Амин хүчлийн генетик код. Уураг ба нуклейн хүчлүүдийн биосинтез. Ген, генетикийн код

Ген- тодорхой шинж чанар, эд хөрөнгийн хөгжлийг хянадаг удамшлын бүтэц, үйл ажиллагааны нэгж. Эцэг эхчүүд үр удамд үр удамд нь генийн багцыг дамжуулдаг.Генийг судлахад Оросын эрдэмтэд Симашкевич Е.А., Гаврилова Ю.А., Богомазова О.В.(2011) ихээхэн хувь нэмэр оруулсан.

Одоогийн байдлаар молекул биологийн хувьд ген нь нэг уургийн молекул эсвэл нэг РНХ молекулын бүтцийн тухай ямар ч салшгүй мэдээллийг агуулсан ДНХ-ийн хэсгүүд болохыг тогтоожээ. Эдгээр болон бусад функциональ молекулууд нь организмын хөгжил, өсөлт, үйл ажиллагааг тодорхойлдог.

Үүний зэрэгцээ ген бүр нь генийн илэрхийлэлийг зохицуулахад шууд оролцдог промоторууд гэх мэт хэд хэдэн тусгай зохицуулалтын ДНХ-ийн дарааллаар тодорхойлогддог. Зохицуулалтын дараалал нь уургийг кодлодог нээлттэй унших хүрээний ойролцоо эсвэл промотеруудын нэгэн адил РНХ-ийн дарааллын эхэнд байрладаг. cis cis зохицуулалтын элементүүд), мөн сайжруулагч, тусгаарлагч, дарангуйлагч (заримдаа гэж ангилдаг) зэрэг олон сая суурь хосуудын (нуклеотид) зайд байдаг. транс- зохицуулалтын элементүүд транс зохицуулалтын элементүүд). Тиймээс генийн тухай ойлголт нь зөвхөн ДНХ-ийн кодлох бүсээр хязгаарлагдахгүй бөгөөд зохицуулалтын дарааллыг багтаасан илүү өргөн ойлголт юм.

Уг нь нэр томъёо генсалангид удамшлын мэдээллийг дамжуулах онолын нэгж болж гарч ирэв. Биологийн түүх нь ямар молекулууд удамшлын мэдээллийн тээвэрлэгч байж болох тухай маргааныг санаж байна. Ихэнх судлаачид зөвхөн уураг нь ийм тээвэрлэгч байж болно гэж үздэг, учир нь тэдгээрийн бүтэц (20 амин хүчил) нь танд үүсгэх боломжийг олгодог. илүү олон сонголтзүгээр л бүрдсэн ДНХ-ийн бүтцээс илүү дөрвөн төрөлнуклеотидууд. Хожим нь энэ нь удамшлын мэдээллийг агуулсан ДНХ гэдгийг туршилтаар нотолсон бөгөөд энэ нь молекул биологийн гол сургаал болгон илэрхийлэгджээ.

Генүүд мутацид өртөж болно - ДНХ-ийн гинжин хэлхээний нуклеотидын дараалалд санамсаргүй эсвэл зорилготой өөрчлөлтүүд. Мутаци нь дарааллыг өөрчлөхөд хүргэдэг тул өөрчлөлтийг бий болгодог биологийн шинж чанаруураг эсвэл РНХ, энэ нь эргээд биеийн ерөнхий эсвэл орон нутгийн өөрчлөлт, хэвийн бус үйл ажиллагаанд хүргэж болзошгүй. Ийм мутаци нь зарим тохиолдолд эмгэг төрүүлэгч байдаг, учир нь үр дүн нь өвчин, үр хөврөлийн түвшинд үхэлд хүргэдэг. Гэсэн хэдий ч нуклеотидын дарааллын бүх өөрчлөлт нь уургийн бүтцэд (удамшлын кодын доройтлын нөлөөгөөр) өөрчлөлтөд хүргэдэггүй. мэдэгдэхүйц өөрчлөлтдараалал ба эмгэг төрүүлэгч биш юм. Ялангуяа хүний ​​геном нь нэг нуклеотидын полиморфизм, хуулбарын тооны өөрчлөлтөөр тодорхойлогддог. тооны өөрчлөлтийг хуулбарлах), хүний ​​бүх нуклеотидын дарааллын 1 орчим хувийг бүрдүүлдэг устгал, давхардал гэх мэт. Ялангуяа нэг нуклеотидын полиморфизм нь нэг генийн өөр өөр аллелийг тодорхойлдог.

ДНХ-ийн хэлхээ бүрийг бүрдүүлдэг мономерууд нь нарийн төвөгтэй байдаг органик нэгдлүүд, үүнд азотын суурь: аденин (А) эсвэл тимин (Т) эсвэл цитозин (С) эсвэл гуанин (G), таван атомт сахар-пентоз-дезоксирибоз, ДНХ өөрөө нэрлэгдсэн, мөн фосфорын хүчлийн үлдэгдэл. Эдгээр нэгдлүүдийг нуклеотид гэж нэрлэдэг.

Генийн шинж чанарууд

1. салангид байдал - генийн үл нийцэх байдал;
2. тогтвортой байдал - бүтцийг хадгалах чадвар;
3. лабиль - дахин дахин мутаци хийх чадвар;
4. олон аллелизм - олон ген нь олон янзын молекул хэлбэрээр популяцид байдаг;
5. аллелизм - диплоид организмын генотипэд генийн зөвхөн хоёр хэлбэр;
6. өвөрмөц байдал - ген бүр өөрийн гэсэн шинж чанарыг кодлодог;
7. плейотропи - генийн олон нөлөө;
8. илэрхийлэх чадвар - шинж чанар дахь генийн илэрхийлэлийн зэрэг;
9. нэвтрэлт - фенотип дэх генийн илрэлийн давтамж;
10. олшруулалт - генийн хуулбарын тоо нэмэгдэх.

Ангилал

1. Бүтцийн генүүд- тодорхой уураг эсвэл зарим төрлийн РНХ-ийг кодлодог нэг дарааллыг илэрхийлдэг геномын өвөрмөц бүрэлдэхүүн хэсгүүд. (Мөн нийтлэлийн генийг үзнэ үү өрх).
2. Функциональ генүүд - бүтцийн генийн ажлыг зохицуулдаг.

Генетик код- нуклеотидын дарааллыг ашиглан уургийн амин хүчлийн дарааллыг кодлох бүх амьд организмд байдаг арга.

ДНХ-д дөрвөн нуклеотидыг ашигладаг - аденин (А), гуанин (G), цитозин (С), тимин (Т), орос хэл дээрх уран зохиолд A, G, C, T үсгээр тэмдэглэгдсэн байдаг. Эдгээр үсгүүдийг бүрдүүлдэг. генетикийн кодын цагаан толгой. РНХ-д ижил нуклеотидуудыг ашигладаг бөгөөд тиминээс бусад нь ижил төстэй нуклеотид - урацилаар солигддог бөгөөд энэ нь U үсгээр тэмдэглэгдсэн байдаг (Орос хэл дээрх уран зохиолд U). ДНХ ба РНХ молекулуудад нуклеотидууд гинжин хэлхээнд байрладаг бөгөөд ингэснээр генетикийн үсгийн дарааллыг олж авдаг.

Генетик код

Байгальд уураг үүсгэхэд ашигладаг 20 төрлийн амин хүчлүүд байдаг. Уураг бүр нь тодорхой дарааллаар амин хүчлүүдийн гинж эсвэл хэд хэдэн гинж юм. Энэ дараалал нь уургийн бүтэц, тиймээс түүний бүх бүтцийг тодорхойлдог биологийн шинж чанар. Амин хүчлүүдийн багц нь бараг бүх амьд организмд түгээмэл байдаг.

Амьд эсэд генетикийн мэдээллийг хэрэгжүүлэх (өөрөөр хэлбэл генээр кодлогдсон уургийн нийлэгжилт) нь хоёр матриц процессыг ашиглан явагддаг: транскрипц (өөрөөр хэлбэл ДНХ-ийн загвар дээрх мРНХ-ийн синтез) ба генетикийн кодын орчуулга. амин хүчлийн дараалалд (мРНХ дээр полипептидийн гинжний синтез). Гурван дараалсан нуклеотид нь 20 амин хүчлийг кодлоход хангалттай бөгөөд зогсох дохио нь уургийн дарааллын төгсгөл гэсэн үг юм. Гурван нуклеотидын багцыг триплет гэж нэрлэдэг. Амин хүчил ба кодонтой тохирох товчлолуудыг зурагт үзүүлэв.

Үл хөдлөх хөрөнгө

1. Гурвалсан байдал- кодын чухал нэгж нь гурван нуклеотидын (гурвалсан эсвэл кодон) хослол юм.
2. Тасралтгүй байдал- гурвалсан хоёрын хооронд цэг таслал байхгүй, өөрөөр хэлбэл мэдээллийг тасралтгүй уншдаг.
3. давхцахгүй- ижил нуклеотид нь нэгэн зэрэг хоёр ба түүнээс дээш гурвалсан хэсгүүдийн нэг хэсэг байж болохгүй (хэд хэдэн хүрээний уургийг кодлодог вирус, митохондри, бактерийн давхцаж буй зарим генийн хувьд ажиглагдаагүй).
4. Хоёрдмол утгагүй байдал (өвөрмөц байдал)- тодорхой кодон нь зөвхөн нэг амин хүчилтэй тохирдог (гэхдээ UGA кодон нь Еуплот Крассусхоёр амин хүчлийн кодууд - цистеин ба селеноцистеин)
5. доройтол (илүүдэл)Хэд хэдэн кодон нь ижил амин хүчилтэй тохирч болно.
6. Олон талт байдал- генетикийн код нь янз бүрийн түвшний нарийн төвөгтэй организмд ижил аргаар ажилладаг - вирусээс хүн хүртэл (генийн инженерчлэлийн аргууд нь үүн дээр суурилдаг; "Стандарт генетик кодын өөрчлөлтүүд" хүснэгтэд үзүүлсэн хэд хэдэн үл хамаарах зүйлүүд байдаг. "доорх хэсэг).
7. Дуу чимээний дархлаа- кодлогдсон амин хүчлийн ангийн өөрчлөлтөд хүргэдэггүй нуклеотидын орлуулалтын мутацыг гэнэ. консерватив; Кодлогдсон амин хүчлийн ангиллын өөрчлөлтөд хүргэдэг нуклеотидын орлуулалтын мутацуудыг нэрлэдэг радикал.

