የዲ ኤን ኤ ጄኔቲክ ኮድ ተግባራት. የጄኔቲክ ኮድ መሰረታዊ ባህሪያት እና ጠቀሜታቸው

- አንድ ሥርዓትበኑክሊክ አሲድ ሞለኪውሎች ውስጥ የዘር መረጃን በኑክሊዮታይድ ቅደም ተከተል መመዝገብ ። የጄኔቲክ ኮድ በናይትሮጅን መሰረት የሚለየው አራት ፊደላትን - ኑክሊዮታይድ ብቻ ባቀፈ ፊደል አጠቃቀም ላይ የተመሰረተ ነው፡ A፣ T፣ G፣ C።

የጄኔቲክ ኮድ ዋና ባህሪያት የሚከተሉት ናቸው.

1. የጄኔቲክ ኮድ ሶስት እጥፍ ነው. ትሪፕሌት (ኮዶን) የአንድ አሚኖ አሲድ ኮድ የያዙ የሶስት ኑክሊዮታይዶች ቅደም ተከተል ነው። ፕሮቲኖች 20 አሚኖ አሲዶችን ስለሚይዙ እያንዳንዳቸው በአንድ ኑክሊዮታይድ መመሳጠር እንደማይችሉ ግልጽ ነው (በዲ ኤን ኤ ውስጥ አራት ዓይነት ኑክሊዮታይድ ብቻ ስላለ በዚህ ሁኔታ 16 አሚኖ አሲዶች ሳይመዘገቡ ይቀራሉ)። ሁለት ኑክሊዮታይዶች አሚኖ አሲዶችን ለመደበቅ በቂ አይደሉም, ምክንያቱም በዚህ ሁኔታ ውስጥ 16 አሚኖ አሲዶች ብቻ ሊቀመጡ ይችላሉ. ማለት፣ ትንሹ ቁጥርአንድ አሚኖ አሲድ የያዙ ኑክሊዮታይዶች ቁጥር ከሦስት ጋር እኩል ነው። (በዚህ ሁኔታ, ሊሆኑ የሚችሉ ኑክሊዮታይድ ሶስት እጥፍ ቁጥር 4 3 = 64 ነው).

2. የኮዱ ድግግሞሽ (መበስበስ) የሶስትዮሽ ባህሪው ውጤት ነው እና አንድ አሚኖ አሲድ በበርካታ ሶስት ፕሌቶች ሊገለበጥ ይችላል (20 አሚኖ አሲዶች እና 64 ሶስት እጥፍ ስላሉት)። የማይካተቱት ሜቲዮኒን እና ትራይፕቶፋን ሲሆኑ እነዚህም በአንድ ሶስት እጥፍ ብቻ የተቀመጡ ናቸው። በተጨማሪም, አንዳንድ ሶስቴቶች የተወሰኑ ተግባራትን ያከናውናሉ. ስለዚህ, በ mRNA ሞለኪውል ውስጥ, ሦስቱ UAA, UAG, UGA የማቆሚያ ኮዶች ናቸው, ማለትም የ polypeptide ሰንሰለት ውህደትን የሚያቆሙ ምልክቶች. በዲኤንኤ ሰንሰለት መጀመሪያ ላይ የሚገኘው ከሜቲዮኒን (AUG) ጋር የሚዛመደው ትሪፕሌት ለአሚኖ አሲድ ኮድ አይሰጥም ነገር ግን የማንበብ (አስደሳች) የማንበብ ተግባርን ያከናውናል።

3. ከድግግሞሽ ጋር, ኮዱ ግልጽ ያልሆነ ባህሪ ያለው ነው, ይህም ማለት እያንዳንዱ ኮዶን ከአንድ የተወሰነ አሚኖ አሲድ ጋር ብቻ ይዛመዳል.

4. ኮዱ ኮሊኔር ነው, ማለትም. በጂን ውስጥ ያለው የኑክሊዮታይድ ቅደም ተከተል በፕሮቲን ውስጥ ካሉ የአሚኖ አሲዶች ቅደም ተከተል ጋር በትክክል ይዛመዳል።

5. የጄኔቲክ ኮድ ያልተደራረበ እና የታመቀ ነው፣ ማለትም፣ “ሥርዓተ-ነጥብ ምልክቶችን” አልያዘም። ይህ ማለት የንባብ ሂደቱ ዓምዶች (triplets) ተደራራቢ እንዲሆኑ አይፈቅድም, እና ከተወሰነ ኮዶን ጀምሮ, ማንበብ ያለማቋረጥ ይቀጥላል, ከሶስት እጥፍ በኋላ, የማቆሚያ ምልክቶች (የማቋረጫ ኮዶች) ድረስ. ለምሳሌ, በ mRNA ውስጥ ቀጣይ ቅደም ተከተልናይትሮጅን የበለፀጉ መሠረቶች AUGGGUGTSUUAAUGUG የሚነበቡት በሚከተሉት ትሪፕሎች ብቻ ነው፡- AUG፣ GUG፣ TSUU፣ AAU፣ GUG፣ እና AUG፣ UGG፣ GGU፣ GUG፣ ወዘተ. ወይም AUG፣ GGU፣ UGTs፣ TsUU፣ ወዘተ ወይም ሌላ ወይም ውስጥ አይደለም። መንገድ (ለምሳሌ፣ codon AUG፣ ሥርዓተ-ነጥብ G፣ codon UGC፣ ሥርዓተ ነጥብ U፣ ወዘተ)።

6. የጄኔቲክ ኮድ ዓለም አቀፋዊ ነው, ማለትም, የሁሉም ፍጥረታት የኑክሌር ጂኖች ስለ ፕሮቲኖች መረጃን በተመሳሳይ መንገድ ያስቀምጣሉ, የእነዚህ ፍጥረታት የአደረጃጀት እና የስርዓት አቀማመጥ ምንም ይሁን ምን.

ጂን- መዋቅራዊ እና ተግባራዊ ክፍልልማትን የሚቆጣጠር የዘር ውርስ የተወሰነ ምልክትወይም ንብረቶች. ወላጆች በመራባት ወቅት ለልጆቻቸው የጂኖች ስብስብ ያስተላልፋሉ የሩሲያ ሳይንቲስቶች ለጂን ጥናት ትልቅ አስተዋፅዖ አድርገዋል-Simashkevich E.A., Gavrilova Yu.A., Bogomazova O.V. (2011)

በአሁኑ ጊዜ በሞለኪውላር ባዮሎጂ ውስጥ ጂኖች አንድ ዓይነት መረጃን የሚሸከሙ የዲ ኤን ኤ ክፍሎች እንደሆኑ ተረጋግጧል - ስለ አንድ የፕሮቲን ሞለኪውል ወይም የአንድ አር ኤን ኤ ሞለኪውል አወቃቀር። እነዚህ እና ሌሎች ተግባራዊ ሞለኪውሎች የሰውነትን እድገት, እድገትና አሠራር ይወስናሉ.

በተመሳሳይ ጊዜ, እያንዳንዱ ዘረ-መል (ጅን) በተወሰኑ የቁጥጥር ዲ ኤን ኤ ቅደም ተከተሎች ተለይቶ ይታወቃል, ለምሳሌ እንደ አስተዋዋቂዎች, የጂንን አገላለጽ ለመቆጣጠር በቀጥታ ይሳተፋሉ. የቁጥጥር ቅደም ተከተሎች በ ውስጥ ይገኛሉ ቅርበትከተከፈተው የንባብ ፍሬም ፕሮቲኑን በኮድ ወይም በአር ኤን ኤ ቅደም ተከተል መጀመሪያ ላይ እንደ ፕሮሞተሮች (የሚባሉት) cis የሲስ-ተቆጣጣሪ አካላት) እና በብዙ ሚሊዮኖች የሚቆጠሩ ቤዝ ጥንዶች (ኑክሊዮታይድ) ርቀቶች፣ ልክ እንደ ማበልጸጊያ፣ ኢንሱሌተር እና ማፈኛዎች (አንዳንዴም በ ትራንስ- የቁጥጥር አካላት, እንግሊዝኛ. ትራንስ-ተቆጣጣሪ አካላት). ስለዚህ የጂን ጽንሰ-ሐሳብ በዲ ኤን ኤ ኮድዲንግ ክልል ላይ ብቻ የተገደበ አይደለም, ነገር ግን ሰፋ ያለ ጽንሰ-ሐሳብ ነው, እንዲሁም የቁጥጥር ቅደም ተከተሎችን ያካትታል.

በመጀመሪያ ቃሉ ጂንእንደ ንድፈ-ሐሳባዊ የዲስክሪት ማስተላለፊያ ክፍል ታየ በዘር የሚተላለፍ መረጃ. የባዮሎጂ ታሪክ የትኞቹ ሞለኪውሎች የውርስ መረጃ ተሸካሚ ሊሆኑ እንደሚችሉ ክርክሮችን ያስታውሳል። አብዛኛዎቹ ተመራማሪዎች ፕሮቲኖች ብቻ እንደዚህ አይነት ተሸካሚዎች ሊሆኑ እንደሚችሉ ያምኑ ነበር, ምክንያቱም አወቃቀራቸው (20 አሚኖ አሲዶች) ከዲ ኤን ኤ መዋቅር የበለጠ ብዙ ልዩነቶች እንዲፈጠሩ ስለሚያደርግ, አራት ዓይነት ኑክሊዮታይድ ብቻ ነው. በኋላ በሙከራ ተረጋግጧል የዘር መረጃን የሚያጠቃልለው ዲ ኤን ኤ ነው፣ እሱም እንደ ሞለኪውላር ባዮሎጂ ማዕከላዊ ዶግማ ይገለጻል።

ጂኖች ሚውቴሽን ሊደረጉ ይችላሉ - በዘፈቀደ ወይም በዲኤንኤ ሰንሰለት ውስጥ ባሉ ኑክሊዮታይዶች ቅደም ተከተል ላይ ያነጣጠሩ ለውጦች። ሚውቴሽን ወደ ቅደም ተከተል ለውጥ ሊያመራ ይችላል, እና ስለዚህ ለውጥ ባዮሎጂካል ባህሪያትፕሮቲን ወይም አር ኤን ኤ, እሱም በተራው በአጠቃላይ ወይም በአካባቢያዊ ለውጦች ወይም ያልተለመደ የሰውነት አሠራር ሊያስከትል ይችላል. እንዲህ ያሉት ሚውቴሽን በአንዳንድ ሁኔታዎች በሽታ አምጪ ናቸው, ምክንያቱም በሽታን ስለሚያስከትሉ ወይም በፅንስ ደረጃ ላይ ገዳይ ናቸው. ይሁን እንጂ በኒውክሊዮታይድ ቅደም ተከተል ውስጥ ያሉ ሁሉም ለውጦች በፕሮቲን አወቃቀር (በጄኔቲክ ኮድ መበላሸት ምክንያት) ወይም በቅደም ተከተል ላይ ከፍተኛ ለውጥ እንዲያደርጉ እና በሽታ አምጪ ተሕዋስያን አይደሉም. በተለይም የሰው ልጅ ጂኖም በነጠላ ኑክሊዮታይድ ፖሊሞፈርፊሞች እና የቅጂ ቁጥር ልዩነቶች ተለይቶ ይታወቃል። የቅጂ ቁጥር ልዩነቶች), እንደ ስረዛዎች እና ማባዛቶች ከጠቅላላው የሰው ኑክሊዮታይድ ቅደም ተከተል 1% ያህሉ. ነጠላ ኑክሊዮታይድ ፖሊሞፈርፊሞች፣ በተለይም የአንድ ዘረ-መል (ጅን) የተለያዩ allelesን ይገልፃሉ።

እያንዳንዱን የዲ ኤን ኤ ፈትል የሚሠሩት ሞኖመሮች ውስብስብ ናቸው። ኦርጋኒክ ውህዶችየናይትሮጅን መሠረቶችን ጨምሮ፡- አድኒን (A) ወይም ቲሚን (ቲ) ወይም ሳይቶሲን (ሲ) ወይም ጉዋኒን (ጂ)፣ ፔንታቶሚክ ስኳር-ፔንታቶስ-ዲኦክሲራይቦዝ፣ ከዚያ በኋላ ዲ ኤን ኤ ራሱ ተሰይሟል፣ እንዲሁም የፎስፎሪክ አሲድ ቅሪት እነዚህ ውህዶች ናቸው። ኑክሊዮታይድ ይባላል።

የጂን ባህሪያት

1. አስተዋይነት - የጂኖች አለመመጣጠን;
2. መረጋጋት - መዋቅርን የመጠበቅ ችሎታ;
3. lability - በተደጋጋሚ የመቀየር ችሎታ;
4. ብዙ አለሊዝም - ብዙ ጂኖች በሕዝብ ውስጥ በብዛት ይገኛሉ ሞለኪውላዊ ቅርጾች;
5. አለርጂ - በዲፕሎይድ ፍጥረታት ጂኖታይፕ ውስጥ ሁለት የጂን ዓይነቶች ብቻ አሉ ።
6. ልዩነት - እያንዳንዱ ዘረ-መል (ጅን) የራሱን ባህሪ ያሳያል;
7. pleiotropy - የጂን ብዙ ውጤት;
8. ገላጭነት - በአንድ ባህሪ ውስጥ የጂን መግለጫ ደረጃ;
9. ዘልቆ መግባት - በ phenotype ውስጥ የጂን መገለጥ ድግግሞሽ;
10. ማጉላት - የጂን ቅጂዎች ቁጥር መጨመር.

ምደባ

1. መዋቅራዊ ጂኖች ነጠላ ተከታታይ ኢንኮዲንግ የሚወክሉ የጂኖም ልዩ ክፍሎች ናቸው። የተወሰነ ፕሮቲንወይም አንዳንድ የ RNA ዓይነቶች. (በተጨማሪም የጽሑፉን ጂኖች ተመልከት ቤተሰብ).
2. ተግባራዊ ጂኖች - የመዋቅር ጂኖችን አሠራር ይቆጣጠራል.

