ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Проблема генетического кода из "Биофизика" Ген есть часть макромолекулы ДНК, ответственная за синтез одной белковой цепи. ДНК содержит информацию о первичной структуре белка — генетическую информацию. Она записана в первичной структуре ДНК, т. е. в последовательности нуклеотидов. В вирусах РНК-типа генетическая программа заложена в молекулах РНК. [c.258] Каково соответствие между последовательностью нуклеотидов в ДНК и РНК и последовательностью аминокислотных остатков в белковой цепи В этом и состоит проблема генетического кода. [c.258] 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] Проблема генетического кода бътла впервые сформулирована физиком (Гамов, 1953) и ряд физиков принял участие в ее решении. Однако код был расшифрован не физическими, но биологическими и химическими методами. [c.258] Белковый текст написан алфавитом из двадцати букв, текст ДНК (или РНК)—из четырех. Из элементарных соображений следует, что кодовое отношение, т. е. число нуклеотидов, кодирующих один аминокислотный остаток, не может быть меньше трех. В самом деле, число сочетаний из 4 по 2 равно 4 = 16 20, число сочетаний из 4 по 3 равно 4 = 64 20. [c.258] Невозможность перекрывающегося кода следуе также из отсутствия мутационных замещений двух соседних аминокислотных остатков в белке. Мутация нуклеотида, общего для двух соседних остатков, должна приводить к такому двойному замещению. [c.259] Кодовое отношение было найдено экспериментально в результате генетического исследования, проведенного Криком с сотрудниками (1961), изучавшими область гИ генома фага Т4, размножающегося в культурах Е. oli. Было установлено, что мутации в этой области, вызываемые акридиновыми красителями, состоят в выпадении, делеции, нуклеотидов и в их добавлении. Дикий тип W размножается на штаммах В и Ki2 Е. oli. Мутанты г размножаются только на -штаммах, образуя резко очерченные бляшки. Некоторые из мутантов этого типа способны спонтанно возвращаться к дикому типу w. Генетический анализ показал, что такие ревертанты возникают не в результате обратной мутации г W, но вследствие появления второй супрессорной мутации и - г вблизи первой. Каждая из двух мутаций порознь приводит к утрате способности синтезировать соответствующий белок, но сочетание двух мутаций в одном гене эту способность восстанавливает. Всего было изучено около 80 г-мутантов, в том числе двойные и тройные их комбинации — супрессоры супрессоров и супрессоры супрессоров супрессоров. Все супрессоры оказались относящимися к двум классам + (добавление нуклеотида) и — (де-леция). Если исходная мутация г есть +, то ее супрессор —, и наоборот. Дикий фенотип дают комбинации +—, —+, +++, ---, но не ++,--, ++++,----. [c.259] Дикий гу-тип. .. Тре Лиз Сер Про Сер Лей Асн Ала. .. [c.260] Эти генетические исследования привели к решению ряда физических вопросов. Установлено кодовое отношение, доказана коллинеарность кода, доказано, что код читается, начиная с определенного нуклеотида, и не имеет запятых, т. е. материальных элементов, разделяющих кодоны. Кодонами называются тройки следующих друг за другом нуклеотидов, кодирующие аминокислотные остатки. Общее число разных кодонов равно 4 = 64. [c.260] Но отсюда следует, что кодон для Сер есть также БСА. Противоречие снимается, лишь если имеются различные кодоны для Г ис. [c.261] Вернуться к основной статье