Основы молекулярной биологии - В.И. Резяпкин 2009

Трансляция
Свойства генетического кода

Генетический код характеризуется рядом свойств, рассмотрим их.

Триплетность кода

Как отмечалось выше, кодон состоит из последовательности, состоящей из трех нуклеотидов, из этого вытекает важнейшее свойство кода - его триплетность. Кодон не может быть представлен последовательностью, состоящей из двух нуклеотидов. Так как число отличающихся друг от друга динуклеотидов, состоящих из четырех различных нуклеотидов, равно 4²=16. Этого не достаточно для кодирования 20 стандартных аминокислот. Число же возможных тринуклеотидов (триплетов), состоящих из четырех разных нуклеотидов, равно 4³=64. 61 из 64 триплетов являются смысловыми кодонами, т.е. кодирующими аминокислоты, 3 триплета - некодирующими, т.е. нонсен-кодонами, отвечающими за терминацию синтеза белка.

Вырожденность кода

Каждый из 61 смысловых триплетов кодирует включение в белок одну из 20 стандартных аминокислот. Поскольку число кодонов превосходит число, закодированных ими аминокислот приблизительно в 3 раза, включение одной и той же аминокислоты в белок определяет, как правило, несколько кодонов. Это особенность кода получила название вырожденность кода. Одним кодоном зашифрованы только 2 аминокислоты - метионин и триптофан. Лейцин, серин и аргинин кодируются шестью кодонами, а валин, аланин, глицин, пролин, треонин - четырьмя кодонами (рис. 6.2). Триплеты, кодирующие одну и ту же аминокислоту, чаще всего отличаются друг от друга последним нуклеотидом (рис. 6.2).

Очевидно, что, зная генетический код, можно по первичной структуре иРНК установить последовательность аминокислотных остатков в закодированной в ней полипептидной цепи. В то же время из-за вырожденности кода нельзя однозначно перевести аминокислотную последовательность белка в нуклеотидную последовательность иРНК.

Рис. 6.2. Генетический код

Однозначность кода

Это свойства кода означает, что каждому кодону соответствует только одна строго определенная аминокислота. Например, триплет ГГУ кодирует только глицин, но ни какую другую аминокислоту

Неперекрываемость кода

В соответствии с этим свойством следующие за инициирующим триплетом кодоны читаются друг за другом, не перекрываясь и без каких-либо пропусков до нонсенс-кодона (рис. 6.1).

Универсальность кода

Универсальность кода означает, что он одинаков для всех организмов. Тем не менее, существуют исключения. В митохондриальной иРНК присутствуют триплеты, имеющие другой смысл, чем в иРНК ядерного происхождения. Так в иРНК митохондрий триплет УГА кодирует триптофан, триплет АУА - метионин, а АГА и АГГ прочитываются как стоп-кодоны.