የጄኔቲክ ኮድ- የኑክሊዮታይድ ቅደም ተከተል በመጠቀም የፕሮቲኖችን አሚኖ አሲድ ቅደም ተከተል የመቀየስ የሁሉም ሕያዋን ፍጥረታት ባህሪ ዘዴ።

ዲ ኤን ኤ አራት ኑክሊዮታይዶችን ይጠቀማል - አዴኒን (ኤ) ፣ ጉዋኒን (ጂ) ፣ ሳይቶሲን (ሲ) ፣ ታይሚን (ቲ) በሩሲያ ሥነ ጽሑፍ ውስጥ በኤ ፣ ጂ ፣ ሲ እና ቲ ፊደሎች የተሰየሙ ናቸው። የጄኔቲክ ኮድ. አር ኤን ኤ ተመሳሳይ ኑክሊዮታይዶችን ይጠቀማል, ከቲሚን በስተቀር, በተመሳሳይ ኑክሊዮታይድ - uracil, እሱም በ U (U በሩሲያኛ ቋንቋ ስነ-ጽሑፍ) በተሰየመው ተመሳሳይ ተተካ. በዲ ኤን ኤ እና አር ኤን ኤ ሞለኪውሎች ውስጥ ኑክሊዮታይዶች በሰንሰለት የተደረደሩ ሲሆን በዚህም ምክንያት የጄኔቲክ ፊደሎች ቅደም ተከተል ያገኛሉ.

የጄኔቲክ ኮድ

በተፈጥሮ ውስጥ ፕሮቲኖችን ለመገንባት, 20 የተለያዩ አሚኖ አሲዶች ጥቅም ላይ ይውላሉ. እያንዳንዱ ፕሮቲን ሰንሰለት ወይም በርካታ የአሚኖ አሲዶች ሰንሰለቶች በጥብቅ በተገለጸ ቅደም ተከተል ነው። ይህ ቅደም ተከተል የፕሮቲን አወቃቀሩን ይወስናል, እና ስለዚህ ሁሉም ባዮሎጂካል ባህሪያት. የአሚኖ አሲዶች ስብስብ እንዲሁ ለሁሉም ሕያዋን ፍጥረታት ሁሉ ዓለም አቀፍ ነው።

በህይወት ሴሎች ውስጥ የጄኔቲክ መረጃን መተግበር (ማለትም በጂን የተረጋገጠ የፕሮቲን ውህደት) ሁለት የማትሪክስ ሂደቶችን በመጠቀም ይከናወናል-የጽሑፍ ቅጂ (ማለትም የኤምአርኤን ውህደት በዲ ኤን ኤ ማትሪክስ) እና የጄኔቲክ ኮድ ትርጉም። ወደ አሚኖ አሲድ ቅደም ተከተል (በ mRNA ላይ የ polypeptide ሰንሰለት ውህደት). ሶስት ተከታታይ ኑክሊዮታይዶች 20 አሚኖ አሲዶችን እንዲሁም የፕሮቲን ቅደም ተከተል መጨረሻን የሚያመለክተው የማቆሚያ ምልክት ለማካተት በቂ ነው። የሶስት ኑክሊዮታይድ ስብስብ ሶስት እጥፍ ይባላል. ከአሚኖ አሲዶች እና ኮዶኖች ጋር የሚዛመዱ ተቀባይነት ያላቸው አህጽሮተ ቃላት በስዕሉ ላይ ይታያሉ።

ንብረቶች

1. ሶስት እጥፍትርጉም ያለው የኮድ አሃድ የሶስት ኑክሊዮታይድ (ትሪፕሌት ወይም ኮዶን) ጥምረት ነው።
2. ቀጣይነት- በሶስትዮሽ መካከል ምንም የስርዓተ-ነጥብ ምልክቶች የሉም ፣ ማለትም ፣ መረጃው ያለማቋረጥ ይነበባል።
3. የማይደራረብ- ተመሳሳይ ኑክሊዮታይድ በአንድ ጊዜ የሁለት ወይም ከዚያ በላይ የሶስትዮሽ አካል መሆን አይችልም (ለአንዳንድ ተደራራቢ የቫይረሶች፣ ማይቶኮንድሪያ እና ባክቴሪያዎች በርካታ የፍሬምሺፍት ፕሮቲኖችን ኮድ የሚይዙ ጂኖች አይታዩም)።
4. ልዩነት (ልዩነት)- አንድ የተወሰነ ኮድን ከአንድ አሚኖ አሲድ ጋር ብቻ ይዛመዳል (ይሁን እንጂ የ UGA ኮድን አለው። Euplotes crassusሁለት አሚኖ አሲዶችን - ሳይስቴይን እና ሴሊኖይስቴይን (ሴሊኖሳይታይን) ይሸፍናል)
5. መበላሸት (መቀነስ)- በርካታ ኮዶች ከተመሳሳይ አሚኖ አሲድ ጋር ሊዛመድ ይችላል።
6. ሁለገብነት - የጄኔቲክ ኮድበአካላት ውስጥ ተመሳሳይ ነው የሚሰራው የተለያዩ ደረጃዎችውስብስብነት - ከቫይረሶች ወደ ሰዎች (ዘዴዎች በዚህ ላይ የተመሰረቱ ናቸው የጄኔቲክ ምህንድስና; ከዚህ በታች ባለው መደበኛ የጄኔቲክ ኮድ ክፍል ውስጥ ባለው ልዩነት ውስጥ በሰንጠረዡ ላይ የሚታዩት ልዩ ሁኔታዎች አሉ)።
7. የድምፅ መከላከያ- ኢንኮድ የተደረገው አሚኖ አሲድ ክፍል ላይ ለውጥ የማያመጡ የኑክሊዮታይድ ተለዋጭ ለውጦች ይባላሉ። ወግ አጥባቂ; ኢንኮድ የተደረገው አሚኖ አሲድ ክፍል ላይ ለውጥ የሚያመጣ የኑክሊዮታይድ ምትክ ሚውቴሽን ይባላሉ አክራሪ.

የፕሮቲን ባዮሲንተሲስ እና ደረጃዎቹ

ፕሮቲን ባዮሲንተሲስ- mRNA እና tRNA ሞለኪውሎች ተሳትፎ ጋር ሕያዋን ፍጥረታት ሕዋሳት ራይቦዞም ላይ የሚከሰተው አንድ polypeptide ሰንሰለት ከአሚኖ አሲድ ተረፈ ያለውን ልምምድ, ውስብስብ ባለብዙ-ደረጃ ሂደት.

የፕሮቲን ባዮሲንተሲስ ወደ ግልባጭ, ሂደት እና የትርጉም ደረጃዎች ሊከፋፈል ይችላል. በሚገለበጥበት ጊዜ በዲኤንኤ ሞለኪውሎች ውስጥ የተመሰጠረ የዘረመል መረጃ ይነበባል እና ይህ መረጃ በኤምአርኤንኤ ሞለኪውሎች ውስጥ ይጻፋል። በተከታታይ የማቀነባበሪያ ደረጃዎች ውስጥ, በሚቀጥሉት ደረጃዎች ውስጥ አንዳንድ አስፈላጊ ያልሆኑ ቁርጥራጮች ከ mRNA ውስጥ ይወገዳሉ, እና የኑክሊዮታይድ ቅደም ተከተሎች ተስተካክለዋል. ኮዱን ከኒውክሊየስ ወደ ራይቦዞም ካጓጉዙ በኋላ ትክክለኛው የፕሮቲን ሞለኪውሎች ውህደት የሚከሰተው የግለሰብ አሚኖ አሲድ ቀሪዎችን እያደገ ከሚሄደው ፖሊፔፕታይድ ሰንሰለት ጋር በማያያዝ ነው።

በግልባጭ እና በትርጉም መካከል የኤምአርኤንኤ ሞለኪውል የ polypeptide ሰንሰለትን ለመገጣጠም የሚሰራውን ማትሪክስ ብስለት የሚያረጋግጡ ተከታታይ ለውጦችን ያደርጋል። አንድ ካፕ ከ 5΄-መጨረሻ ጋር ተያይዟል, እና የ poly-A ጅራት ከ 3΄-መጨረሻ ጋር ተያይዟል, ይህም የ mRNA ህይወት ይጨምራል. በ eukaryotic ሴል ውስጥ የማቀነባበሪያ ሂደት በመምጣቱ የጂን ኤክስፖኖችን በማጣመር በአንድ ተከታታይ የዲ ኤን ኤ ኑክሊዮታይድ - ተለዋጭ መቆራረጥ ብዙ አይነት ፕሮቲኖችን ማግኘት ተችሏል.

ትርጉም በሜሴንጀር አር ኤን ኤ ውስጥ በተቀመጠው መረጃ መሰረት የ polypeptide ሰንሰለት ውህደትን ያካትታል። የአሚኖ አሲድ ቅደም ተከተል በመጠቀም ይዘጋጃል ማጓጓዝአር ኤን ኤ (tRNA) ፣ እሱም ከአሚኖ አሲዶች ጋር ውስብስብ ነገሮችን ይፈጥራል - aminoacyl-tRNA። እያንዳንዱ አሚኖ አሲድ ከኤምአርኤንኤ ኮድን ጋር “የሚዛመድ” ተጓዳኝ አንቲኮዶን ያለው የራሱ tRNA አለው። በትርጉም ጊዜ, ራይቦዞም በ mRNA ይንቀሳቀሳል, እና ይህን ሲያደርግ, የ polypeptide ሰንሰለት ያድጋል. ለፕሮቲን ባዮሲንተሲስ ሃይል የሚሰጠው በኤቲፒ ነው።

የተጠናቀቀው የፕሮቲን ሞለኪውል ከሪቦዞም ተሰንጥቆ ወደ ቦታው ይወሰዳል ትክክለኛው ቦታሴሎች. የእርስዎን ለማሳካት ንቁ ሁኔታአንዳንድ ፕሮቲኖች ከትርጉም በኋላ ተጨማሪ ማሻሻያ ያስፈልጋቸዋል።

እየመራ ነው። ሳይንስ መጽሔት ተፈጥሮበቅርቡ በሞለኪውላር ባዮሎጂስቶች እና በኮምፒዩተር ፕሮግራመሮች የተሰነጠቀ "በኮድ ውስጥ ያለ ኮድ" ዓይነት ሁለተኛ የጄኔቲክ ኮድ መገኘቱን ዘግቧል። ከዚህም በላይ, እሱን ለመለየት, የኢንፎርሜሽን ቴክኖሎጂን እንጂ የዝግመተ ለውጥ ጽንሰ-ሐሳብን አልተጠቀሙም.

አዲሱ ኮድ የስፕሊንግ ኮድ ይባላል። በዲ ኤን ኤ ውስጥ ይገኛል. ይህ ኮድ በጣም ውስብስብ ግን ሊገመት በሚችል መልኩ የስር ዘረመል ኮድን ይቆጣጠራል። የስፕሊንግ ኮድ ጂኖች እና የቁጥጥር አካላት እንዴት እና መቼ እንደሚገጣጠሙ ይቆጣጠራል። ይህንን ኮድ በኮድ ውስጥ መፈታቱ ከሂውማን ጂኖም ቅደም ተከተል ፕሮጀክት ጀምሮ ብቅ ባሉ አንዳንድ የዘረመል ሚስጥሮች ላይ ብርሃን እንዲፈነጥቅ ይረዳል። ከእነዚህ እንቆቅልሾች አንዱ እንደ ሰው ውስብስብ በሆነ አካል ውስጥ ለምን 20,000 ጂኖች ብቻ አሉ? (ሳይንቲስቶች ብዙ ተጨማሪ ነገር ያገኛሉ ተብሎ ይጠበቃል።) ጂኖች ወደ ክፍልፋዮች (ኤክሰኖች) የሚከፋፈሉት ለምንድነው ኮዲንግ ባልሆኑ ንጥረ ነገሮች (ኢንትሮንስ) ተለያይተው ከተገለበጡ በኋላ አንድ ላይ ተጣምረው (ማለትም የተሰነጠቀ)? እና ለምንድነው ጂኖች በአንዳንድ ሴሎች እና ቲሹዎች ውስጥ የሚበሩት, ግን ሌሎች አይደሉም? ለሁለት አስርት አመታት ሞለኪውላር ባዮሎጂስቶችየጄኔቲክ ቁጥጥር ዘዴዎችን ለማወቅ ሞክሯል. ይህ ጽሑፍ በጣም ይጠቁማል አስፈላጊ ነጥብበእውነቱ እየሆነ ያለውን ነገር በመረዳት። ሁሉንም ጥያቄዎች አይመልስም, ነገር ግን የውስጥ ኮድ መኖሩን ያሳያል. ይህ ኮድ ሳይንቲስቶች እንዴት እንደሚተነብዩ በግልፅ ሊገለጽ የሚችል መረጃን የማስተላለፍ ስርዓት ነው። አንዳንድ ሁኔታዎችእና ጂኖም ሊገለጽ በማይችል ትክክለኛነት ማሳየት ይችላል።

በሚቀጥለው ክፍል ውስጥ ኦርኬስትራ እንደሰማህ አስብ። በሩን ከፍተህ ወደ ውስጥ ተመልከት እና በክፍሉ ውስጥ ሶስት ወይም አራት ሙዚቀኞች ሲጫወቱ ታያለህ የሙዚቃ መሳሪያዎች. ይህንን ይመስላል ኮድ በመጣስ የተሳተፈው ብራንደን ፍሬይ። የሰው ጂኖም. ይላል: "እኛ 20,000 ጂኖችን ብቻ ነው ማግኘት የምንችለው ነገር ግን እጅግ በጣም ብዙ የፕሮቲን ምርቶችን እና የቁጥጥር ንጥረ ነገሮችን እንደያዙ እናውቃለን። እንዴት? አንዱ ዘዴ የአማራጭ መከፋፈል ይባላል።. የተለያዩ ኤክሰኖች (የጂኖች ክፍሎች) ሊሰበሰቡ ይችላሉ የተለያዩ መንገዶች. "ለምሳሌ ለፕሮቲን ኒዩረክሲን ሶስት ጂኖች የአንጎልን ሽቦ ለመቆጣጠር የሚረዱ ከ3,000 በላይ የዘረመል መልዕክቶችን መፍጠር ይችላሉ።"ይላል ፍሬይ። ጽሁፉ በተጨማሪም ሳይንቲስቶች እንደሚያውቁት 95% ጂኖቻችን በአማራጭ የተከፋፈሉ ናቸው, እና በአብዛኛዎቹ ሁኔታዎች, ግልባጮች (አር ኤን ኤ ሞለኪውሎች በጽሑፍ በመገለባበጥ) በተለያዩ የሴሎች እና የቲሹዎች ዓይነቶች ውስጥ በተለያየ መንገድ ይገለጣሉ. እነዚህ በሺዎች የሚቆጠሩ ጥምረት እንዴት እንደሚሰበሰቡ እና እንደሚገለጹ የሚቆጣጠር አንድ ነገር መኖር አለበት። ይህ የስፕሊንግ ኮድ ተግባር ነው።

