определенных участках молекулы. Рестриктазы обладают высокой специфичностью действия относительно азотистых оснований, расположенных рядом с расщепляемой связью. Они используются для расшифровки последовательности нуклеотидных остатков в ДНК фагов и вирусов, а также находят широкое применение в генетической инженерии для получения рекомбинантных ДНК (гл. 31). [c.424]

Продолжая свои опыты, упомянутые авторы стали добавлять не природную, а синтетическую РНК, синтез белка продолжался и в этом случае. Когда добавка состояла нз синтетической PHKi содержащей только один нуклеотид, а именно урацил, образовывался пептид, состоящий почти исключительно из фенилаланина. Даль-нейн1ее развитие подобных опытов позволило сделать большие успехи в расшифровке генетического кода — определить, как именно в молекуле РНК записан приказ включать в молекулу белка определенные аминокислоты. Считают, что каждая аминокислота имеет свой шифр , записанный в виде последовательнос- [c.351]

Практическая реа.шзация проекта "ГЕНОМ ЧЕ.ШВЕКА", направленного ка полную расшифровку этого генома [4], иг,19нцего размер 10 нуклеотидов и содержащего до юо ООО генов, свидетельствует о том, что уже в самое ближайшее время даже для первичной обработки огромных массивов молекулярно-генетических дашшх ( накопление, верификация, сравнительный [c.5]

Термин Г. впервые предложил В. Иогансен в 1909 для обозначения дискретных наследств, факторов, открытых Г. Менделем в 1865. Значит, прогресс в изучении тонкой структуры и закономерностей функционирования Г. связан с развитием методов генетической инженерии, позволяющих выделять индивидуальные Г. и получать их в препаративных кол-вах. Разработка способов расшифровки первичной структуры РНК, а позднее и ДНК, а также познание осн. механизмов биосинтеза нуклеиновых к-т в клетке открыли возможность искусств, синтеза Г. В 1967 А. Корн-берг впервые осуществил ферментативный синтез биологически активной ДНК фага XI74, содержащей 5 Г. В том же году X. Корана завершил полный хим. синтез двухцепочечного полинуклеотида (в одной цепи 199 нуклеотидов), соответствующего бактериальному Г., к-рый кодирует тиро-зиновую транспортную РНК. Однако применение хим. методов для синтеза Г. эукариот затруднено, в частности из-за очень большого их размера. Для этих целей более перспективно совместное использование хим. и ферментативных методов. [c.517]

Перед демонстрацией исключительных возможностей собственного подхода Меклер и Идлис "констатируют", что "сегодня молекулярная биология, исходя из аминокислотной последовательности даже такого маленького полипептида, ничего не может сказать ни о его трехмерной структуре вообще, ни о положении его S-S-связей в частности. Ибо огромное число степеней свободы этой полипептидной цепи исключает возможность рассчитать ее конформацию согласно законам физики и химии, например, исходя из величин энергий взаимодействий ее атомов. Согласно теории, которую мы разработали, трехмерная структура любого полипептида определяется биологически - совокупностью А-А-связей, образующихся между его аминокислотными остатками" [352. С. 47]. Эта цитата примечательна двумя высказанными в ней положениями. Первое свидетельствует о незнании авторами литературы, посвященной теоретическому конформационному анализу пептидов и белков, становление которого произошло в 1963 г. с появлением основополагающей работы Г. Рамачандрана и соавт. [356]. Прямым опровержением такого заявления Меклера и Идлис о неспособности физики и химии рассматривать подобные проблемы служат, во-первых, результаты расшифровки генетического кода трансляции, которые были получены как раз с помощью физики и химии, и, во-вторых, материал этой книги и ее библиография, насчитывающая многие сотни ссылок на теоретические конформационные исследования пептидов и белков. Второе положение касается не чисто научных, а в большей мере мировоззренческих вопросов. Оно возвращает читателя к казалось бы давно ушедшим временам, когда в материалистической философии серьезно обсуждалось существование механической, физической, химической и биологической особых форм движения материи, находящихся в субординационных отношениях. [c.540]

В середине 2000 г, сделано, возможно, одно из самых важных открытий XX в. - расшифровка генома человека. Геном - это хранилище генетической информации, записанной в структуре ДНК, своеобразный код профаммы жизни, который во многом определяет работу организ.ма в течение всего отпущенного ему срока Задача исследования информационного содержания геномов исключительно сложна, поскольку природа кодов, посредством которых записана информация до конца не выяснена. Подобные открытия создают необходимые условия для разработки на базе биокомпозитов не только уникальных лекарств, но и для решения задач конструирования нейрокомпьютеров будущего. [c.178]

Дальнейшее развитие биологии и медицины почти невозможно без применения методологических принципов современной биологической химии. Установление способов хранения и передачи генетической информации и принципов структурной организации белков и нуклеиновых кислот, расшифровка механизмов биосинтеза этих полимерных молекул, а также молекулярных механизмов трансформации энергии в живых системах, установление роли биомембран и субклеточных структур, несомненно, способствуют более глубокому проникновению в сокровенные тайны жизни и выяснению связи между структурой индивидуальных химических компонентов живой материи и их биологическими функциями. Овладение этими закономерностями и основополагающими принципами биологической химии не только способствует формированию у будущего врача диалектикоматериалистического понимания процессов жизни, но и дает ему новые, ранее недоступные возможности активного вмешательства в патологические процессы. Этими обстоятельствами диктуется необходимость изучения биологической химии студентами медицинских институтов. [c.9]