Уургийн биосинтез ба түүний үе шатууд

Уургийн биосинтез- мРНХ ба тРНХ молекулуудын оролцоотойгоор амьд организмын эсийн рибосом дээр явагддаг амин хүчлийн үлдэгдэлээс полипептидийн гинжийг нэгтгэх олон үе шаттай нарийн төвөгтэй үйл явц.

Уургийн биосинтезийг транскрипц, боловсруулалт, орчуулгын үе шатуудад хувааж болно. Транскрипцийн явцад ДНХ-ийн молекулуудад кодлогдсон генетикийн мэдээллийг уншиж, энэ мэдээллийг мРНХ молекулуудад бичдэг. Боловсруулалтын хэд хэдэн дараалсан үе шатанд дараагийн үе шатанд шаардлагагүй зарим фрагментуудыг мРНХ-ээс хасаж, нуклеотидын дарааллыг засдаг. Кодыг цөмөөс рибосом руу шилжүүлсний дараа бие даасан амин хүчлийн үлдэгдлийг өсөн нэмэгдэж буй полипептидийн гинжин хэлхээнд хавсаргаснаар уургийн молекулуудын бодит нийлэгжилт явагдана.

Транскрипци ба орчуулгын хооронд мРНХ молекул нь полипептидийн гинжин хэлхээний нийлэгжилтийн үйл ажиллагааны загвар боловсорч гүйцэхийг баталгаажуулдаг хэд хэдэн дараалсан өөрчлөлтөд ордог. 5' төгсгөлд малгай, 3' төгсгөлд поли-А сүүлийг бэхэлсэн нь мРНХ-ийн амьдрах хугацааг уртасгадаг. Эукариот эсэд боловсруулалт бий болсноор ДНХ-ийн нуклеотидын нэг дараалалаар кодлогдсон олон төрлийн уураг авахын тулд генийн экзонуудыг нэгтгэх боломжтой болсон - өөр залгах.

Орчуулга нь мессенжер РНХ-д кодлогдсон мэдээллийн дагуу полипептидийн гинжин хэлхээний синтезээс бүрдэнэ. Амин хүчлийн дарааллыг ашиглан зохион байгуулдаг тээвэрлэлтАмин хүчлүүдтэй цогцолбор үүсгэдэг РНХ (tRNA) - aminoacyl-tRNA. Амин хүчил бүр өөрийн гэсэн тРНХ-тэй бөгөөд энэ нь мРНХ кодонтой "тохирох" антикодонтой. Орчуулах явцад полипептидийн гинж хуримтлагдах үед рибосом мРНХ-ийн дагуу хөдөлдөг. Уургийн нийлэгжилтийн энергийг ATP хангадаг.

Дараа нь бэлэн болсон уургийн молекулыг рибосомоос салгаж, эсийн зөв газарт шилжүүлнэ. Зарим уураг идэвхтэй төлөвтөө хүрэхийн тулд орчуулгын дараах нэмэлт өөрчлөлтийг шаарддаг.

Аливаа эс, организмд анатомийн, морфологи, функциональ шинж чанарын бүх шинж чанарууд нь тэдгээрт багтсан уургийн бүтцээр тодорхойлогддог. Организмын удамшлын шинж чанар нь тодорхой уураг нийлэгжүүлэх чадвар юм. Амин хүчлүүд нь биологийн шинж чанараас хамаардаг полипептидийн гинжин хэлхээнд байрладаг.
Эс бүр ДНХ-ийн полинуклеотидын гинжин хэлхээнд нуклеотидын өөрийн гэсэн дараалалтай байдаг. Энэ бол ДНХ-ийн генетикийн код юм. Түүгээр дамжуулан тодорхой уургийн нийлэгжилтийн талаарх мэдээллийг бүртгэдэг. Генетик код гэж юу болох, түүний шинж чанар, генетикийн мэдээллийн талаар энэ нийтлэлд тайлбарласан болно.

Жаахан түүх

Магадгүй генетикийн код байдаг гэсэн санааг 20-р зууны дунд үед Ж.Гамов, А.Даун нар томъёолжээ. Тэд тодорхой нэг амин хүчлийн нийлэгжилтийг хариуцдаг нуклеотидын дараалал дор хаяж гурван холбоосыг агуулдаг гэж тодорхойлсон. Хожим нь тэд гурвалсан эсвэл кодон гэж нэрлэгддэг гурван нуклеотидын яг тоог (энэ нь генетикийн кодын нэгж) нотолсон. РНХ үүсдэг хүчил молекул нь дөрвөн өөр нуклеотидын үлдэгдэлээс бүрддэг тул нийт жаран дөрвөн нуклеотид байдаг.

Генетик код гэж юу вэ

Нуклеотидын дарааллаас шалтгаалан амин хүчлүүдийн уургийн дарааллыг кодлох арга нь бүх амьд эс, организмын онцлог шинж юм. Энэ бол генетикийн код юм.
ДНХ-д дөрвөн нуклеотид байдаг.

• аденин - А;
• гуанин - G;
• цитозин - C;
• тимин - Т.

Тэдгээрийг латин эсвэл (орос хэл дээрх уран зохиолд) орос хэл дээр том үсгээр тэмдэглэнэ.
РНХ нь мөн дөрвөн нуклеотидтэй боловч тэдгээрийн нэг нь ДНХ-ээс ялгаатай:

• аденин - А;
• гуанин - G;
• цитозин - C;
• урацил - У.

Бүх нуклеотидууд гинжин хэлхээнд байрладаг бөгөөд ДНХ-д давхар спираль үүсдэг ба РНХ-д дан байдаг.
Уургууд нь хорин амин хүчлүүд дээр тогтдог бөгөөд тэдгээр нь тодорхой дарааллаар байрлаж, түүний биологийн шинж чанарыг тодорхойлдог.

Генетик кодын шинж чанарууд

Гурвалсан байдал. Генетик кодын нэгж нь гурван үсгээс бүрддэг бөгөөд энэ нь гурвалсан юм. Энэ нь одоо байгаа хорин амин хүчлийг кодон эсвэл трилпет гэж нэрлэдэг гурван өвөрмөц нуклеотидоор кодлодог гэсэн үг юм. Дөрвөн нуклеотидаас үүсгэж болох жаран дөрвөн хослол байдаг. Энэ хэмжээ нь хорин амин хүчлийг кодлоход хангалттай юм.
доройтол. Амин хүчил бүр нь метионин ба триптофаныг эс тооцвол нэгээс олон кодонтой тохирдог.
Хоёрдмол утгагүй байдал. Нэг кодон нь нэг амин хүчлийг кодлодог. Жишээлбэл, гемоглобины бета зорилтот тухай мэдээлэлтэй эрүүл хүний ​​генд хадуур эсийн цус багадалттай хүн бүрт GAG болон GAA-ийн гурвалсан A кодчилол, нэг нуклеотид өөрчлөгддөг.
Хамтарсан байдал. Амин хүчлийн дараалал нь генд агуулагдах нуклеотидын дараалалтай үргэлж тохирдог.
Генетик код нь тасралтгүй бөгөөд нягтаршилтай байдаг бөгөөд энэ нь "цэг таслал" байхгүй гэсэн үг юм. Өөрөөр хэлбэл, тодорхой кодоноос эхлэн тасралтгүй уншилт байдаг. Жишээ нь: AUGGUGTSUUAAAUGUG-ийг AUG, GUG, CUU, AAU, GUG гэж уншина. Гэхдээ AUG, UGG гэх мэт, эсвэл өөр аргаар биш.
Олон талт байдал. Энэ нь хүнээс загас, мөөгөнцөр, бактери хүртэл хуурай газрын бүх организмд адилхан юм.

Хүснэгт

Хүснэгтэнд байгаа бүх амин хүчлүүд байдаггүй. Гидроксипролин, гидроксилизин, фосфозерин, тирозин, цистин болон бусад иодын деривативууд байхгүй, учир нь эдгээр нь мРНХ-ээр кодлогдсон бусад амин хүчлүүдийн дериватив бөгөөд орчуулгын үр дүнд уургийн өөрчлөлтийн дараа үүсдэг.
Генетик кодын шинж чанараас харахад нэг кодон нь нэг амин хүчлийг кодлох чадвартай байдаг. Үл хамаарах зүйл бол жүжигчин юм нэмэлт функцуудудамшлын код болох валин ба метионины кодчилол. РНХ нь кодонтой эхэн үедээ формил метион агуулсан т-РНХ-г холбодог. Синтез дууссаны дараа өөрөө салж, формилын үлдэгдлийг авч, метионины үлдэгдэл болж хувирдаг. Тиймээс дээрх кодонууд нь полипептидийн гинжин нийлэгжилтийг санаачлагчид юм. Хэрэв тэд эхэндээ байхгүй бол тэд бусдаас ялгаагүй болно.

генетикийн мэдээлэл

Энэ ойлголт нь өвөг дээдсээс дамжсан шинж чанаруудын хөтөлбөр гэсэн үг юм. Энэ нь удамшилд удамшлын код хэлбэрээр шингэсэн байдаг.
Уургийн нийлэгжилтийн үед хэрэгжүүлсэн генийн код:

• мэдээлэл ба РНХ;
• рибосомын рРНХ.

Мэдээлэл нь шууд холбоо (ДНХ-РНХ-уураг) ба урвуу (орчин-уураг-ДНХ) замаар дамждаг.
Организмууд үүнийг хүлээн авах, хадгалах, шилжүүлэх, хамгийн үр дүнтэй ашиглах боломжтой.
Мэдээлэл нь удамшлын хувьд организмын хөгжлийг тодорхойлдог. Гэхдээ харилцан үйлчлэлийн улмаас орчинСүүлчийн хариу урвал гажуудаж, үүнээс болж хувьсал, хөгжил явагддаг. Тиймээс биед шинэ мэдээлэл бий болдог.

Молекул биологийн хуулиудын тооцоолол, генетикийн кодыг нээсэн нь генетикийг Дарвины онолтой хослуулах хэрэгцээг харуулсан бөгөөд үүний үндсэн дээр хувьслын синтетик онол - сонгодог бус биологи бий болсон.
Удамшил, хувьсах чанар, Дарвины байгалийн шалгарлыг генетикийн хувьд тодорхойлсон сонголтоор нөхдөг. Хувьсал нь удамшлын түвшинд санамсаргүй мутаци, хүрээлэн буй орчинд хамгийн их дасан зохицсон хамгийн үнэ цэнэтэй шинж чанаруудын өв залгамжлалаар явагддаг.

Хүний кодыг тайлж байна

90-ээд онд Хүний геномын төсөл хэрэгжиж эхэлсэн бөгөөд үүний үр дүнд 2000-аад онд хүний ​​генийн 99.99%-ийг агуулсан геномын хэлтэрхийнүүд илэрсэн. Уургийн нийлэгжилтэнд оролцдоггүй, кодлогдоогүй хэсгүүд тодорхойгүй хэвээр үлджээ. Тэдний үүрэг одоог хүртэл тодорхойгүй байна.

Хамгийн сүүлд 2006 онд нээсэн 1-р хромосом нь геномын хамгийн урт нь юм. Гурван зуун тавин гаруй өвчин, түүний дотор хорт хавдар нь эмгэг, мутацийн үр дүнд үүсдэг.

Ийм судалгааны үүргийг хэт үнэлж баршгүй. Тэд удамшлын код гэж юу болохыг олж мэдсэнээр хөгжлийн ямар хэлбэрүүд, морфологийн бүтэц, сэтгэл зүй, зарим өвчинд нэрвэгдэх хандлага, бодисын солилцоо, хувь хүний ​​гаж нөлөө хэрхэн үүсдэг нь тодорхой болсон.

Өмнө нь бид нуклеотидууд нь дэлхий дээр амьдрал үүсэх чухал шинж чанартай байдаг - уусмал дахь нэг полинуклеотидын гинж байгаа тохиолдолд холбогдох нуклеотидын нэмэлт нэгдэл дээр үндэслэн хоёр дахь (зэрэгцээ) гинж үүсэх үйл явц аяндаа явагддаг гэж бид онцолсон. . Хоёр гинжин хэлхээнд ижил тооны нуклеотид ба тэдгээрийн химийн холбоо нь ийм урвалыг хэрэгжүүлэх зайлшгүй нөхцөл юм. Гэсэн хэдий ч уургийн нийлэгжилтийн үед мРНХ-ийн мэдээллийг уургийн бүтцэд нэвтрүүлэх үед нэмэлт байх зарчмыг ажиглах асуудал байхгүй. Энэ нь мРНХ болон нийлэгжсэн уураг дахь мономеруудын тоо өөр өөр байдагтай холбоотой, гэхдээ хамгийн чухал нь тэдгээрийн хооронд бүтцийн ижил төстэй байдал байдаггүй (нэг талаас нуклеотидууд, нөгөө талаас амин хүчлүүд) . Энэ тохиолдолд мэдээллийг полинуклеотидээс полипептидийн бүтцэд яг таг хөрвүүлэх шинэ зарчмыг бий болгох шаардлагатай байгаа нь тодорхой байна. Хувьслын хувьд ийм зарчмыг бий болгож, генетикийн кодыг үндэс болгон тавьсан.

Удамшлын код нь ДНХ эсвэл РНХ дахь нуклеотидын дарааллын тодорхой ээлжинд суурилсан нуклейн хүчлийн молекул дахь удамшлын мэдээллийг бүртгэх систем бөгөөд уураг дахь амин хүчлүүдтэй тохирох кодон үүсгэдэг.

Генетик код нь хэд хэдэн шинж чанартай байдаг.

Гурвалсан байдал.

Муухайрах эсвэл илүүдэл.

Хоёрдмол утгагүй байдал.

Туйлшрал.

Давхарддаггүй.

Авсаархан байдал.

Олон талт байдал.

Зарим зохиогчид кодтой холбоотой бусад шинж чанаруудыг санал болгодог гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй химийн шинж чанаркодонд орсон нуклеотидууд эсвэл бие махбодийн уураг дахь амин хүчлүүдийн бие даасан илрэлийн давтамж гэх мэт. Гэсэн хэдий ч эдгээр шинж чанарууд дээр дурдсан зүйлсээс үүдэлтэй тул бид тэдгээрийг тэнд авч үзэх болно.

а. Гурвалсан байдал. Генетик код нь олон нарийн зохион байгуулалттай системүүдийн нэгэн адил хамгийн жижиг бүтцийн болон хамгийн жижиг функциональ нэгжтэй байдаг. Гурвалсан бол генетикийн кодын хамгийн жижиг бүтцийн нэгж юм. Энэ нь гурван нуклеотидаас бүрдэнэ. Кодон нь генетикийн кодын хамгийн жижиг функциональ нэгж юм. Дүрмээр бол мРНХ гурвалсануудыг кодон гэж нэрлэдэг. Генетик кодонд кодон нь хэд хэдэн функцийг гүйцэтгэдэг. Нэгдүгээрт, түүний гол үүрэг бол нэг амин хүчлийг кодлох явдал юм. Хоёрдугаарт, кодон нь амин хүчлийг кодлохгүй байж болох ч энэ тохиолдолд өөр үүрэг гүйцэтгэдэг (доороос үзнэ үү). Тодорхойлолтоос харахад гурвалсан гэдэг нь тодорхойлогддог ойлголт юм анхан шатны бүтцийн нэгжгенетикийн код (гурван нуклеотид). кодоныг тодорхойлдог анхан шатны семантик нэгжгеном - гурван нуклеотид нь нэг амин хүчлийн полипептидийн гинжин холбоог тодорхойлдог.

Анхан шатны бүтцийн нэгжийг эхлээд онолын хувьд тайлж, дараа нь түүний оршин тогтнолыг туршилтаар баталгаажуулсан. Үнэн хэрэгтээ 20 амин хүчлийг нэг эсвэл хоёр нуклеотидоор кодлох боломжгүй юм. Сүүлийнх нь ердөө 4. Дөрвөн нуклеотидын гурав нь 4 3 = 64 хувилбарыг өгдөг бөгөөд энэ нь амьд организмд агуулагдах амин хүчлүүдийн тооноос илүү (Хүснэгт 1-ийг үз).

Хүснэгт 64-т үзүүлсэн нуклеотидын нэгдэл нь хоёр онцлогтой. Нэгдүгээрт, гурвалсан хүүхдийн 64 хувилбараас зөвхөн 61 нь кодон бөгөөд аливаа амин хүчлийг кодлодог. мэдрэх кодонууд. Гурван гурав дахин кодчилдоггүй

Хүснэгт 1.

Мессенжер РНХ кодонууд ба тэдгээрийн холбогдох амин хүчлүүд

Кодонуудын үндсэн ойлголтууд
				дэмий юм	дэмий юм
				дэмий юм
					Уулзсан
					Босоо ам

А амин хүчлүүд нь орчуулгын төгсгөлийг харуулсан зогсолтын дохио юм. Ийм гурван ихэр хүүхэд бий UAA, UAG, UGA, тэдгээрийг мөн "утгагүй" (утгагүй кодонууд) гэж нэрлэдэг. Гурвалсан дахь нэг нуклеотидыг нөгөөгөөр солихтой холбоотой мутацийн үр дүнд мэдрэхүйн кодоноос утгагүй кодон үүсч болно. Энэ төрлийн мутаци гэж нэрлэгддэг утгагүй мутаци. Хэрэв ийм зогсоох дохио нь генийн дотор (түүний мэдээллийн хэсэгт) үүссэн бол энэ газарт уургийн нийлэгжилтийн явцад процесс тасралтгүй тасалддаг - зөвхөн уургийн эхний хэсэг (зогсоох дохионы өмнө) нийлэгдэнэ. Ийм эмгэгтэй хүн уургийн дутагдалд орж, энэ дутагдалтай холбоотой шинж тэмдгүүд илэрдэг. Жишээлбэл, гемоглобины бета гинжийг кодлодог генээс ийм төрлийн мутаци илэрсэн. Богиносгосон идэвхгүй гемоглобины гинж нийлэгжиж, хурдан устдаг. Үүний үр дүнд бета гинжгүй гемоглобины молекул үүсдэг. Ийм молекул нь үүргээ бүрэн биелүүлэх магадлал багатай нь тодорхой юм. Босож байна хүнд өвчин, цус задралын цус багадалтын төрлөөс хамааран хөгжиж байна (бета-тэг талассеми, грек үгнээс "Талас" - Газар дундын тэнгис, энэ өвчин анх нээгдсэн газар).

Зогсоолын кодонуудын үйл ажиллагааны механизм нь мэдрэхүйн кодонуудын үйл ажиллагааны механизмаас өөр байдаг. Энэ нь амин хүчлийг кодлодог бүх кодонуудын хувьд харгалзах tRNA-ууд олдсонтой холбоотой юм. Утгагүй кодонуудын хувьд тРНХ олдсонгүй. Тиймээс тРНХ нь уургийн нийлэгжилтийг зогсоох үйл явцад оролцдоггүй.

кодон8 САР (заримдаа бактери дахь GUG) нь зөвхөн амин хүчлийн метионин, валиныг кодлохоос гаднанэвтрүүлэг санаачлагч .

б. Муухайрах эсвэл илүүдэл.

64 гурвын 61 нь 20 амин хүчлийг кодлодог. Гурвалсан тоо нь амин хүчлүүдийн тооноос гурав дахин их байгаа нь мэдээлэл дамжуулахад кодлох хоёр сонголтыг ашиглаж болохыг харуулж байна. Нэгдүгээрт, 20 амин хүчлийг кодлоход 64 кодон бүгд оролцдоггүй, зөвхөн 20, хоёрдугаарт, амин хүчлийг хэд хэдэн кодоноор кодлох боломжтой. Судалгаанаас үзэхэд байгаль сүүлийн хувилбарыг ашигласан.

Түүний сонголт тодорхой байна. Хэрэв 64 гурвалсан хувилбараас зөвхөн 20 нь амин хүчлийг кодлоход оролцсон бол 44 гурвалсан (64-өөс) нь кодлогдоогүй хэвээр байх болно. утгагүй (утгагүй кодонууд). Мутацийн үр дүнд кодлогч гурвалсан нь утгагүй кодон болж хувирах нь эсийн амьдралд хэчнээн аюултай болохыг бид өмнө нь онцолж байсан - энэ нь РНХ полимеразын хэвийн үйл ажиллагааг ихээхэн алдагдуулж, улмаар өвчний хөгжилд хүргэдэг. Одоогийн байдлаар бидний геномд гурван утгагүй кодон байгаа бөгөөд хэрэв утгагүй кодонуудын тоо ойролцоогоор 15 дахин нэмэгдвэл юу болохыг төсөөлөөд үз дээ. Ийм нөхцөлд ердийн кодонууд утгагүй кодонд шилжих нь хэмжээлшгүй өндөр байх нь ойлгомжтой.

Нэг амин хүчлийг хэд хэдэн гурвалсанаар кодлодог кодыг доройтсон буюу илүүдэл гэж нэрлэдэг. Бараг бүх амин хүчил хэд хэдэн кодонтой байдаг. Тиймээс лейцин амин хүчлийг UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG гэсэн зургаан гурвалсан хэлбэрээр кодлох боломжтой. Валиныг дөрвөн гурвалсан, фенилаланиныг хоёр ба зөвхөн кодчилдог триптофан ба метиониннэг кодоноор кодлогдсон. Өөр өөр тэмдэгтүүдтэй ижил мэдээллийг бүртгэхтэй холбоотой өмчийг нэрлэдэг доройтол.

Нэг амин хүчилд хуваарилагдсан кодонуудын тоо нь уураг дахь амин хүчил үүсэх давтамжтай сайн хамааралтай байдаг.

Мөн энэ нь санамсаргүй биш байх магадлалтай. Уураг дахь амин хүчил үүсэх давтамж өндөр байх тусам энэ амин хүчлийн кодон геномд байх тусам мутаген хүчин зүйлээр гэмтэх магадлал өндөр байдаг. Тиймээс мутацид орсон кодон нь маш их доройтсон тохиолдолд ижил амин хүчлийг кодлох магадлал өндөр байдаг нь тодорхой байна. Эдгээр байрлалаас харахад генетикийн кодын доройтол нь хүний ​​геномыг гэмтлээс хамгаалах механизм юм.

Молекул генетикт доройтол гэдэг нэр томъёог өөр утгаар бас ашигладаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Кодон дахь мэдээллийн гол хэсэг нь эхний хоёр нуклеотид дээр унадаг тул кодоны гурав дахь байрлал дахь суурь нь тийм ч чухал биш болж хувирдаг. Энэ үзэгдлийг "гурав дахь суурийн доройтол" гэж нэрлэдэг. Сүүлчийн шинж чанар нь мутацийн нөлөөг багасгадаг. Жишээлбэл, цусны улаан эсийн гол үүрэг бол уушигнаас эд эсэд хүчилтөрөгч, нүүрстөрөгчийн давхар ислийг эдээс уушиг руу шилжүүлэх явдал гэдгийг мэддэг. Энэ функцийг амьсгалын замын пигмент - гемоглобин гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь эритроцитийн цитоплазмыг бүхэлд нь дүүргэдэг. Энэ нь уургийн хэсэг болох глобиноос бүрддэг бөгөөд энэ нь харгалзах генээр кодлогдсон байдаг. Уургаас гадна гемоглобин нь төмөр агуулсан гем агуулдаг. Глобины генийн мутаци нь гемоглобины янз бүрийн хувилбаруудыг бий болгоход хүргэдэг. Ихэнхдээ мутаци нь холбоотой байдаг нэг нуклеотидыг нөгөөгөөр орлуулах, генд шинэ кодон үүсэх, энэ нь гемоглобины полипептидийн гинжин хэлхээнд шинэ амин хүчлийг кодлох боломжтой. Гурвалсан тохиолдолд мутацийн үр дүнд аливаа нуклеотидыг сольж болно - эхний, хоёр, гурав дахь. Хэдэн зуун мутаци нь глобин генийн бүрэн бүтэн байдалд нөлөөлдөг гэдгийг мэддэг. Ойрхон 400 Эдгээрээс ген дэх дан нуклеотидыг солих, полипептид дэх амин хүчлийг харгалзах орлуулалттай холбоотой. Эдгээрээс зөвхөн 100 орлуулалт нь гемоглобины тогтворгүй байдалд хүргэдэг төрөл бүрийнхөнгөнөөс маш хүнд хүртэлх өвчин. 300 (ойролцоогоор 64%) орлуулах мутаци нь гемоглобины үйл ажиллагаанд нөлөөлдөггүй бөгөөд эмгэг үүсгэдэггүй. Үүний нэг шалтгаан нь серин, лейцин, пролин, аргинин болон бусад зарим амин хүчлүүдийг кодлодог гуравдахь нуклеотидын гурав дахь нуклеотид солигдох үед кодоны синоним үүсэхэд хүргэдэг "гурав дахь суурийн доройтол" юм. ижил амин хүчлийг кодлох. Фенотипийн хувьд ийм мутаци нь өөрийгөө илэрхийлэхгүй. Үүний эсрэгээр, 100% -д гурвалсан эхний эсвэл хоёр дахь нуклеотидыг солих нь гемоглобины шинэ хувилбар гарч ирэхэд хүргэдэг. Гэхдээ энэ тохиолдолд ч гэсэн хүнд хэлбэрийн фенотипийн эмгэг байхгүй байж болно. Үүний шалтгаан нь гемоглобины амин хүчлийг физик-химийн шинж чанараараа эхнийхтэй төстэй өөр нэгээр солих явдал юм. Жишээлбэл, гидрофил шинж чанартай амин хүчлийг өөр амин хүчлээр сольсон боловч ижил шинж чанартай.

Гемоглобин нь төмрийн порфирины бүлэг гем (хүчилтөрөгч ба нүүрстөрөгчийн давхар ислийн молекулууд түүнд наалддаг) ба уураг - глобиноос бүрдэнэ. Насанд хүрэгчдийн гемоглобин (HbA) нь хоёр ижил бодис агуулдаг - гинж ба хоёр - гинж. Молекул - гинж нь 141 амин хүчлийн үлдэгдэл агуулдаг; - гинж - 146, - ба -гинж нь амин хүчлийн олон үлдэгдэлээр ялгаатай байдаг. Глобины гинжин хэлхээ бүрийн амин хүчлийн дарааллыг өөрийн генээр кодлодог. Генийн кодчилол - гинж нь 16-р хромосомын богино гар дээр байрладаг; -ген - 11-р хромосомын богино гарт. Генийн кодчилол дахь өөрчлөлт - Эхний эсвэл хоёр дахь нуклеотидын гемоглобины гинж нь бараг үргэлж уураг дахь шинэ амин хүчлүүд гарч ирэх, гемоглобины үйл ажиллагааг тасалдуулах, өвчтөнд ноцтой үр дагаварт хүргэдэг. Жишээлбэл, CAU (гистидин) гурвын аль нэг дэх "C" -ийг "U" -ээр солих нь өөр нэг амин хүчил болох тирозиныг кодлодог шинэ UAU триплет үүсэхэд хүргэдэг. Фенотипийн хувьд энэ нь ноцтой өвчний үед илэрдэг .. A. 63-р албан тушаалд ижил төстэй солих Гистидиний полипептидийн тирозин хүртэлх гинж нь гемоглобиныг тогтворгүй болгодог. Метемоглобинеми өвчин үүсдэг. Мутацийн үр дүнд глютамины хүчил 6-р байрлалд валин болж өөрчлөгдөнө гинж нь хүнд өвчний шалтгаан болдог - хадуур эсийн цус багадалт. Гунигтай жагсаалтыг үргэлжлүүлэхээ больё. Эхний хоёр нуклеотидыг солих үед амин хүчил гарч ирж болно гэдгийг бид тэмдэглэж байна физик, химийн шинж чанарөмнөхтэй төстэй. Тиймээс глутамины хүчлийг (GAA) кодлодог гурвалсан нэг дэх 2-р нуклеотидыг сольж байна. "Y" дээрх гинж нь валин кодлогч шинэ триплет (GUA) гарч ирэхэд хүргэдэг бөгөөд эхний нуклеотидыг "А"-аар солих нь амин хүчлийн лизиныг кодлодог AAA триплет үүсгэдэг. Глютамины хүчил ба лизин нь физик-химийн шинж чанараараа ижил төстэй байдаг - тэдгээр нь хоёулаа гидрофил юм. Валин бол гидрофобик амин хүчил юм. Тиймээс гидрофиль глутамины хүчлийг гидрофобик валинаар солих нь гемоглобины шинж чанарыг эрс өөрчилдөг бөгөөд энэ нь эцэстээ хадуур эсийн цус багадалт үүсэхэд хүргэдэг бол гидрофил глутамины хүчлийг гидрофилик лизинээр солих нь гемоглобины үйл ажиллагааг бага хэмжээгээр өөрчилдөг - өвчтөнүүд цус багадалтын хөнгөн хэлбэрийг хөгжүүлэх. Гурав дахь суурийг орлуулсны үр дүнд шинэ гурвалсан нь өмнөхтэй ижил амин хүчлийг кодлох боломжтой. Жишээлбэл, хэрэв CAH гурвалсан дахь урацилыг цитозиноор сольж, CAC трилет үүссэн бол тухайн хүний ​​​​фенотипийн өөрчлөлт бараг илрэхгүй. Энэ нь ойлгомжтой, учир нь Гурвалсан хоёулаа ижил амин хүчил болох гистидинийг кодлодог.