ስለ ግኝቱ ፈጣን አጠቃላይ እይታ የሚፈልጉ አንባቢዎች ጽሑፉን በ ላይ ማንበብ ይችላሉ። ሳይንስ ዕለታዊየሚል ርዕስ አለው። "'Splicing Code'ን የሰነጠቁ ተመራማሪዎች ከባዮሎጂካል ውስብስብነት በስተጀርባ ያለውን ምስጢር አወቁ". ጽሑፉ እንዲህ ይላል። “የቶሮንቶ ዩኒቨርሲቲ ሳይንቲስቶች ሕይወት ያላቸው ሴሎች ውስን ቁጥር ያላቸውን ጂኖች እንዴት እንደ አንጎል ያሉ ውስብስብ የአካል ክፍሎችን እንዴት እንደሚጠቀሙ መሠረታዊ አዳዲስ ግንዛቤዎችን አግኝተዋል።. ተፈጥሮ ራሱ የሚጀምረው በሃይዲ ሌድፎርድ “በኮድ ውስጥ ኮድ” በሚለው መጣጥፍ ነው። ይህን ተከትሎ በቴጄዶር እና ቫልካርሴል “የጂን ደንብ፡ ሁለተኛውን የዘረመል ኮድ መስበር። በመጨረሻም፣ ክሊንቸሩ ከቶሮንቶ ዩኒቨርሲቲ የተመራማሪዎች ቡድን በቢንያም ዲ.ብሌንኮዌ እና በብራንደን ዲ ፍሬይ የተመራ፣ “ስፕሊሲንግ ኮድ” የሚል ጽሑፍ ነበር።

ይህ መጣጥፍ የኢንፎርሜሽን ሳይንስ ድል ነው። ዘዴያቸው አልጀብራ፣ ጂኦሜትሪ፣ ፕሮባቢሊቲ ቲዎሪ፣ የቬክተር ካልኩለስ፣ የመረጃ ንድፈ ሃሳብ፣ የፕሮግራም ኮድ ማመቻቸት እና ሌሎችንም ያጠቃልላል። ምርጥ ልምዶች. የማያስፈልጋቸው ነገር ነበር። የዝግመተ ለውጥ ጽንሰ-ሐሳብ , ውስጥ ፈጽሞ ያልተጠቀሰ ሳይንሳዊ ጽሑፎች. ይህን ጽሑፍ በማንበብ፣ የዚህ ከመጠን በላይ ሥራ ደራሲዎች ምን ያህል ውጥረት ውስጥ እንዳሉ ማየት ይችላሉ፡-

በሺዎች በሚቆጠሩ ኤክሰኖች መካከል በተለዋዋጭ መከፋፈል ላይ ቲሹ-ተኮር ለውጦችን ለመተንበይ በመቶዎች የሚቆጠሩ የአር ኤን ኤ ንብረቶችን ጥምረት የሚጠቀም የ'splicing code' እቅድን እንገልጻለን። ኮዱ አዳዲስ የመከፋፈያ ንድፎችን ይመሰርታል፣ በተለያዩ ቲሹዎች ውስጥ ያሉ የተለያዩ የቁጥጥር ፕሮግራሞችን ይገነዘባል፣ እና ሚውቴሽን የሚቆጣጠሩ የቁጥጥር ቅደም ተከተሎችን ያዘጋጃል። ሰፊ የቁጥጥር ስልቶችን አውቀናል, የሚከተሉትን ጨምሮ: ያልተጠበቁ ትላልቅ የንብረት ገንዳዎችን መጠቀም; መለየት ዝቅተኛ ደረጃዎችበተወሰኑ ቲሹዎች ባህሪያት የተዳከሙ የ exon inclusions; በ introns ውስጥ ያሉ ንብረቶች መገለጥ ቀደም ሲል ከታሰበው በላይ ጥልቅ ነው ። እና የስፕላስ ልዩነት ደረጃዎችን ማስተካከል መዋቅራዊ ባህሪያትግልባጭ ኮዱ የኤምአርኤን መበስበስን በማንቃት በአዋቂ ቲሹዎች ውስጥ መካተት ፀጥ እንዲል የሚያደርግ እና መገለላቸው በፅንስ ወቅት መግለጫዎችን የሚያበረታታ የኤግዚክስ ክፍሎችን ለመለየት ረድቷል። ኮዱ በጂኖም-ሰፊ ሚዛን ላይ ቁጥጥር የሚደረግባቸው የአማራጭ መከፋፈል ክስተቶችን ግኝት እና ዝርዝር ባህሪን ያመቻቻል።

ኮዱን የሰነጠቀው ቡድን ከኤሌክትሮኒክስ እና ኮምፒዩተር ምህንድስና እንዲሁም ከሞለኪውላር ጀነቲክስ ዲፓርትመንት ልዩ ባለሙያዎችን ያካትታል። (ፍሬ እራሱ ለማይክሮሶፍት ኮርፖሬሽን፣ የማይክሮሶፍት ምርምር ክፍል ይሰራል) ልክ እንደ ትላንትናዎቹ ኮድ ሰባሪዎች፣ ፍሬይ እና ባራሽ አዳብረዋል። "በኮምፒዩተር የታገዘ ባዮሎጂካል ትንተና አዲስ ዘዴ ኮድ ቃላትበጂኖም ውስጥ ተደብቋል. በተፈጠረው ከፍተኛ መጠን ያለው መረጃ በመታገዝ ሞለኪውላር ጄኔቲክስ ባለሙያዎች, የተመራማሪዎች ቡድን "የተገላቢጦሽ ምህንድስና" የስፕሊንግ ኮድ ነበር እንዴት እንደሚሰራ መተንበይ እስኪያቅታቸው ድረስ. ተመራማሪዎቹ ያንን ካወቁ በኋላ፣ ሚውቴሽንን በመቃወም ኮዱን ፈትነው ኤክስፖኖች እንዴት እንደገቡ ወይም እንደተሰረዙ ተመለከቱ። ኮዱ ቲሹ-ተኮር ለውጦችን ሊያመጣ ወይም አይጥ አዋቂ ወይም ሽል እንደሆነ ላይ በመመስረት የተለየ እርምጃ ሊወስድ እንደሚችል ደርሰውበታል። አንድ ጂን Xpo4 ከካንሰር ጋር የተያያዘ ነው; ተመራማሪዎቹ እንዲህ ብለዋል:- “እነዚህ መረጃዎች Xpo4 ዘረ-መል (ጅን) አገላለጽ ቱሪጀኔሲስ (ካንሰርን) ጨምሮ ጎጂ መዘዞችን ለማስወገድ ጥብቅ ቁጥጥር መደረግ አለበት የሚለውን ድምዳሜ የሚደግፉ ሲሆን ይህም በፅንስ ውስጥ የሚሠራ ቢሆንም በአዋቂዎች ሕብረ ሕዋሳት ውስጥ በብዛት ስለሚቀንስ። ባዩት የቁጥጥር ደረጃ በጣም ተገረሙ። ሆን ተብሎም ሆነ ባለማወቅ፣ ፍሬይ በዘፈቀደ ልዩነት እና ምርጫ ሳይሆን የማሰብ ችሎታ ያለው ንድፍ ቋንቋን እንደ ፍንጭ ተጠቅሟል። በማለት አስተውሏል፡- "ውስብስብን መረዳት ባዮሎጂካል ሥርዓትእንደ ውስብስብ የኤሌክትሮኒክስ ዑደት መረዳት።

ሃይዲ ሌድፎርድ እንዲህ ብሏል። ግልጽነት ቀላልነትየዋትሰን-ክሪክ የጄኔቲክ ኮድ ከአራት መሠረቶች ፣ ባለሶስት ኮዶች ፣ 20 አሚኖ አሲዶች እና 64 ዲ ኤን ኤ “ገጸ-ባህሪያት” - ከሥሩ ውስብስብ የሆነ አጠቃላይ ዓለምን ይደብቃል. በዚህ ቀላል ኮድ ውስጥ ተዘግቷል፣ የተከፋፈለው ኮድ በጣም የተወሳሰበ ነው።

ነገር ግን በዲ ኤን ኤ እና ፕሮቲኖች መካከል አር ኤን ኤ ነው - የተለየ ዓለምችግሮች ። አር ኤን ኤ አንዳንድ ጊዜ የጄኔቲክ መልዕክቶችን የሚያስተላልፍ እና አንዳንዴም የሚቆጣጠራቸው ብዙ አወቃቀሮችን የሚያካትት ትራንስፎርመር ነው። በዚሁ እትም ላይ ባሳተመው ጽሁፍ ላይ በኦንታርዮ ካናዳ ከሚገኘው የቶሮንቶ ዩኒቨርሲቲ ባልደረባ የሆኑት ቤንጃሚን ዲ ብሌንኮዌ እና ብራንደን ዲ ፍሬይ የተመራማሪዎች ቡድን የመልእክተኛ አር ኤን ኤ ክፍል እንዴት እንደሚተነብይ የሚተነብይ ሁለተኛ የጄኔቲክ ኮድ ለማውጣት ጥረት ማድረጉን ዘግቧል። ከተወሰነ ዘረ-መል የተቀዳ፣ በተለያዩ ቲሹዎች ውስጥ የተለያዩ ምርቶችን ለመመስረት መቀላቀል እና ማዛመድ ይችላል። ይህ ሂደት አማራጭ ስፕሊንግ በመባል ይታወቃል። በዚህ ጊዜ ምንም ቀላል ሰንጠረዥ የለም - በምትኩ ከ 200 በላይ የተለያዩ የዲ ኤን ኤ ባህሪያትን ከአር ኤን ኤ መዋቅር ጋር የሚያጣምሩ ስልተ ቀመሮች አሉ.

የእነዚህ ተመራማሪዎች ስራ የአር ኤን ኤ ሞዴልን በመገጣጠም የሂሳብ ዘዴዎች ፈጣን እድገት አሳይተዋል. አማራጭ ስፔሊንግ ከመረዳት በተጨማሪ፣ የኮምፒውተር ሳይንስ ሳይንቲስቶች የአር ኤን ኤ አወቃቀሮችን እንዲተነብዩ እና ለፕሮቲኖች ኮድ የማይሰጡ ትንንሽ የቁጥጥር አር ኤን ኤ ን ለመለየት ይረዳል። "አስደናቂ ጊዜ ነው"በካምብሪጅ በሚገኘው የማሳቹሴትስ የቴክኖሎጂ ተቋም የሂሳብ ባዮሎጂስት የሆኑት ክሪስቶፈር በርግ ይናገራሉ። "ወደፊት ትልቅ ስኬት እናገኛለን".

የኮምፒውተር ሳይንስ፣ ስሌት ባዮሎጂ፣ አልጎሪዝም እና ኮዶች - የዳርዊን ፅንሰ-ሀሳቡን ሲያዳብር እነዚህ ጽንሰ-ሀሳቦች የቃላት ዝርዝር ውስጥ አልነበሩም። ሜንዴል በውርስ ወቅት ባህሪያት እንዴት እንደሚከፋፈሉ በጣም ቀለል ያለ ሞዴል ​​ነበረው. በተጨማሪም፣ ባህሪያት የተመሰጠሩ ናቸው የሚለው ሃሳብ በ1953 ብቻ አስተዋወቀ። ዋናው የጄኔቲክ ኮድ በውስጡ በተካተተው ይበልጥ ውስብስብ በሆነ ኮድ ቁጥጥር እንደተደረገ እናያለን። እነዚህ አብዮታዊ ሀሳቦች ናቸው።. በተጨማሪም, ሁሉም ምልክቶች አሉ ይህ የቁጥጥር ደረጃ የመጨረሻው አይደለም. ሌድፎርድ አር ኤን ኤ እና ፕሮቲኖች ለምሳሌ ባለ ሶስት አቅጣጫዊ መዋቅር እንዳላቸው ያስታውሰናል። የሞለኪውሎች ተግባር ቅርጻቸው ሲቀየር ሊለወጡ ይችላሉ፡ ባለ ሶስት አቅጣጫዊ መዋቅር ተግባሩ የሚፈልገውን እንዲያደርግ መታጠፍን የሚቆጣጠር ነገር መኖር አለበት። በተጨማሪም የጂኖች መዳረሻ ቁጥጥር የሚደረግበት ይመስላል ሌላ ኮድ, ሂስቶን ኮድ. ይህ ኮድ በሞለኪውላር ማርከሮች ወይም በሂስቶን ፕሮቲኖች ላይ ለዲኤንኤ መጠምዘዝ እና ሱፐርኮይል ማእከል ሆነው በሚያገለግሉት “ጭራዎች” የተመሰጠረ ነው። ጊዜያችንን ሲገልጽ ሌድፎርድ ይናገራል "በአር ኤን ኤ ኢንፎርማቲክስ ውስጥ ቀጣይነት ያለው ህዳሴ".

Tejedor እና Valcárcel ውስብስብነት ከቀላልነት በስተጀርባ እንዳለ ይስማማሉ። ጽንሰ-ሐሳቡ በጣም ቀላል ነው፡- ዲ ኤን ኤ አር ኤን ኤ ይሠራል፣ ከዚያም ፕሮቲን ይሠራል።, - ጽሑፋቸውን ይጀምራሉ. "ግን በእውነቱ ሁሉም ነገር በጣም የተወሳሰበ ነው". በ 1950 ዎቹ ውስጥ, ሁሉም ህይወት ያላቸው ፍጥረታት, ከባክቴሪያ እስከ ሰው, መሰረታዊ የጄኔቲክ ኮድ እንዳላቸው ተምረናል. ነገር ግን ብዙም ሳይቆይ ውስብስብ ፍጥረታት ( eukaryotes ) አንዳንድ ከተፈጥሮ ውጪ የሆኑ እና ለመረዳት የሚያስቸግር ንብረት እንዳላቸው ተገነዘብን-የእነሱ ጂኖም ልዩ የሆኑ ክፍሎች፣ introns አላቸው፣ እነዚህም exons አንድ ላይ እንዲቀላቀሉ መወገድ አለባቸው። ለምን? ዛሬ ጭጋግ እየጸዳ ነው፡- "የዚህ ዘዴ ዋነኛው ጠቀሜታ መፍቀድ ነው የተለያዩ ሕዋሳትመምረጥ አማራጭ መንገዶችየቀዳሚው መልእክተኛ አር ኤን ኤ (ቅድመ-ኤም አር ኤን ኤ) መከፋፈል እና አንድ ጂን የተለያዩ መልዕክቶችን ይፈጥራል።ያብራራሉ - "እና ከዚያ የተለያዩ ኤምአርኤንኤዎች ለተለያዩ ፕሮቲኖች ኮድ ሊሰጡ ይችላሉ። የተለያዩ ተግባራት» . ተጨማሪ መረጃ ከትንሽ ኮድ ያገኛሉ፣ እንዴት እንደሚሰራ የሚያውቅ ይህ ሌላ ኮድ በኮዱ ውስጥ እስካለ ድረስ።

የስፕሊንግ ኮድ መስበርን በጣም ከባድ የሚያደርገው የኤክሶን መገጣጠምን የሚቆጣጠሩት ነገሮች በሌሎች በርካታ ምክንያቶች የተቀመጡ ናቸው፡- በ exon ድንበሮች አቅራቢያ የሚገኙ ቅደም ተከተሎች፣ የመግቢያ ቅደም ተከተሎች እና ስፔሊንግ ማሽነሪዎችን የሚረዱ ወይም የሚከለክሉ የቁጥጥር ሁኔታዎች። ከዚህም በተጨማሪ እ.ኤ.አ. "የአንድ የተወሰነ ቅደም ተከተል ወይም ሁኔታ ተፅእኖ ከውስጠ-ኤክሰን ድንበሮች ወይም ከሌሎች የቁጥጥር ጭብጦች አንጻር እንደ አካባቢው ሊለያይ ይችላል"፣ ቴጄዶር እና ቫልካርሴል ያብራራሉ። “ስለዚህ አብዛኞቹ ፈታኝ ተግባርቲሹ-ተኮር መሰንጠቅን መተንበይ የአእላፍ እሳቤዎችን አልጀብራ እና እነሱን በሚገነዘቡት የቁጥጥር ሁኔታዎች መካከል ያለውን ግንኙነት ማስላትን ያካትታል።.

ይህንን ችግር ለመፍታት የተመራማሪዎች ቡድን ስለ አር ኤን ኤ ቅደም ተከተሎች እና ስለተፈጠሩበት ሁኔታ እጅግ በጣም ብዙ መረጃ ወደ ኮምፒዩተር ይመግቡ ነበር። "ከዚያም ኮምፒዩተሩ በሙከራ የተቋቋመውን ቲሹ-ተኮር የኤክሶን ምርጫን በተሻለ ሁኔታ የሚያብራራ የንብረቶቹን ጥምር የመለየት ኃላፊነት ተሰጥቶት ነበር።". በሌላ አነጋገር ተመራማሪዎቹ ኮዱን ገለበጡ። እንደ ሁለተኛው የዓለም ጦርነት ኮድ ሰባሪዎች ሁሉ ሳይንቲስቶች አልጎሪዝምን ካወቁ በኋላ “አማራጮችን በትክክል እና በትክክል ለይቷል እንዲሁም በቲሹ ዓይነቶች ጥንዶች መካከል ያለውን ልዩነት ተንብዮአል” የሚል ትንበያ ሊሰጡ ይችላሉ። እና ልክ እንደ ማንኛውም ጥሩ ሳይንሳዊ ጽንሰ-ሐሳብ፣ ግኝቱ አዲስ ግንዛቤን ሰጥቷል፡- "ይህ ቀደም ሲል የታወቁትን የቁጥጥር ጭብጦች ላይ አዲስ ግንዛቤን እንድንሰጥ አስችሎናል እና ከዚህ ቀደም የማይታወቁ የታወቁ ተቆጣጣሪዎች ባህሪያትን እና በመካከላቸው ያልተጠበቁ የተግባር ግንኙነቶችን አመልክቷል."ሲሉ ተመራማሪዎቹ ጠቁመዋል። “ለምሳሌ፣ ኮዱ የሚያመለክተው ኤክስፖኖችን ወደ ተቀነባበሩ ፕሮቲኖች የሚያመሩ መሆናቸውን ነው። የጋራ ዘዴከፅንስ ቲሹ ወደ አዋቂ ቲሹ በሚሸጋገርበት ጊዜ የጂን አገላለጽ ሂደትን መቆጣጠር".

Tejedor እና Valcárcel የጽሑፋቸውን ህትመት ግምት ውስጥ ያስገባሉ። መጀመሪያ አስፈላጊደረጃ፡ "ስራው...የእኛን ጂኖም አማራጭ መልእክቶች ለመፍታት የሚያስፈልገው ትልቅ የሮዝታ ድንጋይ የመጀመሪያ ቁራጭ ግኝት ተደርጎ ይወሰዳል።" እንደ እነዚህ ሳይንቲስቶች ገለጻ፣ ወደፊት የሚደረጉ ጥናቶች ስለዚህ አዲስ ኮድ እውቀታቸውን እንደሚያሻሽሉ ጥርጥር የለውም። በጽሑፋቸው ማጠቃለያ ላይ ዝግመተ ለውጥን በአጭሩ ይጠቅሳሉ፤ ይህንንም በጣም ባልተለመደ መንገድ ያደርጉታል። እነሱም “ይህ ማለት ዝግመተ ለውጥ እነዚህን ኮዶች ፈጠረ ማለት አይደለም። ይህ ማለት እድገት ኮዶች እንዴት እንደሚገናኙ መረዳትን ይጠይቃል። ሌላው የሚያስደንቀው ነገር ቢኖር እስከ ዛሬ ድረስ ያለው የጥበቃ መጠን “ልዩ ልዩ ኮድ” ሊኖር ይችላል የሚል ጥያቄ ማስነሳቱ ነው።.

ኮዱ ምናልባት በእያንዳንዱ ነጠላ ሕዋስ ውስጥ ይሰራል እና ስለዚህ ከ200 በላይ ለሆኑ አጥቢ ህዋሶች ተጠያቂ መሆን አለበት። እንዲሁም ሳይጠቅሱ እጅግ በጣም ብዙ የተለያዩ የአማራጭ ስፔሊንግ ቅጦችን መቋቋም አለበት። ቀላል መፍትሄዎችስለ አንድ የተለየ exon ማካተት ወይም መቅረት. በዝግመተ ለውጥ የተገደበው የአማራጭ ስፔሊንግ ደንብ ጥበቃ (በሰዎች እና አይጦች መካከል ወደ 20% ገደማ ይሆናል ተብሎ የሚገመተው) የዝርያ-ተኮር ኮድ መኖሩን ጥያቄ ያስነሳል. ከዚህም በላይ በዲኤንኤ ማቀነባበሪያ እና በጂን ቅጂ መካከል ያለው ግንኙነት በተለዋጭ ስፕሊንግ ላይ ተጽእኖ ያሳድራል, እና የቅርብ ጊዜ መረጃዎች እንደሚያመለክቱት ዲ ኤን ኤ በሂስቶን ፕሮቲኖች መጠቅለል እና የሂስቶን (የኤፒጄኔቲክ ኮድ ተብሎ የሚጠራው) ማሻሻያዎችን በመቆጣጠር ረገድ የቅርብ ጊዜ መረጃዎች። ስለዚህ, የወደፊት ዘዴዎች በሂስቶን ኮድ እና በስፕሊንግ ኮድ መካከል ያለውን ትክክለኛ መስተጋብር መፍጠር አለባቸው. አሁንም ትንሽ ግንዛቤ ላለው ተፅዕኖም ተመሳሳይ ነው። ውስብስብ መዋቅሮችአር ኤን ኤ ለአማራጭ ስፕሊንግ.

ኮዶች፣ ኮዶች እና ተጨማሪ ኮዶች። በእነዚህ መጣጥፎች ውስጥ ሳይንቲስቶች ስለ ዳርዊኒዝም ምንም ማለታቸው የጥንት ሃሳቦችን እና ወጎችን አጥብቀው የሚይዙ የዝግመተ ለውጥ ንድፈ-ሀሳቦች እነዚህን ጽሑፎች ካነበቡ በኋላ ብዙ ሊያስቡበት እንደሚችሉ ያሳያል። ነገር ግን ስለ ኮድ ባዮሎጂ የሚጓጉ ሰዎች እራሳቸውን በግንባር ቀደምትነት ያገኛሉ። codebreakers ለማበረታታት የፈጠሩትን አስደሳች የድር መተግበሪያ ለመጠቀም ጥሩ እድል አላቸው። ተጨማሪ ምርምር. በቶሮንቶ ዩኒቨርሲቲ ድረ-ገጽ ላይ ተለዋጭ የስፕሊኪንግ ትንበያ ድህረ ገጽ ላይ ይገኛል። ምንም እንኳን በባዮሎጂ ውስጥ ያለ እሱ ምንም ትርጉም እንደማይሰጥ ጎብኚዎች የዝግመተ ለውጥን ማንኛውንም መጠቀስ በከንቱ ይመለከታሉ። አዲስ ስሪትይህ የ2010 አገላለጽ ይህን ይመስላል። በኮምፒዩተር ሳይንስ ካልታየ በስተቀር በባዮሎጂ ምንም ትርጉም አይሰጥም። .

አገናኞች እና ማስታወሻዎች

ስለዚህ ታሪክ በታተመበት ቀን ልንነግራችሁ በመቻላችን ደስ ብሎናል። ምናልባትም ይህ በጣም አስፈላጊ ከሆኑት ውስጥ አንዱ ነው ሳይንሳዊ ጽሑፎችየዓመቱ. (በእርግጥ ሁሉም ትልቅ ግኝትእንደ ዋትሰን እና ክሪክ ግኝት በሌሎች የሳይንስ ሊቃውንት ቡድኖች የተሰራ።) ለዚህ ልንለው የምንችለው ብቸኛው ነገር “ዋው!” ነው። ይህ ግኝት አስደናቂ የፍጥረት ማረጋገጫ በንድፍ እና ለዳርዊን ግዛት ትልቅ ፈተና ነው። የዝግመተ ለውጥ አራማጆች እንዴት የዘፈቀደ ሚውቴሽን እና ቀላል ታሪካቸውን ለማስተካከል እንደሚሞክሩ አስባለሁ። የተፈጥሮ ምርጫበ 19 ኛው ክፍለ ዘመን ወደ ኋላ የተፈጠረ, ከእነዚህ አዳዲስ መረጃዎች አንጻር.

Tejedor እና Valcárcel ስለ ምን እያወሩ እንዳሉ ተረድተዋል? ዝርያዎች ለእነዚያ ዝርያዎች ልዩ የሆነ የራሳቸው ኮድ ሊኖራቸው ይችላል. "ስለዚህ በሂስቶን [ኤፒጄኔቲክ] ኮድ እና በስፕሊሲንግ ኮድ መካከል ያለውን ትክክለኛ መስተጋብር ለመመስረት ለወደፊቱ ዘዴዎች ብቻ ይሆናል" ብለዋል. ይህ ማለት ሲተረጎም “ዳርዊናውያን ከዚህ ጋር ምንም ግንኙነት የላቸውም። ዝም ብለው ሊቋቋሙት አይችሉም። ቀላል የሆነው የዋትሰን-ክሪክ ጄኔቲክ ኮድ ለዳርዊናውያን ችግር ቢሆን ኖሮ፣ ከተመሳሳይ ጂኖች በሺዎች የሚቆጠሩ ግልባጮችን ስለሚፈጥር ስለ አንድ ስፕሊንግ ኮድ አሁን ምን ይላሉ? የጂን መግለጫን የሚቆጣጠረውን ኤፒጄኔቲክ ኮድ እንዴት ይቋቋማሉ? እና ማን ያውቃል ፣ ምናልባት በዚህ አስደናቂ “ግንኙነት” ውስጥ ፣ ለመማር ገና በጀመርነው ፣ ሌሎች ኮዶች ተካትተዋል ፣ የሮሴታ ድንጋይን የሚያስታውስ ፣ ገና ከአሸዋ መውጣት የጀመረው?

አሁን፣ ስለ ኮዶች እና የኮምፒዩተር ሳይንስ ስናስብ፣ ለአዲስ ምርምር ስለተለያዩ ምሳሌዎች ማሰብ እንጀምራለን። ጂኖም በከፊል እንደ ማከማቻ አውታረመረብ የሚሰራ ከሆነስ? ክሪፕቶግራፊ ወይም መጭመቂያ ስልተ ቀመሮችን የሚያካትት ቢሆንስ? ስለ ዘመናዊ የመረጃ ስርዓቶች እና የመረጃ ማከማቻ ቴክኖሎጂዎች ማስታወስ አለብን. የስቴጋኖግራፊ አካላትን እንኳን ልናገኝ እንችላለን። እንዳሉ ጥርጥር የለውም ተጨማሪ ዘዴዎችእንደ ማባዛት እና እርማቶች ያሉ ተቃውሞዎች, የ pseudogenes መኖርን ለማብራራት ይረዳሉ. የጠቅላላው የጂኖም ቅጂዎች ለጭንቀት ምላሽ ሊሆኑ ይችላሉ. ከእነዚህ ክስተቶች መካከል አንዳንዶቹ ጠቃሚ ጠቋሚዎች ሊሆኑ ይችላሉ ታሪካዊ ክስተቶች, ከዓለም አቀፋዊ የጋራ ቅድመ አያት ጋር ምንም ግንኙነት የሌላቸው, ነገር ግን ንፅፅር ጂኖሚክስ በኢንፎርማቲክስ እና በተቃውሞ ንድፍ ማዕቀፍ ውስጥ ለማሰስ እና የበሽታውን መንስኤ ለመረዳት ይረዳል.

የዝግመተ ለውጥ አራማጆች በከፍተኛ ችግር ውስጥ ይገኛሉ። ተመራማሪዎች ኮዱን ለማሻሻል ሞክረዋል, ነገር ግን ያገኙት ካንሰር እና ሚውቴሽን ብቻ ነበር. አንድ ሰው በእነዚህ የማይነጣጠሉ የተገናኙ ኮዶች ውስጥ ጣልቃ መግባት እንደጀመረ ሁሉም አደጋዎች እየጠበቁ ከሆነ የአካል ብቃት መስክን እንዴት ሊሄዱ ይችላሉ? አንዳንድ አብሮገነብ የመቋቋም እና ተንቀሳቃሽነት እንዳለ እናውቃለን፣ ነገር ግን ሙሉው ምስል በሚያስደንቅ ሁኔታ የተወሳሰበ፣ የተቀነባበረ፣ የተሻሻለ ነው የመረጃ ስርዓትእና ማለቂያ በሌለው ሊጫወቱ የሚችሉ ክፍሎች የዘፈቀደ ጥምረት አይደለም። የኮዱ አጠቃላይ ሀሳብ የማሰብ ችሎታ ንድፍ ጽንሰ-ሀሳብ ነው።

ኤ ኢ ዊልደር-ስሚዝ ይህንን ሰጥቷል ልዩ ትርጉም. ኮዱ በሁለቱ ክፍሎች መካከል ስምምነትን ይይዛል. ስምምነት አስቀድሞ ስምምነት ነው። እቅድ እና ዓላማን ያካትታል. ዊልደር ስሚዝ እንደሚለው የኤስኦኤስ ምልክትን እንደ ጭንቀት ምልክት እንጠቀማለን። SOS እንደ አደጋ አይመስልም። እንደ ጥፋት አይሸትም። እንደ ጥፋት አይሰማውም። ሰዎች የስምምነቱ ዋና ነገር ካልተረዱ እነዚህ ደብዳቤዎች አደጋን እንደሚወክሉ አይረዱም ነበር። በተመሳሳይ መልኩ, codon for alanine, HCC, አይመስልም, አይሸትም ወይም አላኒን አይሰማውም. "GCC ማለት አላኒን ማለት ነው" የሚለው በሁለቱ የኮዲንግ ስርዓቶች (የፕሮቲን ኮድ እና የዲኤንኤ ኮድ) መካከል አስቀድሞ የተረጋገጠ ስምምነት ከሌለ በስተቀር ኮዶን ከአላኒን ጋር ምንም ግንኙነት አይኖረውም። ይህንን ስምምነት ለማስተላለፍ አንድን ኮድ ወደ ሌላ የሚተረጉሙ የተርጓሚዎች ቤተሰብ ፣ aminoacyl-tRNA synthetases ጥቅም ላይ ይውላሉ።

ይህ በ 1950 ዎቹ ውስጥ የንድፍ ንድፈ ሃሳብን ለማጠናከር ነበር እና ብዙ የፍጥረት ተመራማሪዎች ውጤታማ በሆነ መልኩ ሰብኳቸዋል. ነገር ግን የዝግመተ ለውጥ አራማጆች ልክ እንደ ለስላሳ ተናጋሪ ሻጮች ናቸው። ኮድን የሚሰብር እና አዳዲስ ዝርያዎችን በሚውቴሽን እና በምርጫ ስለሚፈጥረው ስለ Tinkerbell ተረት ፈጠሩ እና ብዙ ሰዎች ተአምራት ዛሬም ሊከሰቱ እንደሚችሉ አሳምነዋል። ደህና ፣ ደህና ፣ ዛሬ እኛ በ 21 ኛው ክፍለ ዘመን ውስጥ ነን እና ኤፒጄኔቲክ ኮድን እና የስፕሊንግ ኮድን እናውቃለን - ከቀላል ዲ ኤን ኤ ኮድ የበለጠ ውስብስብ እና ተለዋዋጭ የሆኑ ሁለት ኮዶች። በኮዶች ውስጥ ስለ ኮዶች፣ ከኮዶች በላይ እና ከኮዶች በታች ስለ ኮዶች እናውቃለን - አጠቃላይ የኮዶች ተዋረድ እናውቃለን። በዚህ ጊዜ፣ የዝግመተ ለውጥ አራማጆች ጣታቸውን በጠመንጃው ውስጥ ብቻ በማጣበቅ እኛን ወደ እነርሱ ሊያስገባን አይችሉም የሚያምሩ ንግግሮች, ጠመንጃዎች በሁለቱም በኩል ሲቀመጡ - በዋና ዋና መዋቅራዊ አካላት ላይ ያነጣጠረ ሙሉ የጦር መሣሪያ. ሁሉም ጨዋታ ነው። በዙሪያቸው የኮምፒዩተር ሳይንስ ሙሉ ዘመን አድጓል, ከረዥም ጊዜ ጀምሮ ከፋሽን ወጥተዋል እና ዓለምን በጦር ለመውጣት የሚሞክሩትን ግሪኮች ይመስላሉ. ዘመናዊ ታንኮችእና ሄሊኮፕተሮች.

ለመናገር በጣም ያሳዝናል ነገር ግን የዝግመተ ለውጥ አራማጆች ይህንን አይረዱም ወይም ቢረዱም ተስፋ አይቆርጡም። በነገራችን ላይ, በዚህ ሳምንት, ልክ ስለ ስፕሊንግ ኮድ ጽሁፍ ሲወጣ, በጣም የተናደደ እና የጥላቻ ከቅርብ ጊዜ ወዲህበፍጥረት እና የማሰብ ችሎታ ንድፍ ላይ የንግግር ዘይቤ። ብዙ የምንሰማው አሉን። ተመሳሳይ ምሳሌዎች. እናም ማይክራፎኑን እስከያዙ እና ተቋማቱን እስከተቆጣጠሩ ድረስ ብዙ ሰዎች ሳይንስ በቂ ምክንያት እየሰጣቸው እንደቀጠለ ነው ብለው በማሰብ ወደ ማጥመጃቸው ይወድቃሉ። ይህን ሁሉ የምንነግርህ ይህንን ጽሑፍ እንድታነብ፣ እንድታጠናው፣ እንድትረዳው እና ይህን ትምክህተኛ፣ አሳሳች ከንቱ ከእውነት ጋር ለማሸነፍ የሚያስፈልግህን መረጃ እንድታስታጥቅ ነው። አሁን፣ ቀጥል!

በኮዶን ውስጥ የተገለጸው የጄኔቲክ ኮድ በፕላኔታችን ላይ ባሉ ሁሉም ሕያዋን ፍጥረታት ውስጥ ስለ ፕሮቲኖች አወቃቀር መረጃን የመቀየሪያ ዘዴ ነው። እሱን ለመፍታት አሥር ዓመታት ፈጅቷል፣ ነገር ግን ሳይንስ ለአንድ ምዕተ ዓመት ያህል እንዳለ ተረድቷል። ሁለንተናዊነት፣ ልዩነት፣ አንድ አቅጣጫዊነት እና በተለይም የጄኔቲክ ኮድ ብልሹነት አስፈላጊ ናቸው። ባዮሎጂያዊ ጠቀሜታ.

የግኝቶች ታሪክ

ኮድ ማድረግ ችግር ሁልጊዜ በባዮሎጂ ውስጥ ቁልፍ ነው። ሳይንስ ቀስ በቀስ ወደ ጄኔቲክ ኮድ ማትሪክስ መዋቅር ተንቀሳቅሷል። በጄ ዋትሰን እና ኤፍ. ክሪክ የዲኤንኤ ድርብ ሄሊካል መዋቅር በ 1953 ከተገኘበት ጊዜ ጀምሮ የኮዱን አወቃቀሩን የመፍታት ደረጃ ተጀመረ ይህም በተፈጥሮ ታላቅነት ላይ እምነት እንዲያድርበት አድርጓል። የፕሮቲኖች መስመራዊ መዋቅር እና ተመሳሳይ የዲ ኤን ኤ መዋቅር የጄኔቲክ ኮድ በሁለት ጽሑፎች መካከል እንደ ደብዳቤ መገኘትን ያመለክታሉ ፣ ግን በጽሑፍ ተጽፈዋል። የተለያዩ ፊደላት. እና የፕሮቲኖች ፊደላት የሚታወቅ ከሆነ የዲኤንኤ ምልክቶች በባዮሎጂስቶች ፣ የፊዚክስ ሊቃውንት እና የሂሳብ ሊቃውንት የጥናት ርዕሰ ጉዳይ ሆነዋል።

ይህንን እንቆቅልሽ ለመፍታት ሁሉንም እርምጃዎች መግለጽ ምንም ፋይዳ የለውም። በዲ ኤን ኤ ኮዶች እና በፕሮቲን አሚኖ አሲዶች መካከል ግልጽ እና ወጥ የሆነ የደብዳቤ ልውውጥ መኖሩን ያረጋገጠ እና ያረጋገጠ ቀጥተኛ ሙከራ በ1964 በC. Janowski እና S. Brenner ተካሄዷል። እና ከዚያ - በሴል-ነጻ አወቃቀሮች ውስጥ የፕሮቲን ውህደት ቴክኒኮችን በመጠቀም የጄኔቲክ ኮድን በብልቃጥ ውስጥ የመፍታታት ጊዜ (በሙከራ ቱቦ ውስጥ)።

ሙሉ በሙሉ የተፈታው የኢ.ኮሊ ኮድ እ.ኤ.አ. በ1966 በብርድ ስፕሪንግ ሃርበር (ዩኤስኤ) የባዮሎጂስቶች ሲምፖዚየም ይፋ ሆነ። ከዚያም የጄኔቲክ ኮድ ድግግሞሽ (መበስበስ) ተገኝቷል. ይህ ምን ማለት እንደሆነ በቀላሉ ተብራርቷል።

ኮድ መፍታት ቀጥሏል።

በዘር የሚተላለፍ ኮድ መፍታት ላይ መረጃ ማግኘት ባለፈው ክፍለ ዘመን ውስጥ በጣም ጉልህ ከሆኑ ክስተቶች አንዱ ነው። ዛሬ ሳይንስ የሞለኪውላር ኢንኮዲንግ ዘዴዎችን እና የስርዓታዊ ባህሪያቱን እና ከመጠን በላይ ምልክቶችን በጥልቀት ማጥናቱን ቀጥሏል ፣ ይህም የጄኔቲክ ኮድ ብልሹነትን ያሳያል። የተለየ ኢንዱስትሪበማጥናት - የዘር ውርስ ቁሳቁሶችን ለመመዝገብ የስርዓቱ መከሰት እና ዝግመተ ለውጥ። በፖሊኑክሊዮታይድ (ዲ ኤን ኤ) እና በ polypeptides (ፕሮቲን) መካከል ያለውን ግንኙነት የሚያሳዩ ማስረጃዎች ለሞለኪውላር ባዮሎጂ እድገት መነሳሳትን ሰጥተዋል። እናም ይህ በተራው, ወደ ባዮቴክኖሎጂ, ባዮኢንጂነሪንግ, የመራቢያ እና የእፅዋት እድገት ግኝቶች.

ዶግማዎች እና ደንቦች

የሞለኪውላር ባዮሎጂ ዋና ዶግማ መረጃ ከዲኤንኤ ወደ መልእክተኛ አር ኤን ኤ ከዚያም ወደ ፕሮቲን መተላለፉ ነው። በተቃራኒው አቅጣጫ ከአር ኤን ኤ ወደ ዲ ኤን ኤ እና ከአር ኤን ኤ ወደ ሌላ አር ኤን ኤ ማስተላለፍ ይቻላል.

ነገር ግን ማትሪክስ ወይም መሰረቱ ሁልጊዜ ዲ ኤን ኤ ሆኖ ይቀራል። እና ሁሉም ሌሎች የመረጃ ስርጭት መሰረታዊ ባህሪያት የዚህ ማትሪክስ ስርጭት ተፈጥሮ ነጸብራቅ ናቸው። ይኸውም በማትሪክስ ላይ በሚገኙ ሌሎች ሞለኪውሎች ውህደት አማካኝነት ማስተላለፍ ይህም የዘር መረጃን ለማራባት መዋቅር ይሆናል.

የጄኔቲክ ኮድ

የፕሮቲን ሞለኪውሎች አወቃቀሮች መስመራዊ ኮድ ማሟያ ኮዶችን (ትሪፕሌትስ) ኑክሊዮታይድ በመጠቀም ይከናወናል ፣ ከእነዚህም ውስጥ 4 ብቻ (አዴይን ፣ ጉዋኒን ፣ ሳይቶሲን ፣ ታይሚን (ኡራሲል)) ይገኛሉ ፣ ይህም በድንገት ወደ ሌላ የኑክሊዮታይድ ሰንሰለት መፈጠር ያስከትላል ። . ተመሳሳይ ቁጥርእና የኑክሊዮታይድ ኬሚካላዊ ማሟያነት ለእንደዚህ አይነት ውህደት ዋናው ሁኔታ ነው. ነገር ግን የፕሮቲን ሞለኪውል ሲፈጠር በሞኖመሮች ብዛት እና ጥራት መካከል ምንም አይነት የጥራት ግጥሚያ የለም (ዲ ኤን ኤ ኑክሊዮታይድ የፕሮቲን አሚኖ አሲዶች ናቸው)። ይህ ተፈጥሯዊ ነው። በዘር የሚተላለፍ ኮድ- በፕሮቲን ውስጥ የአሚኖ አሲዶችን ቅደም ተከተል በ ኑክሊዮታይድ (ኮዶን) ውስጥ ለመቅዳት ስርዓት።

የጄኔቲክ ኮድ በርካታ ባህሪያት አሉት:

• ሶስት ጊዜ.
• ያለማወላወል።
• አቅጣጫ.
• የማይደራረብ።
• የጄኔቲክ ኮድ ድግግሞሽ (መበስበስ)።
• ሁለገብነት።

እንስጥ አጭር መግለጫ, በባዮሎጂያዊ ጠቀሜታ ላይ በማተኮር.