В последовательности ДНК—> РНК—> Белок недоставало сведений о том, каким образом происходят расшифровка наследственной информации и синтез специфических белков, определяющих широкое разнообразие признаков живых существ. В настоящее время выяснены основные процессы, посредством которых осуществляется передача наследственной информации репликация, т.е. синтез ДНК на матрице ДНК транскрипция, т.е. синтез РНК на матрице ДНК или перевод языка и типа строения ДНК на молекулу РНК (см. ранее), и трансляция—процесс, в котором генетическая информация, содержащаяся в молекуле мРНК, направляет синтез соответствующей аминокислотной последовательности в белке. Напомним, однако, что многие тонкие механизмы транскрипции и трансляции окончательно еще неясны. [c.511]

Эти опыты открыли возможность для экспериментальной расшифровки всего генетического кода, при помощи которого информация от РНК передается на синтезируемый белок. Последовательность нуклеотидов РНК реализуется в специфической последовательности аминокислот синтезируемой полипептидной цепи. Опыты М. Ниренберга свидетельствуют также о том, что не рибосома и не рибосомная рРНК являются матрицей, на которой синтезируются специфические белки, а эту роль выполняют поступающие извне матричные РНК. Итак, ДНК передает информацию на РНК, которая синтезируется в ядре и затем поступает в цитоплазму здесь РНК выполняет матричную функцию для синтеза специфической белковой молекулы. Матричная гипотеза белка, как и других полимерных молекул ДНК и РНК (см. ранее), в настоящее время получила подтверждение. Ее правомочность была доказана в экспериментах, которые обеспечивали точное воспроизведение первичной структуры полимерных молекул. Этот [c.519]

Молекулярная биология исследует молекулярную природу основных явлений жизни, прежде всего наследственности и изменчивости. Эти явления определяются строением и свойствами нуклеиновых кислот — информационных макромолекул. Становление молекулярной биологии связано с открытием генетической роли нуклеиновых кислот и с ее расшифровкой. Гены, т. е. фрагменты молекул ДНК и РНК, программируют синтез белков. Эти молекулы являются законодательными , а белки — исполнительными . Молекулярная биология началась с открытия трансформации бактерий посредством ДНК (Эвери, Мак-Леод, Мак-Карти, 1944). Молекулярная биология ищет объяснение биологических явлений в химии и молекулярной физике. Она изучает широкую совокупность жизненных процессов, в том числе ферментативный катализ, мембранный транспорт, механохимические явления и т. д. В отличие от классической биохимии, молекулярная биология объединяется с физикой и ее специфика состоит именно в физических аспектах исследований и задач. [c.220]

В дальнейшем эти положения были многократно подтверждены. Генетический код является триплетным, неперекрывающимся, лишенным запятых и вырожденным. Код универсален для всех организмов, начиная с вирусов и кончая человеком. (Впрочем, недавно установлено, что при синтезе цитохромоксидазы в митохондриях код несколько отличен от универсального—см. с. 279.) Полная расшифровка кода потребовала прямых биохимических опытов, ставших возможными лишь в результате раскрытия механизма биосинтеза белка. [c.262]

Более существенный аргумент состоит в том, что не удается наблюдать мутационные замещения двух соседних аминокислотных остатков в белке. Между тем мутация нуклеотида, общего для двух соседних аминокислот, должна приводить к такому двойному замещению. Уолл привел соображения, снижающиг силу этого аргумента [6]. Однако, поскольку не было найдено ни одного экспериментального доказательства перекрывания, есть веские основания считать генетический код неперекрываю-щимся. Полная расшифровка кода это подтвердила. [c.555]

Итак, генетический код является триплетным, неперекры-вающимся, лишенным запятых и вырожденным. Полная расшифровка кода потребовала прямых биохимических опытов, ставших возможными лишь после раскрытия механизма биосинтеза белка. [c.560]

Расшифровка генетического кода открыла перед исследователями ряД новых интересных возможностей. Информация, получаемая при установлении первичной структуры генов, может с помощью генетического кода легко переводиться в информацию о структуре кодируемого белка. Это в ряде случаев весьма существенно, так как техника секвенирования ДНК на сегодняшний день существенно проще, чем для белков. Правда, для такого перевода необходимо решить несколько нетривиальных задач. Во-первых, нужно правильно разбить установленную нуклеотидную последовательность на кодоны. Во- торых, нужно найти положение кодона, соответствующего первой аминокислоте полипептидной цепи. [c.173]

Расшифровка генетического кода была проведена синтетическим, а не аналитическим путем. Аналитический путь еще закрыт, так как пока не удалось установить Ьервичную структуру матрицы—ДНК или мРНК, соответствующую синтезируемой белковой цепи с известной последовательностью аминокислотных остатков. [c.583]