Дүгнэж хэлэхэд, генетикийн кодын доройтол, биологийн ерөнхий байрлалаас гурав дахь суурийн доройтол нь ДНХ, РНХ-ийн өвөрмөц бүтцэд хувьсалд шингэсэн хамгаалалтын механизм гэдгийг онцлон тэмдэглэх нь зүйтэй.

in. Хоёрдмол утгагүй байдал.

Гурвалсан бүр (утгагүй зүйлээс бусад) зөвхөн нэг амин хүчлийг кодлодог. Тиймээс кодон - амин хүчлийн чиглэлд генетикийн код нь хоёрдмол утгагүй, амин хүчлийн чиглэлд - кодон - хоёрдмол утгатай (муудсан).

хоёрдмол утгагүй

кодон амин хүчил

доройтох

Мөн энэ тохиолдолд хоёрдмол утгагүй байх шаардлагатай генетикийн кодойлгомжтой. Өөр нэг хувилбарт, ижил кодоныг орчуулах явцад уургийн гинжин хэлхээнд өөр өөр амин хүчлүүд орж, улмаар өөр өөр анхдагч бүтэц, өөр өөр үүрэг бүхий уураг үүсдэг. Эсийн бодисын солилцоо нь "нэг ген - хэд хэдэн полипептид" үйл ажиллагааны горимд шилжих болно. Ийм нөхцөлд генийн зохицуулалтын үйл ажиллагаа бүрэн алдагдах нь ойлгомжтой.

ж.Туйлшрал

ДНХ болон мРНХ-ээс мэдээлэл унших нь зөвхөн нэг чиглэлд явагддаг. Туйлшрал нь дээд эрэмбийн бүтцийг (хоёрдогч, гуравдагч гэх мэт) тодорхойлоход зайлшгүй шаардлагатай. Доод эрэмбийн бүтэц нь дээд эрэмбийн бүтцийг тодорхойлдог тухай бид өмнө нь ярьсан. Гуравдагч бүтэц, бүтэц нь илүү өндөр захиалгаУургийн хувьд тэдгээр нь нийлэгжсэн РНХ-ийн гинж ДНХ-ийн молекулаас гарах эсвэл полипептидийн гинж нь рибосомоос гарахад шууд үүсдэг. РНХ эсвэл полипептидийн чөлөөт төгсгөл нь гуравдагч бүтэцтэй болж байхад гинжин хэлхээний нөгөө төгсгөл нь ДНХ (хэрэв РНХ транскрипцлэгдсэн бол) эсвэл рибосом (хэрэв полипептид хуулбарлагдсан бол) дээр нийлэгжсэн хэвээр байна.

Тиймээс мэдээллийг унших нэг чиглэлтэй үйл явц (РНХ ба уургийн нийлэгжилтэнд) нь нийлэгжсэн бодис дахь нуклеотид эсвэл амин хүчлүүдийн дарааллыг тодорхойлоход төдийгүй хоёрдогч, гуравдагч гэх мэтийг хатуу тодорхойлоход зайлшгүй шаардлагатай. бүтэц.

д.Давхдалгүй.

Код нь давхцаж эсвэл давхцахгүй байж болно. Ихэнх организмд код нь давхцдаггүй. Зарим фагуудад давхардсан код олдсон.

Давхарддаггүй кодын мөн чанар нь нэг кодоны нуклеотид нь нэгэн зэрэг өөр кодоны нуклеотид болж чадахгүйд оршино. Хэрэв код нь давхцаж байсан бол долоон нуклеотидын дараалал (GCUGCUG) нь давхардаагүй кодтой адил хоёр амин хүчлийг (аланин-аланин) (Зураг 33, А) биш харин гурвыг (хэрэв нэг нуклеотид) кодлох боломжтой. нийтлэг байдаг) (Зураг 33, B) эсвэл тав (хоёр нуклеотид нийтлэг байвал) (33-р зураг, С-ийг үз). Сүүлийн хоёр тохиолдолд аливаа нуклеотидын мутаци нь хоёр, гурав гэх мэт дарааллыг зөрчихөд хүргэдэг. амин хүчлүүд.

Гэсэн хэдий ч нэг нуклеотидын мутаци нь полипептид нэг амин хүчлийг оруулахад үргэлж саад учруулдаг болохыг тогтоожээ. Энэ нь код нь давхцдаггүй гэдгийг батлах чухал аргумент юм.

Үүнийг 34-р зурагт тайлбарлая. Тод зураас нь давхцаагүй, давхцаагүй кодтой тохиолдолд амин хүчлийг кодлодог гурвалсан дүрсүүдийг харуулдаг. Туршилтууд нь генетикийн код нь давхцдаггүй болохыг хоёрдмол утгагүй харуулсан. Туршилтын талаар дэлгэрэнгүй ярихгүйгээр бид гурав дахь нуклеотидыг нуклеотидын дарааллаар орлуулах юм бол (34-р зургийг үз)At (одоор тэмдэглэгдсэн) бусад руу дараа нь:

1. Давхарддаггүй кодтой бол энэ дарааллаар удирддаг уураг нь нэг (эхний) амин хүчлийг (одоор тэмдэглэгдсэн) орлуулах болно.

2. А хувилбарт давхцаж буй кодтой бол орлуулалт нь хоёр (эхний болон хоёр дахь) амин хүчлээр (одоор тэмдэглэгдсэн) явагдана. В хувилбарын дагуу орлуулалт нь гурван амин хүчлийг (одоор тэмдэглэсэн) нөлөөлнө.

Гэсэн хэдий ч олон тооны туршилтууд ДНХ-ийн нэг нуклеотид задрахад уураг нь зөвхөн нэг амин хүчилд нөлөөлдөг болохыг харуулсан бөгөөд энэ нь давхцдаггүй кодын онцлог шинж юм.

ГЦУГЦУГ ГЦУГЦУГ ГЦУГЦУГ

HCC HCC HCC UHC CUG HCC CUG UGC HCU CUG

*** *** *** *** *** ***

Alanine - Alanine Ala - Cys - Lei Ala - Lei - Lei - Ala - Lei

A B C

давхцаагүй код давхардсан код

Цагаан будаа. 34. Геномд давхцаагүй код байгааг тайлбарласан схем (текст дэх тайлбар).

Генетик кодын давхцахгүй байх нь өөр шинж чанартай холбоотой байдаг - мэдээллийг унших нь тодорхой цэгээс эхэлдэг - эхлэлийн дохио. mRNA дахь ийм эхлэлийн дохио нь AUG метиониныг кодлодог кодон юм.

Хүн өөрөөсөө хазайсан цөөн тооны гентэй байдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй ерөнхий дүрэмболон давхцах.

д) Авсаархан байдал.

Кодонуудын хооронд цэг таслал байхгүй. Өөрөөр хэлбэл, гурвалсан бие биенээсээ, жишээлбэл, нэг утгагүй нуклеотидээр тусгаарлагддаггүй. Генетик кодонд "цэг таслал" байхгүй нь туршилтаар батлагдсан.

болон. Олон талт байдал.

Энэ код нь дэлхий дээр амьдардаг бүх организмд адилхан байдаг. ДНХ-ийн дарааллыг харгалзах уургийн дараалалтай харьцуулах замаар генетикийн кодын түгээмэл байдлын шууд нотолгоог олж авсан. Бүх бактери ба эукариот геномуудад ижил кодын утгыг ашигладаг болох нь тогтоогдсон. Үл хамаарах зүйлүүд байдаг, гэхдээ олон биш.

Генетик кодын түгээмэл байдлын анхны үл хамаарах зүйл нь зарим амьтны зүйлийн митохондрид олдсон. Энэ нь амин хүчлийн триптофаныг кодлодог UGG кодонтой ижил уншигдах UGA кодонтой холбоотой байв. Нийтлэг байдлаас бусад ховор хазайлтууд бас илэрсэн.

МЗ. Генетик код нь кодон үүсгэдэг ДНХ эсвэл РНХ дахь нуклеотидын дарааллын тодорхой ээлжинд үндэслэн нуклейн хүчлийн молекул дахь удамшлын мэдээллийг бүртгэх систем юм.

уураг дахь амин хүчлүүдтэй тохирч байна.Генетик код нь хэд хэдэн шинж чанартай байдаг.

Хэрэв уураг нийлэгжүүлэх шаардлагатай бол нэг нь эсийн урд талд үүсдэг. ноцтой асуудалДНХ дахь мэдээлэл нь кодлогдсон дараалал хэлбэрээр хадгалагддаг 4 тэмдэгт(нуклеотидууд) болон уурагууд нь бүрддэг 20 өөр дүр(амин хүчлүүд). Хэрэв та амин хүчлийг кодлохдоо бүх дөрвөн тэмдгийг нэг дор ашиглахыг оролдвол 20 протеиноген амин хүчил байхад ердөө 16 хослолыг авах болно. Хангалтгүй ...

Энэ талаар овсгоотой сэтгэлгээний жишээ байна:

"Жишээлбэл, тавцанг ав карт тоглох, үүнд бид зөвхөн картын костюм дээр анхаарлаа хандуулдаг. Ижил төрлийн хэдэн гурвалсан үрийг авч болох вэ? Дөрөв нь мэдээжийн хэрэг: гурав нь зүрх, гурав нь алмааз, гурав нь хүрз, гурав нь дугуй. Нэг костюмны хоёр хөзөр, нөгөөгийнх нь нэг карттай гурван ихэр хэд байх вэ? Гурав дахь картыг сонгох дөрвөн сонголт байна гэж бодъё. Тэгэхээр бидэнд 4х3 = 12 боломж байна. Дээрээс нь гурвуулаа дөрвөн ихэр хүүхэдтэй янз бүрийн картууд. Тиймээс 4 + 12 + 4 = 20 бөгөөд энэ нь бидний авахыг хүссэн амин хүчлүүдийн яг тоо юм "(Жорж Гамов, Английн Жорж Гамов, 1904-1968, Зөвлөлт ба Америкийн онолын физикч, астрофизикч, шинжлэх ухааныг сурталчлагч).

Үнэн хэрэгтээ, туршилтууд нь амин хүчил тус бүрийн хувьд заавал байх ёстой хоёр нуклеотид ба гурав дахь хувьсагч байдаг нь тодорхой бус байдаг (" сэгсрэх нөлөө"). Хэрэв та дөрвөөс гурван тэмдэгт авбал 64 хослол гарч ирдэг бөгөөд энэ нь амин хүчлүүдийн тоогоор ихээхэн давхцдаг. Иймээс аливаа амин хүчлийг гурван нуклеотидоор кодлодог болох нь тогтоогдсон. Үүнийг гурвалсан гэж нэрлэдэг. кодон. Тэд аль хэдийн дурьдсанчлан 64 сонголттой. Тэдгээрийн гурав нь ямар ч амин хүчлийг кодлодоггүй, эдгээр нь " утгагүй кодонууд"(Франц. утгагүй зүйл- утгагүй) эсвэл "кодонуудыг зогсоох".

Генетик код

Генетик (биологийн) код нь уургийн бүтцийн талаархи мэдээллийг нуклеотидын дараалал хэлбэрээр кодлох арга юм. Энэ нь нуклеотидын дөрвөн оронтой хэлийг (A, G, U, C) хорин оронтой амин хүчлийн хэл рүү хөрвүүлэх зорилготой юм. Энэ нь онцлог шинж чанартай:

• Гурвалсан байдалГурван нуклеотид нь амин хүчлийг кодлодог кодон үүсгэдэг. Нийт 61 мэдрэхүйн кодон байдаг.
• Онцлог байдал(эсвэл өвөрмөц байдал) - кодон бүр зөвхөн нэг амин хүчилтэй тохирч байна.
• доройтолНэг амин хүчил олон кодонтой байж болно.
• Олон талт байдал- биологийн код нь дэлхий дээрх бүх төрлийн организмын хувьд ижил байдаг (гэхдээ хөхтөн амьтдын митохондрид үл хамаарах зүйлүүд байдаг).
• Хамтарсан байдал- кодонуудын дараалал нь кодлогдсон уураг дахь амин хүчлүүдийн дараалалтай тохирч байна.
• давхцахгүй- гурвалсан бие биетэйгээ давхцдаггүй, зэрэгцэн байрладаг.
• Цэг таслал дутууГурвалсан хүүхдийн хооронд нэмэлт нуклеотид болон бусад дохио байхгүй.
• Нэг чиглэлтэй- уургийн нийлэгжилтийн үед кодон унших нь цоорхой, ухралтгүйгээр дараалан явагддаг.

Гэсэн хэдий ч биологийн код нь шилжилтийн функцийг гүйцэтгэдэг нэмэлт молекулуудгүйгээр өөрийгөө илэрхийлэх боломжгүй нь тодорхой юм. адаптер функц.

Дамжуулах РНХ-ийн адаптерийн үүрэг

Дамжуулах РНХ нь 4 үсэгтэй нуклейн хүчлийн дараалал ба 20 үсэгтэй уургийн дараалал хоорондын цорын ганц зуучлагч юм.

Шилжүүлгийн РНХ бүр антикодоны гогцоонд тодорхой гурвалсан дараалалтай байдаг. антикодон) бөгөөд зөвхөн тухайн антикодонтой тохирох амин хүчлийг хавсаргаж чаддаг. Энэ нь tRNA-д нэг буюу өөр антикодон байгаа нь уургийн молекулд ямар амин хүчлийг оруулахыг тодорхойлдог. рибосом ч, мРНХ ч амин хүчлийг таньдаггүй.

Энэ замаар, тРНХ-ийн адаптерийн үүрэгнь:

1. амин хүчлүүдтэй тодорхой холбогддог;
2. кодон-антикодоны харилцан үйлчлэлийн дагуу мРНХ-тэй холбогддог.
3. Үүний үр дүнд мРНХ-ийн мэдээллийн дагуу амин хүчлийг уургийн гинжин хэлхээнд оруулдаг.

Амин хүчлийг тРНХ-д холбох нь ферментээр явагддаг аминоацил-тРНХ синтетаза, энэ нь нэгэн зэрэг хоёр нэгдлүүдийн өвөрмөц шинж чанартай байдаг: аливаа амин хүчил ба түүнд харгалзах tRNA. Урвал нь ATP-ийн хоёр макроэргик холбоог шаарддаг. Амин хүчил нь тРНХ хүлээн авагчийн гогцооны 3' төгсгөлд α-карбоксил бүлгээрээ холбогдож, амин хүчил ба тРНХ-ийн хоорондын холбоо үүсдэг. макроэргик. α-амин бүлэг нь чөлөөтэй хэвээр байна.

Аминоацил-тРНХ синтезийн урвал

60 орчим өөр тРНХ байдаг тул зарим амин хүчлүүд нь хоёр ба түүнээс дээш тРНХ-тай тохирдог. Ижил амин хүчлийг холбосон өөр өөр тРНХ-г нэрлэдэг изоакцептор.

Биеийн бодисын солилцоонд тэргүүлэх үүрэг уураг ба нуклейн хүчилд хамаарна.
Уургийн бодисууд нь бүх амин чухал эсийн бүтцийн үндэс суурь болдог, ер бусын өндөр урвалд ордог, катализаторын функцтэй байдаг.
Нуклейн хүчлүүд нь эсийн хамгийн чухал эрхтэн болох цөм, мөн цитоплазм, рибосом, митохондри зэрэгт ордог.

Төлөвлөгөөсинтез уураг нь эсийн цөмд хадгалагддаг бөгөөд шууд нийлэгжилт нь цөмөөс гадуур явагддаг тул зайлшгүй шаардлагатай. хүргэлтийн үйлчилгээкодлогдсон төлөвлө цөмөөс нийлэгжих газар хүртэл. Энэхүү хүргэх үйлчилгээг РНХ молекулууд гүйцэтгэдэг.

Процесс нь цагт эхэлнэ гол эсүүд: ДНХ-ийн "шат"-ын нэг хэсэг нь задарч, нээгддэг. Үүний ачаар РНХ үсэг нь хоорондоо холбоо үүсгэдэг нээлттэй захидалДНХ-ийн нэг хэлхээний ДНХ. Фермент нь РНХ-ийн үсгүүдийг дамжуулж утас болгон холбодог. Тиймээс ДНХ-ийн үсгүүдийг РНХ-ийн үсэг болгон "дахин бичсэн". Шинээр үүссэн РНХ-ийн гинж салж, ДНХ-ийн "шат" дахин эргэлддэг. ДНХ-ээс мэдээлэл уншиж, түүний РНХ-ийн загварыг нэгтгэх үйл явцыг гэнэ транскрипци , мөн нийлэгжсэн РНХ-ийг мэдээллийн буюу i-РНХ .

Цаашид өөрчлөлт хийсний дараа ийм төрлийн кодлогдсон мРНХ бэлэн болно. i-РНХ цөмөөс гарч ирдэгмөн i-РНХ үсэг тайлагддаг уургийн нийлэгжилтийн газар руу очдог. i-РНХ-ийн гурван үсэг бүр нь тодорхой нэг амин хүчлийг илэрхийлдэг "үсэг" үүсгэдэг.

Өөр нэг төрлийн РНХ нь энэ амин хүчлийг хайж, ферментийн тусламжтайгаар барьж аваад уургийн нийлэгжилтийн газарт хүргэдэг. Энэ РНХ-ийг дамжуулагч РНХ буюу тРНХ гэж нэрлэдэг. МРНХ-ийн мессежийг уншиж, орчуулах үед амин хүчлүүдийн гинж нэмэгддэг. Энэхүү гинж нь мушгиж, нугалж өвөрмөц хэлбэртэй болж, нэг төрлийн уураг үүсгэдэг. Уураг нугалах үйл явц хүртэл гайхалтай юм: бүгдийг тооцоолохын тулд компьютер ашиглах сонголтууд 100 амин хүчлээс бүрдэх дунд хэмжээний уураг нугалахад 1027 (!) жил шаардлагатай. Бие махбодид 20 амин хүчлийн гинж үүсэхэд нэг секундээс илүүгүй хугацаа шаардагдах бөгөөд энэ үйл явц нь биеийн бүх эсэд тасралтгүй явагддаг.

Ген, генетикийн код, түүний шинж чанарууд.

Дэлхий дээр 7 тэрбум орчим хүн амьдардаг. 25-30 сая хос ихрээс бусад тохиолдолд генетикийн хувьд бүх хүмүүс өөр : тус бүр нь өвөрмөц, өвөрмөц удамшлын шинж чанар, зан чанар, чадвар, даруу шинж чанартай байдаг.

Иймэрхүү ялгааг тайлбарлав генотипийн ялгаа- организмын генийн багц; тус бүр өвөрмөц. Тодорхой организмын удамшлын шинж чанаруудыг агуулсан байдаг уурагуудад - иймээс нэг хүний ​​уургийн бүтэц нь нөгөө хүний ​​уургаас бага зэрэг ялгаатай байдаг.

гэсэн үг бишХүмүүст яг ижил уураг байдаггүй. Ижил үүрэг гүйцэтгэдэг уургууд нь нэг эсвэл хоёр амин хүчлээр ижил эсвэл маш бага ялгаатай байж болно. Гэхдээ байдаггүй Дэлхий дээр бүх уураг агуулагдах хүмүүсийн (ижил ихрүүдээс бусад) адилхан байна .

тухай мэдээлэл анхдагч бүтэцхэрэмДНХ молекулын хэсэг дэх нуклеотидын дараалал хэлбэрээр кодлогдсон, ген - организмын удамшлын мэдээллийн нэгж. ДНХ-ийн молекул бүр олон ген агуулдаг. Организмын бүх генийн нийлбэр нь түүнийг бүрдүүлдэг генотип . Энэ замаар,

Ген нь ДНХ-ийн салангид хэсэгт тохирсон организмын удамшлын мэдээллийн нэгж юм

Удамшлын мэдээллийг ашиглан кодчилдог генетикийн код , энэ нь бүх организмд түгээмэл байдаг бөгөөд зөвхөн тодорхой организмын уургийн ген, кодыг бүрдүүлдэг нуклеотидын ээлжлэн солигддог.

Генетик код Энэ нь өөр өөр дарааллаар (AAT, HCA, ACH, THC гэх мэт) нийлдэг ДНХ нуклеотидын гурвалсан (гурвалсан) хэсгүүдээс бүрддэг бөгөөд тус бүр нь тодорхой амин хүчлийг (полипептидийн гинжин хэлхээнд суулгадаг) кодлодог.

Үнэндээ код тооцдог i-РНХ молекул дахь нуклеотидын дараалал , учир нь энэ нь ДНХ-ээс мэдээллийг устгадаг (үйл явц транскрипцүүд ) ба үүнийг нийлэгжүүлсэн уургийн молекул дахь амин хүчлүүдийн дараалал болгон хувиргадаг (үйл явц). нэвтрүүлэг ).
i-РНХ нь бүрддэг нуклеотидууд A-C-G-U, тэдний гурвалсан хүүхдүүд гэж нэрлэгддэг кодонууд : мРНХ дээрх CHT ДНХ гурвалсан нь HCA гурвалсан болж, AAG ДНХ-ийн гурвалсан нь UUC гурвалсан болно. Яг i-РНХ кодонууд бүртгэлд генетикийн кодыг тусгасан болно.

Энэ замаар, генетикийн код - нэг системнуклеотидын дараалал хэлбэрээр нуклейн хүчлийн молекул дахь удамшлын мэдээллийн бүртгэл . Генетик код нь зөвхөн A, T, G, C гэсэн азотын суурьт ялгаатай дөрвөн нуклеотид үсгээс бүрдэх цагаан толгойн үсгийг ашиглахад суурилдаг.

Генетик кодын үндсэн шинж чанарууд:

1. Генетик код гурвалсан. Гурвалсан (кодон) нь нэг амин хүчлийг кодлодог гурван нуклеотидын дараалал юм. Уургууд нь 20 амин хүчлийг агуулдаг тул тус бүрийг нэг нуклеотидээр кодлох боломжгүй нь ойлгомжтой. ДНХ-д зөвхөн дөрвөн төрлийн нуклеотид байдаг тул энэ тохиолдолд 16 амин хүчил кодлогдоогүй хэвээр байна.). Амин хүчлийг кодлоход хоёр нуклеотид хангалтгүй, учир нь энэ тохиолдолд зөвхөн 16 амин хүчлийг кодлох боломжтой. гэсэн үг, хамгийн бага тоонэг амин хүчлийг кодлодог дор хаяж гурван нуклеотид байх ёстой. Энэ тохиолдолд нуклеотидын боломжит гурвалсан тоо 43 = 64 байна.

2. Илүүдэл (муухай байдал)Энэ код нь түүний гурвалсан шинж чанарын үр дагавар бөгөөд нэг амин хүчлийг зөвхөн нэгээр кодлодог метионин ба триптофаныг эс тооцвол хэд хэдэн гурвалсан (20 амин хүчил, 64 гурвалсан байдаг) кодлох боломжтой гэсэн үг юм. гурвалсан. Нэмж дурдахад, зарим гурвалсанууд тодорхой функцийг гүйцэтгэдэг: мРНХ молекул дахь гурвалсан UAA, UAG, UGA нь төгсгөлийн кодонууд, өөрөөр хэлбэл. Зогс-полипептидийн гинжин хэлхээний синтезийг зогсоох дохио. ДНХ-ийн гинжин хэлхээний эхэнд байрлах метионин (AUG) -тай тохирох гурвалсан нь амин хүчлийг кодлодоггүй боловч унших (сэтгэл хөдөлгөм) функцийг гүйцэтгэдэг.

3. Хоёрдмол утгагүй байдал код - илүүдэлтэй хамт код нь өмчтэй байдаг өвөрмөц байдал : кодон бүр зөвхөн таарч байна нэгөвөрмөц амин хүчил.

4. Хамтарсан байдал код, өөрөөр хэлбэл. ген дэх нуклеотидын дараалал ягуураг дахь амин хүчлүүдийн дараалалтай тохирч байна.

5. Генетик код давхцдаггүй, авсаархан , өөрөөр хэлбэл "цэг таслал" агуулаагүй болно. Энэ нь унших үйл явц нь багана (гурвалсан) давхцах боломжийг олгодоггүй бөгөөд тодорхой кодоноос эхлэн унших нь тасралтгүй гурав дахин гурав дахин нэмэгддэг гэсэн үг юм. Зогс- дохио ( төгсгөлийн кодонууд).

6. Генетик код нийтийн , өөрөөр хэлбэл, бүх организмын цөмийн генүүд эдгээр организмын зохион байгуулалтын түвшин, системчилсэн байрлалаас үл хамааран уургийн талаархи мэдээллийг ижил аргаар кодчилдог.

Орших генетикийн кодын хүснэгтүүд шифрийг тайлах зориулалттай кодонууд i-РНХ ба уургийн молекулуудын гинжин хэлхээ.

Матрицын синтезийн урвалууд.

Амьд системд үл мэдэгдэх урвалууд байдаг амьгүй байгаль - матрицын синтезийн урвалууд.

"Матриц" гэсэн нэр томъёоТехнологийн хувьд тэд зоос, медаль, хэвлэмэл хэлбэрийг цутгахад ашигладаг хэлбэрийг илэрхийлдэг: хатуурсан металл нь цутгахад ашигласан хэлбэрийн бүх нарийн ширийн зүйлийг яг таг гаргадаг. Матрицын синтезматриц дээр цутгахтай төстэй: шинэ молекулууд нь аль хэдийн байгаа молекулуудын бүтцэд заасан төлөвлөгөөний дагуу хатуу нийлэгждэг.

Матрицын зарчим нь оршдог үндсэн дээрнуклейн хүчил ба уургийн нийлэгжилт гэх мэт эсийн хамгийн чухал синтетик урвалууд. Эдгээр урвалуудад нийлэгжсэн полимер дэх мономерийн нэгжүүдийн яг тодорхой, хатуу тодорхой дарааллыг өгдөг.

Энэ бол чиглэлтэй газар юм мономеруудыг тодорхой байршилд татахэсүүд - урвал явагдах матрицын үүрэг гүйцэтгэдэг молекулууд. Хэрэв ийм урвал молекулуудын санамсаргүй мөргөлдөөний үр дүнд үүссэн бол тэд хязгааргүй удаан үргэлжлэх болно. Матрицын зарчим дээр суурилсан нарийн төвөгтэй молекулуудын нийлэгжилтийг хурдан бөгөөд үнэн зөв гүйцэтгэдэг. Матрицын үүрэг нуклейн хүчлүүдийн макромолекулууд матрицын урвалд оролцдог ДНХ эсвэл РНХ .

мономер молекулууд, үүнээс полимер нийлэгждэг - нуклеотид эсвэл амин хүчлүүд - нэмэлт зарчмын дагуу нарийн тодорхойлогдсон, урьдчилан тогтоосон дарааллаар матриц дээр байрлуулж, бэхлэгддэг.

Дараа нь ирдэг мономер нэгжийг полимер гинжин хэлхээнд "загалмай холбох", мөн бэлэн полимер матрицаас унасан байна.

Дараа нь матриц бэлэншинэ полимер молекулын угсралтад . Өгөгдсөн хэвэнд ганц зоос, нэг үсэг цутгаж болдог шиг өгөгдсөн матрицын молекул дээр зөвхөн нэг полимер "угсрах" нь ойлгомжтой.

Матрицын урвалын төрөл - өвөрмөц онцлогамьд системийн хими. Эдгээр нь бүх амьд биетийн үндсэн өмч болох өөрийн төрөл зүйлийг нөхөн үржих чадварын үндэс юм.

Матрицын синтезийн урвалууд

1. ДНХ-ийн хуулбар - хуулбарлах (лат. replicatio - шинэчлэх) - эх ДНХ молекулын матриц дээр дезоксирибонуклеины хүчлийн охин молекулыг нэгтгэх үйл явц. Эх эсийн дараагийн хуваагдлын явцад охин эс бүр анхны эх эсийн ДНХ-тэй ижил ДНХ молекулын нэг хувийг хүлээн авдаг. Энэ үйл явц нь генетикийн мэдээллийг үеэс үед үнэн зөв дамжуулах боломжийг олгодог. ДНХ-ийн репликацийг 15-20 өөр уурагаас бүрдэх ферментийн цогц цогцолбор гүйцэтгэдэг. хариу үйлдэл . Синтезийн материал нь эсийн цитоплазмд байдаг чөлөөт нуклеотидууд юм. Репликацийн биологийн утга нь удамшлын мэдээллийг эцэг эхийн молекулаас охин молекул руу яг шилжүүлэхэд оршдог бөгөөд энэ нь ихэвчлэн соматик эсийг хуваах явцад тохиолддог.

ДНХ-ийн молекул нь хоёр нэмэлт хэлхээнээс бүрдэнэ. Эдгээр гинж нь ферментийн нөлөөгөөр таслагдах сул устөрөгчийн холбоогоор бэхлэгддэг. ДНХ молекул нь өөрөө давхардах (репликаци) чадвартай бөгөөд түүний шинэ хагас нь молекулын хуучин хагас бүр дээр нийлэгждэг.
Нэмж дурдахад, мРНХ молекулыг ДНХ молекул дээр нэгтгэж болох бөгөөд дараа нь ДНХ-ээс хүлээн авсан мэдээллийг уургийн нийлэгжилтийн газар руу шилжүүлдэг.

Мэдээллийн дамжуулалт, уургийн нийлэгжилт нь ажилтай харьцуулахуйц матрицын зарчмыг баримталдаг хэвлэх машинхэвлэх үйлдвэрт. ДНХ-ийн мэдээллийг дахин дахин хуулж авдаг. Хуулбарлах явцад алдаа гарвал дараагийн бүх хуулбарт давтагдана.

Үнэн бол ДНХ молекулаар мэдээллийг хуулбарлахад гарсан зарим алдааг засч залруулж болно - алдааг арилгах үйл явц гэж нэрлэдэг. нөхөн төлбөр. Мэдээлэл дамжуулах үйл явц дахь урвалын эхнийх нь ДНХ молекулын репликаци ба ДНХ-ийн шинэ хэлхээний нийлэгжилт юм.

2. Транскрипци (Латин хэлнээс transcriptio - дахин бичих) - бүх амьд эсэд тохиолддог ДНХ-ийг загвар болгон ашиглан РНХ-ийн синтез хийх үйл явц. Өөрөөр хэлбэл, генетикийн мэдээллийг ДНХ-ээс РНХ руу шилжүүлэх явдал юм.

Транскрипцийг ДНХ-ээс хамааралтай РНХ полимераза ферментээр катализатор хийдэг. РНХ полимераза нь ДНХ молекулын дагуу 3 "→ 5" чиглэлд хөдөлдөг. Транскрипци нь үе шатуудаас бүрдэнэ эхлэл, сунгалт, төгсгөл . Транскрипцийн нэгж нь ДНХ-ийн молекулын хэсэг болох оперон юм. дэмжигч, хуулбарласан хэсэг, терминатор . i-РНХ нь нэг хэлхээнээс бүрдэх ба i-РНХ молекулын нийлэгжилтийн эхлэл ба төгсгөлийг идэвхжүүлдэг ферментийн оролцоотойгоор нөхөх дүрмийн дагуу ДНХ дээр нийлэгждэг.

Дууссан мРНХ молекул нь полипептидийн гинжний нийлэгжилт явагддаг рибосомын цитоплазмд ордог.

3. Нэвтрүүлэг (лат. орчуулга- шилжүүлэх, хөдөлгөөн) - рибосомоор явагддаг мэдээллийн матриц (матриц) РНХ (мРНХ, мРНХ) дээрх амин хүчлүүдээс уургийн нийлэгжилтийн үйл явц. Өөрөөр хэлбэл, энэ нь i-РНХ-ийн нуклеотидын дараалалд агуулагдах мэдээллийг полипептид дэх амин хүчлүүдийн дараалалд шилжүүлэх үйл явц юм.

4. урвуу транскрипци нь нэг хэлхээтэй РНХ-ийн мэдээлэлд үндэслэн хоёр хэлхээтэй ДНХ үүсгэх үйл явц юм. Энэ процессыг урвуу транскрипц гэж нэрлэдэг, учир нь генетикийн мэдээллийг дамжуулах нь транскрипцтэй харьцуулахад "урвуу" чиглэлд явагддаг. Урвуу транскрипцийн санаа нь ДНХ-ийг РНХ-д хувиргаж, дараа нь уураг болгон хувиргадаг гэж үздэг молекул биологийн үндсэн сургаалтай зөрчилдөж байсан тул эхэндээ маш дургүй байсан.

Гэсэн хэдий ч 1970 онд Тэмин, Балтимор хоёр бие даан ферментийг нээсэн урвуу транскриптаза (буцах) , мөн урвуу транскрипц хийх боломж эцэст нь батлагдсан. 1975 онд Тэмин, Балтимор нар шагнагдсан Нобелийн шагналфизиологи, анагаах ухааны чиглэлээр. Зарим вирусууд (ХДХВ-ийн халдвар үүсгэдэг хүний ​​дархлал хомсдолын вирус гэх мэт) РНХ-ийг ДНХ болгон хувиргах чадвартай байдаг. ХДХВ нь ДНХ-д нэгдсэн РНХ геномтой. Үүний үр дүнд вирусын ДНХ нь эзэн эсийн геномтой нэгдэж болно. РНХ-ээс ДНХ-ийн нийлэгжилтийг хариуцдаг гол ферментийг нэрлэдэг буцаах. Урвуу функцүүдийн нэг нь бүтээх явдал юм нэмэлт ДНХ (cDNA) вирусын геномоос. Холбогдох фермент рибонуклеаза нь РНХ-г задалж, урвуутатаза нь ДНХ-ийн давхар спиральаас cDNA-г нэгтгэдэг. cDNA нь хост эсийн геномд интеграцийн аргаар нэгддэг. Үр дүн нь вирусын уургийн нийлэгжилтийг эзэн эсээр гүйцэтгэдэгшинэ вирус үүсгэдэг. ХДХВ-ийн халдварын хувьд Т-лимфоцитуудын апоптоз (эсийн үхэл) мөн программчлагдсан байдаг. Бусад тохиолдолд эс нь вирусын түгээгч хэвээр үлдэж болно.

Уургийн биосинтез дэх матрицын урвалын дарааллыг диаграмм хэлбэрээр дүрсэлж болно.

Энэ замаар, уургийн биосинтезЭнэ бол ДНХ-ийн генд кодлогдсон удамшлын мэдээлэл нь уургийн молекул дахь амин хүчлүүдийн тодорхой дарааллаар явагддаг хуванцар солилцооны нэг хэлбэр юм.

Уургийн молекулууд нь үндсэндээ байдаг полипептидийн гинжбие даасан амин хүчлүүдээс бүрддэг. Гэвч амин хүчлүүд нь бие биетэйгээ холбогдоход хангалттай идэвхтэй байдаггүй. Тиймээс бие биетэйгээ нийлж уургийн молекул үүсгэхээс өмнө амин хүчлүүд заавал байх ёстой идэвхжүүлэх . Энэ идэвхжүүлэлт нь тусгай ферментийн үйл ажиллагааны дор явагддаг.

Идэвхжүүлсний үр дүнд амин хүчил нь илүү тогтворгүй болж, ижил ферментийн нөлөөн дор t-тэй холбогддог. РНХ. Амин хүчил бүр нь нарийн тодорхой t-тай тохирдог. РНХ, "түүний" амин хүчлийг олдог ба тэсвэрлэдэгэнэ нь рибосом руу ордог.

Тиймээс рибосом янз бүрийн зүйлийг хүлээн авдаг тэдэнтэй холбоотой идэвхжүүлсэн амин хүчлүүдт- РНХ. Рибосом нь адилхан конвейертүүнд орж буй янз бүрийн амин хүчлүүдээс уургийн гинжийг угсрах.

Өөрийн амин хүчил "суудаг" т-РНХ-тэй нэгэн зэрэг " дохио» цөмд агуулагдах ДНХ-ээс. Энэ дохионы дагуу нэг буюу өөр уураг рибосомд нийлэгждэг.

Уургийн нийлэгжилтэд ДНХ-ийн чиглүүлэх нөлөөг шууд бус, харин тусгай зуучлагчийн тусламжтайгаар гүйцэтгэдэг. матрицэсвэл элч РНХ (мРНХэсвэл i-РНХ), аль цөмд нийлэгждэгЭнэ нь ДНХ-ийн нөлөөнд автдаггүй тул түүний найрлага нь ДНХ-ийн бүтцийг тусгадаг. РНХ молекул нь ДНХ-ийн хэлбэрээс цутгасан юм шиг. Синтезжүүлсэн мРНХ нь рибосом руу орж, түүнийг энэ бүтцэд шилжүүлдэг. төлөвлө- тодорхой уураг нийлэгжүүлэхийн тулд рибосом руу орж буй идэвхжүүлсэн амин хүчлүүд хоорондоо ямар дарааллаар нийлэх ёстой вэ. Үгүй бол, ДНХ-д кодлогдсон удамшлын мэдээлэл мРНХ руу, дараа нь уураг руу шилждэг.

мРНХ молекул нь рибосом руу ордог ба анивчдагтүүнийг. Одоогоор рибосомд байгаа түүний сегмент тодорхойлогддог кодон (гурвалсан), түүнд тохирсон бүтэцтэй бүрэн тодорхой байдлаар харилцан үйлчилдэг гурвалсан (антикодон) in РНХ шилжүүлэхЭнэ нь рибосом руу амин хүчлийг авчирсан.

Шилжүүлгийн РНХ нь амин хүчлийн хамт мРНХ-ийн тодорхой кодон руу ойртдог ба холбодогтүүнтэй хамт; дараагийнх руу, хөрш талбай i-РНХ өөр амин хүчилтэй өөр тРНХ-тэй нэгддэггэх мэт i-РНХ-ийн гинжийг бүхэлд нь уншиж дуустал, бүх амин хүчлүүд зохих дарааллаар бэхлэгдэж, уургийн молекул үүсэх хүртэл үргэлжилнэ. Мөн амин хүчлийг полипептидийн гинжин хэлхээний тодорхой хэсэгт хүргэдэг т-РНХ, түүний амин хүчлээс чөлөөлөгдсөнба рибосомоос гардаг.

Дараа нь дахин цитоплазмд хүссэн амин хүчил түүнтэй нэгдэж, түүнийг дахин рибосом руу шилжүүлнэ. Уургийн нийлэгжилтийн үйл явцад нэг биш, хэд хэдэн рибосом, полирибосомууд нэгэн зэрэг оролцдог.

Генетик мэдээлэл дамжуулах үндсэн үе шатууд:

1. mRNA загвар дээрх шиг ДНХ дээр нийлэгжилт (транскрипт)
2. i-РНХ-д агуулагдах хөтөлбөрийн дагуу рибосом дахь полипептидийн гинжин нийлэгжилт (орчуулга) .

Үе шатууд нь бүх амьд биетүүдэд түгээмэл байдаг боловч эдгээр үйл явцын цаг хугацааны болон орон зайн хамаарал нь про- болон эукариотуудад ялгаатай байдаг.

At прокариотуудДНХ нь цитоплазмд байрладаг тул транскрипц ба орчуулга нэгэн зэрэг тохиолдож болно. At эукариоттранскрипц ба орчуулга нь орон зай, цаг хугацааны хувьд хатуу тусгаарлагдсан байдаг: янз бүрийн РНХ-ийн синтез нь цөмд явагддаг бөгөөд үүний дараа РНХ молекулууд цөмийн мембранаар дамжин цөмийг орхих ёстой. Дараа нь РНХ нь цитоплазмд уургийн нийлэгжилтийн газар руу зөөгддөг.