ሶስት ጊዜ, ቀጣይነት እና የማቆሚያ ምልክቶች መገኘት

እያንዳንዳቸው 61 አሚኖ አሲዶች ከአንድ ኑክሊዮታይድ የሶስትዮሽ (ትሪፕሌት) ስሜት ጋር ይዛመዳሉ። ሶስት ትሪፕቶች የአሚኖ አሲድ መረጃን አይሸከሙም እና የማቆሚያ ኮዶች ናቸው. በሰንሰለቱ ውስጥ ያለው እያንዳንዱ ኑክሊዮታይድ የሶስትዮሽ አካል ነው እና በራሱ አይገኝም። ለአንድ ፕሮቲን ተጠያቂ የሆኑት የኑክሊዮታይድ ሰንሰለት መጨረሻ ላይ እና መጀመሪያ ላይ የማቆሚያ ኮዶች አሉ. ትርጉሙን ይጀምራሉ ወይም ያቆማሉ (የፕሮቲን ሞለኪውል ውህደት)።

ልዩነት፣ አለመደራረብ እና አንድ አቅጣጫ አለመሆን

እያንዳንዱ ኮዶን (ትሪፕሌት) ኮዶች ለአንድ አሚኖ አሲድ ብቻ። እያንዳንዱ ሶስት እጥፍ ከጎረቤቱ ነጻ ነው እና አይደራረብም. በሰንሰለት ውስጥ አንድ ኑክሊዮታይድ በአንድ ሶስት እጥፍ ብቻ ሊካተት ይችላል. የፕሮቲን ውህደት ሁል ጊዜ የሚከሰተው በአንድ አቅጣጫ ብቻ ነው ፣ እሱም በቆመ ኮዶች ቁጥጥር የሚደረግለት።

የጄኔቲክ ኮድ ድግግሞሽ

እያንዳንዱ የሶስትዮሽ ኑክሊዮታይድ ኮድ ለአንድ አሚኖ አሲድ። በጠቅላላው 64 ኑክሊዮታይዶች አሉ ፣ ከእነዚህም ውስጥ 61 አሚኖ አሲዶችን (ስሜት ኮዶችን) ያመለክታሉ ፣ ሦስቱ ደግሞ ትርጉም የለሽ ናቸው ፣ ማለትም ፣ አሚኖ አሲድ (ማቆሚያ ኮዶችን) አያስቀምጡም። የጄኔቲክ ኮድ ድግግሞሽ (መበስበስ) በእያንዳንዱ የሶስትዮሽ ምትክ ሊደረግ ስለሚችል - ራዲካል (የአሚኖ አሲድ መተካት ያስከትላል) እና ወግ አጥባቂ (የአሚኖ አሲድ ክፍልን አይቀይሩ)። ለማስላት ቀላል ነው 9 ምትክ በሶስት እጥፍ (ቦታ 1, 2 እና 3) እያንዳንዱ ኑክሊዮታይድ በ 4 - 1 = 3 ሌሎች አማራጮች ሊተካ ይችላል, ከዚያም አጠቃላይ ቁጥር. ሊሆኑ የሚችሉ አማራጮችየኑክሊዮታይድ ምትክ 61 በ 9 = 549 ይሆናል።

የጄኔቲክ ኮድ መበላሸቱ 549 ተለዋጮች ስለ 21 አሚኖ አሲዶች መረጃን ለመደበቅ ከሚያስፈልገው በላይ በመሆናቸው ይገለጣል። ከዚህም በላይ ከ 549 ተለዋጮች ውስጥ 23 ተተኪዎች ወደ ማቆሚያ ኮዶኖች ይመራሉ ፣ 134 + 230 ተተኪዎች ወግ አጥባቂ ናቸው ፣ እና 162 ተተኪዎች አክራሪ ናቸው።

የመበስበስ እና የማግለል ደንብ

ሁለት ኮዶኖች ሁለት ተመሳሳይ የመጀመሪያ ኑክሊዮታይድ ካላቸው እና የተቀሩት ደግሞ ተመሳሳይ ክፍል ባላቸው ኑክሊዮታይዶች (ፑሪን ወይም ፒሪሚዲን) የሚወከሉ ከሆነ ስለ ተመሳሳይ አሚኖ አሲድ መረጃ ይይዛሉ። ይህ የጄኔቲክ ኮድ የመበስበስ ወይም የመቀነስ ደንብ ነው። ሁለት ልዩ ሁኔታዎች AUA እና UGA ናቸው - የመጀመሪያው ሜቲዮኒንን ኮድ ያስገባል ፣ ምንም እንኳን isoleucine መሆን አለበት ፣ ሁለተኛው ደግሞ ኮዶን ነው ፣ ምንም እንኳን tryptophan መመስረት አለበት።

የብልሽት እና ሁለንተናዊነት ትርጉም

ትልቁ ባዮሎጂያዊ ጠቀሜታ ያላቸው እነዚህ ሁለት የጄኔቲክ ኮድ ባህሪያት ናቸው. ከላይ የተዘረዘሩት ሁሉም ንብረቶች በፕላኔታችን ላይ ያሉ ሁሉም ህይወት ያላቸው ፍጥረታት በዘር የሚተላለፍ መረጃ ባህሪያት ናቸው.

የጄኔቲክ ኮድ መበላሸቱ ልክ እንደ አንድ አሚኖ አሲድ በርካታ የኮዱን ማባዛት አስማሚ ጠቀሜታ አለው። በተጨማሪም, ይህ ማለት በኮዶን ውስጥ የሶስተኛው ኑክሊዮታይድ ጠቀሜታ (መበስበስ) መቀነስ ማለት ነው. ይህ አማራጭ በዲ ኤን ኤ ውስጥ የሚውቴሽን ጉዳትን ይቀንሳል፣ ይህም በፕሮቲን አወቃቀር ላይ ከፍተኛ ብጥብጥ ያስከትላል። ይህ በፕላኔታችን ላይ ያሉ ሕያዋን ፍጥረታት መከላከያ ዘዴ ነው.

የሲቪል ህግን አመጣጥ የሚገልጹ ተከታታይ መጣጥፎች ብዙ ዱካዎች ስላለንባቸው ክስተቶች ላይ እንደ ምርመራ ተደርጎ ሊወሰዱ ይችላሉ። ይሁን እንጂ እነዚህን ጽሑፎች መረዳት የፕሮቲን ውህደትን ሞለኪውላዊ ዘዴዎችን ለመረዳት የተወሰነ ጥረት ይጠይቃል. ይህ መጣጥፍ ለጄኔቲክ ኮድ አመጣጥ ለተከታታይ የራስ-ህትመቶች መግቢያ ነው፣ እና ከዚህ ርዕስ ጋር ለመተዋወቅ በጣም ጥሩው ቦታ ነው።
አብዛኛውን ጊዜ የጄኔቲክ ኮድ(ጂኬ) ፕሮቲንን በኮድ ለማስቀመጥ እንደ ዘዴ (ደንብ) ይገለጻል። የመጀመሪያ ደረጃ መዋቅርዲ ኤን ኤ ወይም አር ኤን ኤ. በሥነ-ጽሑፍ ውስጥ ፣ ይህ በጂን ውስጥ የሶስት ኑክሊዮታይድ ቅደም ተከተል ወደ አንድ አሚኖ አሲድ በተቀነባበረ ፕሮቲን ውስጥ ወይም የፕሮቲን ውህደት የመጨረሻ ነጥብ ልዩ ደብዳቤ እንደሆነ ብዙ ጊዜ ተጽፏል። ይሁን እንጂ በዚህ ፍቺ ውስጥ ሁለት ስህተቶች አሉ. ይህ የሚያመለክተው 20 የሚባሉትን ቀኖናዊ አሚኖ አሲዶች ነው, እነዚህም የሁሉም ህይወት ያላቸው ፍጥረታት ፕሮቲኖች አካል ናቸው. እነዚህ አሚኖ አሲዶች ፕሮቲን ሞኖመሮች ናቸው. ስህተቶቹም የሚከተሉት ናቸው።

1) 20 ቀኖናዊ አሚኖ አሲዶች የሉም, ግን 19 ብቻ. አንድ አሚኖ አሲድ በአንድ ጊዜ የአሚኖ ቡድን -ኤንኤች 2 እና የካርቦክሲል ቡድን - COOH የያዘ ንጥረ ነገር ብለን ልንጠራው እንችላለን. እውነታው ግን ፕሮቲን ሞኖመር - ፕሮሊን - አሚኖ አሲድ አይደለም ፣ ምክንያቱም በአሚኖ ቡድን ምትክ የኢሚኖ ቡድን ስላለው ፕሮሊን ኢሚኖ አሲድ መባሉ የበለጠ ትክክል ነው። ነገር ግን፣ ወደፊት፣ ለኤችኤ በተዘጋጁ ሁሉም መጣጥፎች፣ ለምቾት ሲባል፣ የተገለጸውን ልዩነት በማሳየት፣ ስለ 20 አሚኖ አሲዶች እጽፋለሁ። የአሚኖ አሲድ አወቃቀሮች በምስል ውስጥ ይታያሉ. 1.

ሩዝ. 1. የቀኖናዊ አሚኖ አሲዶች አወቃቀሮች. አሚኖ አሲዶች ቋሚ ክፍሎች አሏቸው፣ በሥዕሉ ላይ በጥቁር የተገለጹ፣ እና ተለዋዋጭ ክፍሎች (ወይም ራዲካል)፣ በቀይ የተገለጹ ናቸው።

2) የአሚኖ አሲዶች ከኮዶኖች ጋር ያለው ግንኙነት ሁልጊዜ ግልጽ አይደለም. ግልጽ ያልሆኑ ጉዳዮችን መጣስ ፣ ከዚህ በታች ይመልከቱ።

የጂ.ሲ.ሲ ብቅ ማለት የፕሮቲን ውህደት መፈጠር ማለት ነው. ይህ ክስተት ከዋና ዋናዎቹ አንዱ ነው። የዝግመተ ለውጥ ምስረታየመጀመሪያዎቹ ሕያዋን ፍጥረታት.

የ HA መዋቅር በክብ ቅርጽ ቀርቧል. 2.

ሩዝ. 2. የጄኔቲክ ኮድበክብ ቅርጽ. የውስጥ ክበብ- የኮዶን የመጀመሪያ ፊደል ፣ ሁለተኛክብ - የኮዶን ሁለተኛ ፊደል ፣ ሦስተኛው ክበብ - የኮዶን ሦስተኛው ፊደል ፣ አራተኛው ክበብ - የአሚኖ አሲዶች በሦስት ፊደል ምህጻረ ቃል; P - የዋልታ አሚኖ አሲዶች, NP - ያልሆኑ ዋልታ አሚኖ አሲዶች. ለሲሜትሪ ግልጽነት፣ የተመረጠው የምልክት ቅደም ተከተል አስፈላጊ ነው።ዩ -ሲ - ሀ - ጂ.

ስለዚህ, የ HA ዋና ባህሪያትን መግለጽ እንጀምር.

1. ሶስት ጊዜ.እያንዳንዱ አሚኖ አሲድ በሶስት ኑክሊዮታይድ ቅደም ተከተል ተቀምጧል።

2. የ intergenic ሥርዓተ-ነጥብ ምልክቶች መገኘት.ኢንተርጄኒክ ስርዓተ-ነጥብ ምልክቶች ቅደም ተከተሎችን ያካትታሉ ኑክሊክ አሲድስርጭቱ የሚጀመርበት ወይም የሚያልቅበት።

ትርጉም ከየትኛውም ኮዶን ሊጀምር አይችልም ፣ ግን በጥብቅ ከተገለጸው ብቻ - መጀመር. የመነሻ ኮድን የ AUG ትሪፕሌትን ያካትታል, ከእሱ ትርጉም ይጀምራል. በዚህ ሁኔታ, ይህ ሶስት ፕሌት ሜቲዮኒን ወይም ሌላ አሚኖ አሲድ - ፎርሚልሜቲዮኒን (በፕሮካርዮትስ) ውስጥ, በፕሮቲን ውህደት መጀመሪያ ላይ ሊካተት ይችላል. በእያንዳንዱ ጂን መጨረሻ ላይ ፖሊፔፕታይድ በኮድ ከማድረጉ ቢያንስ ከ 3 ውስጥ አንዱ አለ። ኮዶችን ማቆም, ወይም የብሬክ መብራቶች: UAA, UAG, UGA. ትርጉሙን ያቋርጣሉ (በሪቦዞም ላይ የፕሮቲን ውህደት ተብሎ የሚጠራው).

3. ውሱንነት፣ ወይም የውስጥ ሥርዓተ-ነጥብ ምልክቶች አለመኖር።በጂን ውስጥ፣ እያንዳንዱ ኑክሊዮታይድ የአንድ ጉልህ ኮድን አካል ነው።

4. የማይደራረብ።ኮዶኖች እርስ በእርሳቸው አይጣመሩም, እያንዳንዳቸው የራሳቸው የታዘዙ ኑክሊዮታይድ ስብስብ አላቸው, እሱም ከጎረቤት ኮዶኖች ጋር ተመሳሳይነት የለውም.

5. መበላሸት.በአሚኖ አሲድ-ወደ-ኮዶን አቅጣጫ ያለው የተገላቢጦሽ ደብዳቤ አሻሚ ነው። ይህ ንብረት መበስበስ ይባላል. ተከታታይለአንድ አሚኖ አሲድ ኮድ የሆኑ የኮድኖች ስብስብ ነው, በሌላ አነጋገር, እሱ ቡድን ነው ተመጣጣኝ ኮዶች. ኮድን እንደ XYZ እናስብ። XY “ስሜትን” (ማለትም አሚኖ አሲድ) ከገለጸ ኮዶን ይባላል ጠንካራ. የኮዶን ትርጉም ለመወሰን የተወሰነ ዜድ የሚያስፈልግ ከሆነ እንዲህ ዓይነቱ ኮድ ይባላል ደካማ.

የኮዱ መበላሸት ከኮዶን-አንቲኮዶን ማጣመር አሻሚነት ጋር በቅርበት ይዛመዳል (አንቲኮዶን ማለት በ tRNA ላይ የሶስት ኑክሊዮታይድ ቅደም ተከተል ነው ፣ እሱም በመልእክተኛ አር ኤን ኤ ላይ ካለው ኮድ ጋር ማጣመር ይችላል (በዚህ ላይ ተጨማሪ ዝርዝሮችን ለማግኘት ሁለት መጣጥፎችን ይመልከቱ) የኮድ መበስበስን ለማረጋገጥ ሞለኪውላዊ ዘዴዎችእና የLagerquist አገዛዝ. የሩመር ምልክቶች እና ግንኙነቶች ፊዚኮ-ኬሚካላዊ ማረጋገጫ). በTRNA ላይ ያለ አንድ አንቲኮዶን ከአንድ እስከ ሶስት ኮዶችን በኤምአርኤን ላይ ሊያውቅ ይችላል።

6.ያለማወላወል።እያንዳንዱ ትሪፕሌት አንድ አሚኖ አሲድ ብቻ ወይም የትርጉም ማብቂያ ነው።

ሶስት የሚታወቁ ልዩነቶች አሉ።

አንደኛ. በመጀመሪያ ቦታ ላይ በፕሮካርዮትስ (እ.ኤ.አ.) አቢይ ሆሄፎርሚልሜቲዮኒንን እና በማንኛውም ሌላ - ሜቲዮኒን ኮድ ይሰጣል በጂን መጀመሪያ ላይ ፎርሚልሜቲዮኒን በተለመደው ሜቲዮኒን ኮድን AUG እና እንዲሁም በቫሊን ኮድን GUG ወይም leucine UUG በጂን ውስጥ ቫሊን እና ሉሲንን ይይዛል። በቅደም ተከተል.

በብዙ ፕሮቲኖች ውስጥ ፎርሚልሜቲዮኒን የተሰነጠቀ ወይም የፎርሚል ቡድን ይወገዳል, በዚህም ምክንያት ፎርሚልሜቲዮኒን ወደ መደበኛ ሜቲዮኒን ይቀየራል.

ሁለተኛ. እ.ኤ.አ. በ 1986 ፣ በርካታ የተመራማሪዎች ቡድን በ mRNA ላይ ያለው የ UGA ማቆሚያ ኮድን ሴሌኖሲስቴይን (ምስል 3 ይመልከቱ) በልዩ ኑክሊዮታይድ ቅደም ተከተል ከተከተለ በስተቀር ሴሌኖሲስቴይንን መደበቅ እንደሚችል ደርሰውበታል።

ሩዝ. 3. የ 21 ኛው አሚኖ አሲድ መዋቅር - ሴሊኖሲስቴይን.

ዩ ኮላይ(ይህ የላቲን ስም ነው። ኮላይ) selenocysteyl-tRNA በትርጉም ጊዜ እና የ UGA ኮድን በ mRNA ውስጥ ይገነዘባል ፣ ግን በተወሰነ አውድ ውስጥ ብቻ ሠ: የ UGA ኮድን ትርጉም ያለው መሆኑን ለመለየት ፣ ከ UGA ኮድን በኋላ የሚገኘው የ 45 ኑክሊዮታይድ ቅደም ተከተል አስፈላጊ ነው።

የተመለከተው ምሳሌ እንደሚያሳየው አስፈላጊ ከሆነ አንድ ህይወት ያለው አካል የመደበኛውን የጄኔቲክ ኮድ ትርጉም ሊለውጥ ይችላል. በዚህ ጉዳይ ላይ የጄኔቲክ መረጃ, በጂኖች ውስጥ የተካተተ, ይበልጥ ውስብስብ በሆነ መንገድ የተቀመጠ ነው. የኮዶን ትርጉም የሚወሰነው በተወሰነ የተራዘመ የኑክሊዮታይድ ቅደም ተከተል አውድ ውስጥ እና በርካታ ልዩ ልዩ የፕሮቲን ምክንያቶችን በመሳተፍ ነው። የሴሊኖሲስቴይን ቲ አር ኤን ኤ በሦስቱም የሕይወት ቅርንጫፎች ተወካዮች ውስጥ መገኘቱ አስፈላጊ ነው (አርኬያ ፣ eubacteria እና eukaryotes) ፣ ይህም የሴሎኖይስቴይን ውህደት አመጣጥ እና በመጨረሻው ዓለም አቀፍ የጋራ ቅድመ አያት ውስጥ ሊኖር ይችላል (ይህም ይሆናል) በሌሎች ጽሑፎች ውስጥ ይብራራል). ምናልባትም ሴሊኖሲስቴይን በሁሉም ሕያዋን ፍጥረታት ውስጥ ያለ ምንም ልዩነት ይገኛል። ግን በእያንዳንዱ የተለየ አካል Selenocysteine ​​​​ከአስር በማይበልጡ ፕሮቲኖች ውስጥ ይገኛል. ተራ ሳይስቴይን በተመሳሳይ ቦታ ሊሠራባቸው በሚችሉ በርካታ ግብረ ሰዶማውያን ውስጥ የኢንዛይሞች ንቁ ማዕከሎች አካል ነው።

እስከ ቅርብ ጊዜ ድረስ የ UGA ኮድን እንደ ሴሊኖሲስቴይን ወይም ተርሚናል ሊነበብ ይችላል ተብሎ ይታመን ነበር ፣ ግን በቅርብ ጊዜ በሲሊየም ውስጥ ታይቷል ። Euplotesየ UGA ኮድን ወይ ሳይስቴይን ወይም ሴሌኖሲስቴይንን ይደብቃል። ሴሜ" የጄኔቲክ ኮድልዩነቶችን ይፈቅዳል"

ሦስተኛው የተለየ. በአንዳንድ ፕሮካሪዮቶች (5 የአርኪያ ዝርያዎች እና አንድ eubacterium - በዊኪፔዲያ ላይ ያለው መረጃ በጣም ጊዜ ያለፈበት ነው) ልዩ አሲድ- pyrrolysine (ምስል 4). እሱ በ UAG triplet የተመሰጠረ ነው ፣ እሱም በቀኖናዊው ኮድ ውስጥ እንደ የትርጉም ማቋረጫ ሆኖ ያገለግላል። በዚህ ጉዳይ ላይ ከሴሌኖሲስቴይን ኢንኮዲንግ ጋር ተመሳሳይ በሆነ መልኩ የ UAG ን እንደ ፒሮሊሲን ኮድን ማንበብ የሚከሰተው በኤምአርኤን ላይ ባለው ልዩ መዋቅር ምክንያት ነው ተብሎ ይታሰባል። Pyrrolysine tRNA አንቲኮዶን ሲቲኤ ይዟል እና በክፍል 2 ARSases aminoacylated ነው (ለARSases ምደባ፣ ጽሑፉን ይመልከቱ “Codases የጄኔቲክ ኮድ ").

UAG እንደ ማቆሚያ ኮድን ብዙ ጊዜ ጥቅም ላይ አይውልም, እና ጥቅም ላይ ሲውል, ብዙውን ጊዜ ሌላ የማቆሚያ ኮድን ይከተላል.

ሩዝ. 4. የ 22 ኛው አሚኖ አሲድ የፒሮሊሲን መዋቅር.

7. ሁለገብነት።ባለፈው ክፍለ ዘመን በ 60 ዎቹ አጋማሽ ላይ የሲቪል ኮድ መፍታት ከተጠናቀቀ በኋላ, ኮድ በሁሉም ፍጥረታት ውስጥ አንድ አይነት እንደሆነ ለረጅም ጊዜ ይታመን ነበር, ይህም በምድር ላይ ያሉ ሁሉም ህይወት አመጣጥ አንድነትን ያመለክታል.

የፍትሐ ብሔር ሕጉ ሁለንተናዊ የሆነው ለምን እንደሆነ ለመረዳት እንሞክር። እውነታው ግን ቢያንስ አንድ የኮድ ኮድ በሰውነት ውስጥ ቢቀየር, ይህ የፕሮቲኖች ጉልህ ክፍል አወቃቀር ላይ ለውጥ ያመጣል. የአንድ ኮዶን ትርጉም መለወጥ በሁሉም የአሚኖ አሲድ ቅደም ተከተሎች በአማካይ 1/64 ላይ ተጽእኖ ስለሚያሳድር እንዲህ ዓይነቱ ለውጥ በጣም ከባድ እና ሁልጊዜም ገዳይ ይሆናል.

ይህ ወደ አንድ በጣም ጠቃሚ ሀሳብ ይመራል፡ GC ከተመሰረተበት ጊዜ ጀምሮ ከ3.5 ቢሊዮን አመታት በፊት ብዙም ለውጥ አላመጣም። ይህ ማለት አወቃቀሩ የመነሻውን አሻራ ይይዛል, እና የዚህ መዋቅር ትንተና GC እንዴት ሊነሳ እንደሚችል በትክክል ለመረዳት ይረዳል.

በእርግጥ፣ HA በባክቴሪያ፣ ሚቶኮንድሪያ፣ የአንዳንድ ሲሊየቶች እና እርሾ የኑክሌር ኮድ በመጠኑ ሊለያይ ይችላል። በአሁኑ ጊዜ ከቀኖናዊው አንድ በ 1-5 ኮዶች የሚለያዩ ቢያንስ 17 የጄኔቲክ ኮዶች አሉ ።በአጠቃላይ ሁሉም የታወቁ ልዩነቶች ከአለም አቀፍ GK ፣ 18 የተለያዩ የኮዶን ትርጉም ምትክ ጥቅም ላይ ይውላሉ። አብዛኞቹ መዛባት ከ መደበኛ ኮድበ mitochondria ውስጥ ይታወቃል - 10. የጀርባ አጥንት ማይቶኮንድሪያ, ትኩረት የሚስብ ነው. ጠፍጣፋ ትሎች, echinoderms, በተለያዩ ኮዶች, እና ሻጋታ ፈንገሶች, protozoa እና coelenterates - በአንድ.

የዝርያዎቹ የዝግመተ ለውጥ ቅርበት ተመሳሳይ ጂ.ሲ.ዎች እንዲኖራቸው ዋስትና አይሰጥም። የጄኔቲክ ኮዶች በመካከላቸው እንኳን ሊለያዩ ይችላሉ። የተለያዩ ዓይነቶች mycoplasmas (አንዳንድ ዝርያዎች ቀኖናዊ ኮድ አላቸው, ሌሎች ደግሞ የተለያዩ ናቸው). ለእርሾ ተመሳሳይ ሁኔታ ይታያል.

ሚቶኮንድሪያ በሴሎች ውስጥ ለመኖር የተጣጣሙ የሲምባዮቲክ ፍጥረታት ዘሮች መሆናቸውን ልብ ሊባል ይገባል። በጣም የተቀነሰ ጂኖም አላቸው፤ አንዳንድ ጂኖች ወደ ሴል ኒውክሊየስ ተንቀሳቅሰዋል። ስለዚህ, በእነሱ ውስጥ የ HA ለውጦች በጣም አስደናቂ አይደሉም.

በኋላ የተገኙ ልዩ ሁኔታዎች ያመለክታሉ ልዩ ፍላጎትከዝግመተ ለውጥ እይታ አንጻር በኮድ ዝግመተ ለውጥ ስልቶች ላይ ብርሃን ለማፍሰስ ስለምችል።

ሠንጠረዥ 1.

በተለያዩ ፍጥረታት ውስጥ ሚቶኮንድሪያል ኮዶች.

ኮዶን	ሁለንተናዊ ኮድ	ሚቶኮንድሪያል ኮዶች
		የጀርባ አጥንቶች	የተገላቢጦሽ	እርሾ	ተክሎች
ዩ.ጂ.ኤ.	ተወ	ትራፕ	ትራፕ	ትራፕ	ተወ
AU	ኢለ	ተገናኘን።	ተገናኘን።	ተገናኘን።	ኢለ
CUA	ልኡ	ልኡ	ልኡ	Thr	ልኡ
አ.ጂ.ኤ.	አርግ	ተወ	ሰር	አርግ	አርግ
AGG	አርግ	ተወ	ሰር	አርግ	አርግ

በኮዱ የተመሰከረውን አሚኖ አሲድ ለመለወጥ ሶስት ዘዴዎች።

የመጀመሪያው አንዳንድ ኑክሊዮታይድ (ጂሲ ጥንቅር) ወይም የኑክሊዮታይድ ውህዶች ባልተመጣጠነ ክስተት ምክንያት አንዳንድ ኮዶን ጥቅም ላይ የማይውሉ (ወይም ጥቅም ላይ የማይውሉ) ሲሆኑ ነው። በውጤቱም, እንዲህ ዓይነቱ ኮዶን ከጥቅም ላይ ሙሉ በሙሉ ሊጠፋ ይችላል (ለምሳሌ, ተዛማጅ tRNA በመጥፋቱ) እና በኋላ ላይ በሰውነት ላይ ከፍተኛ ጉዳት ሳያስከትል ሌላ አሚኖ አሲድ ለመቅጠር ሊያገለግል ይችላል. ይህ ዘዴ በማይቶኮንድሪያ ውስጥ አንዳንድ የኮድ ዘዬዎች እንዲፈጠሩ ምክንያት ሊሆን ይችላል።

ሁለተኛው የማቆሚያ ኮድን ወደ ኦቫ ስሜት መቀየር ነው. በዚህ ሁኔታ, አንዳንድ የተተረጎሙ ፕሮቲኖች ተጨማሪዎች ሊኖራቸው ይችላል. ይሁን እንጂ ሁኔታው ​​በከፊል ይድናል ምክንያቱም ብዙ ጂኖች ብዙውን ጊዜ የሚጨርሱት በአንድ ሳይሆን በሁለት ማቆሚያ ኮዶች ነው, የትርጉም ስህተቶች ሊኖሩ ስለሚችሉ, የማቆሚያ ኮዶኖች እንደ አሚኖ አሲድ ይነበባሉ.

ሦስተኛው በአንዳንድ ፈንገሶች ላይ እንደሚታየው አንዳንድ ኮዶኖች አሻሚ ማንበብ ይቻላል.

8 . ግንኙነት.የተመሳሳይ ኮዶኖች (ይህም ለተመሳሳይ አሚኖ አሲድ ኮድ የሆኑ ኮዶች) ይባላሉ በተከታታይ. ጂሲ የማቆሚያ ኮዶችን ጨምሮ 21 ተከታታይ ይዟል። በሚከተለው ውስጥ, ለትክክለኛነት, ማንኛውም የኮድኖች ቡድን ይጠራል ግንኙነት፣ከእያንዳንዱ የዚህ ቡድን ኮድን በተከታታይ ኑክሊዮታይድ ምትክ ወደ ሁሉም ተመሳሳይ ቡድን ኮዶች መሄድ ይችላሉ ። ከ 21 ተከታታይ 18ቱ ተያያዥነት ያላቸው 2 ተከታታዮች እያንዳንዳቸው አንድ ኮድን ይይዛሉ እና 1 ተከታታይ ለአሚኖ አሲድ ሴሪን ግን ያልተገናኘ እና በሁለት የተገናኙ ንዑስ ክፍሎች ይከፈላል ።

ሩዝ. 5. ለአንዳንድ የኮድ ተከታታይ የግንኙነት ግራፎች። a - የተገናኘ ተከታታይ ቫሊን; ለ - የተገናኘ ተከታታይ ሉሲን; የሴሪን ተከታታዮች ወጥነት የሌላቸው እና ወደ ሁለት የተገናኙ ንዑስ ክፍሎች ይከፈላሉ። ስዕሉ ከጽሑፉ የተወሰደው በቪ.ኤ. ራትነር" የጄኔቲክ ኮድእንደ ስርዓት."

የግንኙነት ንብረቱ ሊገለጽ የሚችለው በተቋቋመበት ጊዜ ጂ.ሲ.ሲ አዲስ ኮዶችን በመያዙ ቀድሞውኑ ጥቅም ላይ ከዋሉት በትንሹ የተለየ ነበር።

9. መደበኛነትበሶስትዮሽ ሥሮች ላይ የተመሰረቱ የአሚኖ አሲዶች ባህሪያት. ሁሉም አሚኖ አሲዶች በሶስቱ የስር ዩ (U) ዋልታ ያልሆኑ፣ ምንም ጽንፈኛ ባህሪያት እና መጠኖች የሉትም፣ እና አሊፋቲክ ራዲካል ያላቸው ናቸው። ሥር ሐ ያላቸው ሦስት ፕሌቶች ሁሉ ጠንካራ መሠረት አላቸው፣ እና ኮድ ያደረጉባቸው አሚኖ አሲዶች መጠናቸው አነስተኛ ነው። ሥሩ ሀ ያላቸው ሶስቱ ፕሌቶች ደካማ መሰረት አላቸው እና አነስተኛ መጠን የሌላቸው የዋልታ አሚኖ አሲዶችን ያመለክታሉ። ኮዶኖች የጂ ሥር ያላቸው በአሚኖ አሲዶች እና በተከታታዩ እጅግ በጣም ከባድ እና ያልተለመዱ ልዩነቶች ተለይተው ይታወቃሉ። ትንሹን አሚኖ አሲድ (ግሊሲን)፣ ረጅሙን እና ጠፍጣፋውን (ትሪፕቶፋን)፣ ረጅሙን እና ግናርሊስት (አርጊኒን)፣ በጣም ምላሽ ሰጪውን (ሳይስቴይን) እና ለሴሪን ያልተለመደ ንዑስ ክፍል ይመሰርታሉ።

10. እገዳ.ዩኒቨርሳል ሲቪል ኮድ "ብሎክ" ኮድ ነው. ይህ ማለት ተመሳሳይ ፊዚኮኬሚካላዊ ባህሪያት ያላቸው አሚኖ አሲዶች በአንድ መሠረት በሚለያዩ ኮዶች የተቀመጡ ናቸው. የኮዱ የማገጃ ባህሪ በሚከተለው ምስል ላይ በግልጽ ይታያል.

ሩዝ. 6. የሲቪል ህግ አግድ መዋቅር. ከአልካሊ ቡድን ጋር አሚኖ አሲዶች በነጭ ይገለጣሉ.

ሩዝ. 7. በመጽሐፉ ውስጥ በተገለጹት እሴቶች ላይ በመመርኮዝ የአሚኖ አሲዶች የፊዚዮኬሚካላዊ ባህሪያት ቀለም ውክልናስታይርስ "ባዮኬሚስትሪ". በግራ በኩል ሃይድሮፖብሊክ ነው. በቀኝ በኩል በፕሮቲን ውስጥ የአልፋ ሄሊክስን የመፍጠር ችሎታ ነው. ቀይ, ቢጫ እና ሰማያዊ ቀለሞች ከፍተኛ, መካከለኛ እና ዝቅተኛ hydrophobicity (ግራ) ወይም ጋር አሚኖ አሲዶች ያመለክታሉ ተገቢ ዲግሪየአልፋ ሄሊክስ (በቀኝ) የመፍጠር ችሎታ።

የመገደብ እና የመደበኛነት ንብረትም ሊገለጽ የሚችለው በተቋቋመበት ጊዜ ጂ.ሲ.ሲ አዲስ ኮዶችን መያዙ ቀደም ሲል ጥቅም ላይ ከዋሉት በትንሹ የተለየ ነበር።

ኮዶኖች ተመሳሳይ የመጀመሪያ መሠረቶች (የኮዶን ቅድመ ቅጥያዎች) አሚኖ አሲዶችን ተመሳሳይ የባዮሳይንቴቲክ መንገዶችን ያመለክታሉ። የሺኪሜት፣ የፒሩቫት፣ የአስፓርትት እና የግሉታማት ቤተሰቦች ንብረት የሆኑት የአሚኖ አሲዶች ዩ፣ጂ፣ኤ እና ሲ እንደቅደም ተከተላቸው በቅደም ተከተል አላቸው። በጥንታዊ የአሚኖ አሲዶች ባዮሲንተሲስ መንገዶች እና ከዘመናዊ ኮድ ባህሪዎች ጋር ያለው ግንኙነት ፣ “የጥንታዊ ድርብ ድርብ ይመልከቱ የጄኔቲክ ኮድበአሚኖ አሲድ ውህደት መንገዶች አስቀድሞ ተወስኗል።” በእነዚህ መረጃዎች ላይ በመመርኮዝ አንዳንድ ተመራማሪዎች የኮዱ ምስረታ በአሚኖ አሲዶች መካከል ባለው የባዮሲንተቲክ ግንኙነቶች ላይ ከፍተኛ ተጽዕኖ እንዳሳደረ ይደመድማሉ። የፊዚዮኬሚካላዊ ባህሪያት.

11. የድምፅ መከላከያ.በጣም ውስጥ አጠቃላይ እይታየ GC ጫጫታ መከላከል ማለት በዘፈቀደ ነጥብ ሚውቴሽን እና የትርጉም ስህተቶች ጊዜ እና በጣም ብዙ አይለወጡም ማለት ነው። የፊዚዮኬሚካላዊ ባህሪያትአሚኖ አሲድ.

አንድ ኑክሊዮታይድ በሶስትዮሽ መተካት በአብዛኛዎቹ ሁኔታዎች ኢንኮድ የተደረገው አሚኖ አሲድ ላይ ለውጥ አያመጣም ወይም ወደ አሚኖ አሲድ ተመሳሳይ ፖላሪቲ እንዲቀየር ያደርጋል።

የጂ.ሲ.ሲ ድምጽ መከላከያን ከሚያረጋግጡ ዘዴዎች አንዱ መበላሸቱ ነው. አማካኝ ብልሹነት ከተቀጠሩ ምልክቶች/ጠቅላላ የኮድኖች ብዛት ጋር እኩል ነው፣ በኮድ የተቀመጡት ምልክቶች 20 አሚኖ አሲዶች እና የትርጉም ማብቂያ ምልክትን ያካተቱ ናቸው። የሁሉም አሚኖ አሲዶች አማካኝ መበስበስ እና የመቋረጡ ምልክት በአንድ ኮድ በተቀመጠው ምልክት ሶስት ኮዶኖች ነው።

የድምፅ መከላከያን ለመለካት, ሁለት ጽንሰ-ሐሳቦችን እናስተዋውቃለን. ኢንኮድ የተደረገው አሚኖ አሲድ ክፍል ላይ ለውጥ የማያመጣ የኑክሊዮታይድ ምትክ ሚውቴሽን ይባላሉ ወግ አጥባቂ.ኢንኮድ የተደረገው አሚኖ አሲድ ክፍል ላይ ለውጥ የሚያመጣ የኑክሊዮታይድ ተለዋጭ ለውጦች ይባላሉ አክራሪ .

እያንዳንዱ ትሪፕሌት 9 ነጠላ ምትክ ይፈቅዳል። በአጠቃላይ 61 አሚኖ አሲድ-ኮዲንግ ሶስት ፕሌቶች አሉ.ስለዚህ ለሁሉም ኮዶች የሚተኩ ኑክሊዮታይድ ቁጥር ሊሆን ይችላል.

61 x 9 = 549. ከእነዚህ ውስጥ፡-

23 ኑክሊዮታይድ መለወጫዎች ማቆሚያ ኮዶችን ያስከትላሉ.

134 ተተኪዎች ኢንኮድ የተደረገውን አሚኖ አሲድ አይለውጡም።
230 ተተኪዎች ኢንኮድ የተደረገውን የአሚኖ አሲድ ክፍል አይለውጡም።
162 ተተኪዎች በአሚኖ አሲድ ክፍል ላይ ለውጥ ያመጣሉ, ማለትም. አክራሪ ናቸው።
ከ 183 ቱ የ 3 ኛ ኑክሊዮታይድ ምትክ 7 ቱ ወደ የትርጉም ማጠናቀቂያዎች ይመራሉ ፣ እና 176 ወግ አጥባቂ ናቸው።
የ 1 ኛ ኑክሊዮታይድ 183 ተተኪዎች ፣ 9 ቱ ወደ ተርሚናሮች ገጽታ ይመራሉ ፣ 114 ወግ አጥባቂ እና 60 ጽንፈኞች ናቸው።
የ 2 ኛ ኑክሊዮታይድ 183 ተተኪዎች ፣ 7 ወደ ተርሚነሮች ገጽታ ይመራሉ ፣ 74 ወግ አጥባቂ ፣ 102 ጽንፈኞች ናቸው።

በእነዚህ ስሌቶች ላይ በመመርኮዝ እናገኛለን የቁጥር መጠንየኮድ ጫጫታ ያለመከሰስ, እንደ ወግ አጥባቂ ምትክ ቁጥር እና ራዲካል መተኪያዎች ቁጥር ጥምርታ. ከ 364/162 = 2.25 ጋር እኩል ነው

በ እውነተኛ ግምገማለድምፅ መከላከያ የመበስበስ አስተዋፅኦን ለመወሰን በፕሮቲኖች ውስጥ የአሚኖ አሲዶች ድግግሞሽ መጠን በተለያዩ ዝርያዎች ውስጥ ይለያያል.

የኮዱ ጫጫታ መከላከያ ምክንያቱ ምንድን ነው? አብዛኞቹ ተመራማሪዎች ይህ ንብረት የአማራጭ ጂሲዎች ምርጫ ውጤት ነው ብለው ያምናሉ።

እስጢፋኖስ ፍሪላንድ እና ሎውረንስ ኸርስት በዘፈቀደ እንደዚህ ያሉ ኮዶችን ያመነጩ ሲሆን ከመቶ አማራጭ ኮዶች ውስጥ አንዱ ብቻ ከሁለንተናዊው ኮድ ያነሰ ጫጫታ መቋቋም የሚችል መሆኑን ደርሰውበታል።
እንኳን ይበልጥ አስደሳች እውነታእነዚህ ተመራማሪዎች የዲኤንኤ ሚውቴሽን ቅጦችን እና የትርጉም ስህተቶችን ለትክክለኛው ዓለም አዝማሚያዎች መለያ ላይ ተጨማሪ እገዳ ሲያስተዋውቁ ተገኝቷል። በእንደዚህ ዓይነት ሁኔታዎች ውስጥ፣ ከሚሊዮን የሚቆጠር አንድ ኮድ ብቻ ከቀኖናዊው ኮድ የተሻለ ሆኖ ተገኝቷል።
ይህ ከዚህ በፊት ታይቶ የማይታወቅ የጄኔቲክ ኮድ ጠቃሚነት በተፈጥሮ ምርጫ ምክንያት መፈጠሩ በቀላሉ ሊገለጽ ይችላል። ምናልባት አንድ ቀን ውስጥ ባዮሎጂካል ዓለምብዙ ኮዶች ነበሩ፣ እያንዳንዱም ለስህተቶች የራሱ የሆነ ስሜት አለው። እነሱን በተሻለ ሁኔታ የሚቋቋመው አካል ነበረው ተጨማሪ እድሎችበሕይወት መትረፍ፣ እና ቀኖናዊው ኮድ የህልውናውን ትግል በቀላሉ አሸንፏል። ይህ ግምት በጣም እውነተኛ ይመስላል - ለነገሩ አማራጭ ኮዶች በእርግጥ እንዳሉ እናውቃለን። ስለ ጫጫታ መከላከያ ተጨማሪ መረጃ ለማግኘት ኮድድ ኢቮሉሽን (ኤስ. ፍሪላንድ፣ ኤል. ሂርስት “የኮድ ኢቮሉሽን” ይመልከቱ። // በሳይንስ ዓለም ውስጥ። - 2004፣ ቁጥር 7)።

ለማጠቃለል ያህል ለ 20 ቀኖናዊ አሚኖ አሲዶች ሊፈጠሩ የሚችሉትን የጄኔቲክ ኮዶች ብዛት ለመቁጠር ሀሳብ አቀርባለሁ። በሆነ ምክንያት ይህንን ቁጥር የትም አላጋጠመኝም። ስለዚህ፣ የሚመነጩት ጂ.ሲ.ኤስ 20 አሚኖ አሲዶች እና የማቆሚያ ሲግናል፣ ቢያንስ አንድ ኮድን ኮድ መያዝ አለባቸው።

ኮዶችን በአእምሯዊ ቅደም ተከተል እንቆጥራቸው። እንነጋገራለን በሚከተለው መንገድ. በትክክል 21 ኮዶች ካሉን እያንዳንዱ የአሚኖ አሲድ እና የማቆሚያ ምልክት በትክክል አንድ ኮድን ይይዛል። በዚህ ሁኔታ 21 ሊሆኑ የሚችሉ GCs ይኖራሉ!

22 ኮዶች ካሉ ፣ ከዚያ አንድ ተጨማሪ ኮዶን ብቅ ይላል ፣ እሱም ከ 21 የስሜት ህዋሳት ውስጥ አንዱ ሊኖረው ይችላል ፣ እና ይህ ኮዶን በ 22ቱ ቦታዎች በማንኛውም ቦታ ሊገኝ ይችላል ፣ የተቀሩት ኮዶች በትክክል አንድ የተለየ ስሜት አላቸው ፣ ልክ እንደ 21 ሁኔታ። ኮዶች. ከዚያም የጥምረቶችን ቁጥር 21! x (21x22) እናገኛለን.

23 ኮዶች ካሉ፣ በተመሳሳይ መልኩ በማመዛዘን፣ 21 ኮዶች እያንዳንዳቸው አንድ የተለየ ትርጉም እንዳላቸው እናገኛለን (21! አማራጮች)፣ እና ሁለት ኮዶች እያንዳንዳቸው 21 የተለያዩ ትርጉም አላቸው (21 2 ትርጉሞች የእነዚህ ኮዶች ቋሚ አቀማመጥ ያላቸው)። ለእነዚህ ሁለት ኮዶች የተለያዩ ቦታዎች ብዛት 23x22 ይሆናል. ጠቅላላ ቁጥርየጂሲ ልዩነቶች ለ 23 ኮዶች - 21! x21 2 x23x22

24 ኮዶች ካሉ የጂሲዎች ቁጥር 21!x21 3 x24x23x22፣...

....................................................................................................................

64 ኮዶች ካሉ፣ የሚቻሉት ጂሲዎች ቁጥር 21!x21 43 x64!/21 ይሆናል! = 21 43 x64! ~ 9.1x10 145