Хроматография позволила идентифицировать в газообразных или жидких продуктах переработки или экстракции ТГИ широкую гамму различных соединений. На рис. 23 приведена часть хроматограммы углеводородов первичной смолы бурого угля. Расшифровка пиков показала, что в составе углеводородов имеются изопреноиды, такие как пристан и фитин, генетически связанные с соединениями растений, в частности фиталом (см. гл. 2). Более сложными являются методики газохроматического исследования высокомолекулярных соединений, например нефтяных фракций (Гкип > 350°С), битумов, каменноугольных смол и пеков, при этом используют насадочные и капиллярные колонки большой длины и диаметром 0,25 мм. [c.79]

Другой весьма примечательный пример изучения ответственных пептидов можно найти в истории исследования эстераз. Янсен и др. [39] обнаружили, что в эквимолярных концентрациях дии-зопропилфторфосфат (ДИПФФ) способен необратимо подавлять активность некоторых протеаз и эстераз. Из гидролизатов этих ферментов удалось выделить и расшифровать структуру тех пептидов, с которыми связывается радиоактивный ингибитор. Результаты этой расшифровки представлены в табл. 7. У всех сравниваемых ферментов аминокислотные остатки, расположенные вблизи заблокированной ДИПФФ боковой цепи, содержащей серии, оказались идентичными или сходными. Это сопоставление также подтвердило справедливость принципа сходная структура— сходная функция . В химии белков этот принцип следует принимать с известной оговоркой аналогичной структуре не всегда соответствует тождественная функция, а чаще всего похожая или генетически близкая. Сходные структуры могут быть генетически близкими и возникать, например, от общего предшественника путем замены аминокислот в результате изменения одного основания в их кодоне. [c.41]

Информация о последовательности аминокислот в полипептидной цепи белка, программируемого информационной РНК, записана в молекуле этой РНК, а следовательно, и в соответствующем участке одной из цепей ДНК, в виде последовательности кодирующих эти аминокислоты тринуклеотидных фрагментов — кодонов. Необходимость как минимум трех нуклеотидов для кодирования каждой из 20 аминокислот, формирующих первичную полипептидную цепь при биосинтезе белков, вытекает из очевидных арифметических соображений ни каждый из четырех нуклеотидов по отдельности, ни 16 мыслимых динуклеотид-ных фрагментов не могут однозначно кодировать 20 аминокислот. Соответствие между 64 кодонами и 20 аминокислотами, участвующими в биосинтезе полипептидных цепей на рибосомах, получило название генетического кода. Первое доказательство самого факта существования генетического кода и первый шаг к его расшифровке были получены в эксперименте Ниренберга и Маттеи. Эти авторы показали, что на рибосомах в присутствии всех компонентов, необходимых для биосинтеза белка, и построенной полностью из фрагментов уридин-5 онофос-фата полиуридиловой кислоты в качестве информационной РНК, синтезируется полифенилаланин. Отсюда следовало, что фенилаланин кодируется несколькими, скорее всего тремя остатками уридиловой кислоты, т. е. кодоном для фенилаланина является тринуклеотид ШШ (в этом параграфе в табл. 5.2 символы межнуклеотидных фосфатов или заменяющие их черточки опущены). [c.172]

Само название нуклеиновые кислоты (от лат. nu leus — ядро) показывает, что открыты они были как составная часть клеточного ядра, в котором действительно присутствуют оба класса нуклеиновых кислот — ДНК и РНК. Основным местом локализации ДНК являются структуры клеточного ядра — хромосомы, в которых ДНК находится в виде комплексов с белками — дезоксирибонуклеотидов. ДНК ( 1% от общего количества) также обнаружена в митохондриях всех типов эукариотических клеток и в хлоропластах растительных клеток. В структуре ядерной ДНК заложена информация о видовых специфических признаках, которые определяют характер данной клетки и всего организма и передаются по наследству. В цитоплазме клеток имеются значительные количества РНК, участвующие в реализации генетической информации. Важными открытиями в изучении нуклеиновых кислот, удостоенными Нобелевской премии, явились установление пространственной структуры ДНК Дж. Уотсоном, Ф. Криком и М. Уилкинсом, ферментативный синтез в бесклеточной системе биологически активной ДНК, осуществленный А. Корн-бергом и С. Очоа, блестящие исследования М. Ниренберга, Р. Холи и X. Корана, послужившие предпосылкой для расшифровки генетического кода. [c.171]

Принципиально первичную структуру белков можно определять путем непосредственного анализа аминокислотной последовательности или путем расшифровки ну1слеотидноп последовательности соответствующих генов с помощью генетического кода. Естественно, наибольшую надежность обеспечивает сочетание этих методов. [c.33]

Знание первичной структуры нук.пеиновых кислот необходимо для выяснения связи между нх строением и биологической функцией и в конечном итоге — для понимания механизма их биологического действия. При этом приобретают прочную основу выводы эволюционного и таксономического (систематического) плана. Однако в последние годы расшифровка нуклеотидной последовательности генетических структур стала и главным путем выяснения первичной структуры соответствующих белков, обеспечив очень быстрый прогресс в этой области. [c.308]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология