Każdy żywy organizm ma specjalny zestaw białek. Niektóre związki nukleotydowe i ich sekwencja w cząsteczce DNA tworzą kod genetyczny. Przekazuje informacje o strukturze białka. W genetyce przyjęto pewną koncepcję. Według niej jeden gen odpowiadał jednemu enzymowi (polipeptydowi). Należy stwierdzić, że badania nad kwasami nukleinowymi i białkami prowadzone są od dość długiego czasu. W dalszej części artykułu przyjrzymy się bliżej kodowi genetycznemu i jego właściwościom. Przedstawiona zostanie także krótka chronologia badań.
Terminologia
Kod genetyczny to sposób kodowania sekwencji białek aminokwasowych obejmujący sekwencję nukleotydów. Ten sposób generowania informacji jest charakterystyczny dla wszystkich żywych organizmów. Białka są naturalnymi substancjami organicznymi o dużej masie cząsteczkowej. Związki te występują także w organizmach żywych. Składają się z 20 rodzajów aminokwasów, które nazywane są kanonicznymi. Aminokwasy ułożone są w łańcuch i połączone w ściśle ustalonej kolejności. Określa strukturę białka i jego właściwości biologiczne. W białku istnieje również kilka łańcuchów aminokwasów.
DNA i RNA
Kwas dezoksyrybonukleinowy jest makrocząsteczką. Odpowiada za przekazywanie, przechowywanie i wdrażanie informacji dziedzicznych. DNA wykorzystuje cztery zasady azotowe. Należą do nich adenina, guanina, cytozyna, tymina. RNA składa się z tych samych nukleotydów, z tą różnicą, że zawiera tyminę. Zamiast tego istnieje nukleotyd zawierający uracyl (U). Cząsteczki RNA i DNA są łańcuchami nukleotydowymi. Dzięki tej strukturze powstają sekwencje - „alfabet genetyczny”.
Wdrożenie informacji
Synteza białka kodowana przez gen odbywa się poprzez połączenie mRNA na matrycy DNA (transkrypcja). Kod genetyczny jest również przenoszony na sekwencję aminokwasów. Oznacza to, że ma miejsce synteza łańcucha polipeptydowego na mRNA. Do zaszyfrowania wszystkich aminokwasów i sygnału końca sekwencji białka wystarczą 3 nukleotydy. Łańcuch ten nazywany jest trójką.
Historia badania
Badania białek i kwasów nukleinowych prowadzone są od dawna. W połowie XX wieku wreszcie pojawiły się pierwsze koncepcje dotyczące natury kodu genetycznego. W 1953 roku odkryto, że niektóre białka składają się z sekwencji aminokwasów. To prawda, że w tym czasie nie mogli jeszcze określić ich dokładnej liczby i było na ten temat wiele sporów. W 1953 roku ukazały się dwie prace autorów Watsona i Cricka. Pierwsza mówiła o drugorzędowej strukturze DNA, druga o dopuszczalnym jej kopiowaniu przy wykorzystaniu syntezy matryc. Dodatkowo zwrócono uwagę na fakt, że określona sekwencja zasad jest kodem niosącym informację dziedziczną. Fizyk amerykański i radziecki Georgij Gamow przyjął hipotezę kodowania i znalazł metodę jej testowania. W 1954 roku opublikowano jego pracę, w której zaproponował ustalenie powiązań między łańcuchami bocznymi aminokwasów a „dziurami” w kształcie rombu i wykorzystanie tego jako mechanizmu kodującego. Wtedy nazwano go rombowym. Wyjaśniając swoją pracę, Gamow przyznał, że kod genetyczny może być trójkowy. Praca fizyka była jedną z pierwszych spośród tych, które uznano za bliskie prawdy.
Klasyfikacja
Na przestrzeni lat zaproponowano różne modele kodów genetycznych, dzielące się na dwa typy: nakładające się i nienakładające się. Pierwsza polegała na włączeniu jednego nukleotydu do kilku kodonów. Zawiera trójkątny, sekwencyjny i dur-moll kod genetyczny. Drugi model zakłada dwa typy. Kody nienakładające się obejmują kod kombinacji i kod bez przecinków. Pierwsza opcja opiera się na kodowaniu aminokwasu przez triplety nukleotydów, a najważniejsze jest jego skład. Zgodnie z „kodem bez przecinków” niektóre trójki odpowiadają aminokwasom, a inne nie. W tym przypadku uważano, że gdyby jakieś znaczące trojaczki ułożyć sekwencyjnie, to inne, umieszczone w innej ramce odczytu, byłyby zbędne. Naukowcy wierzyli, że można wybrać sekwencję nukleotydów spełniającą te wymagania i że powstało dokładnie 20 trójek.
Choć Gamow i jego współautorzy kwestionowali ten model, w ciągu najbliższych pięciu lat uznano go za najbardziej poprawny. Na początku drugiej połowy XX wieku pojawiły się nowe dane, które pozwoliły wykryć pewne braki w „kodzie bez przecinków”. Stwierdzono, że kodony są zdolne do indukowania syntezy białek in vitro. Bliżej roku 1965 zrozumiano zasadę wszystkich 64 trójek. W rezultacie odkryto nadmiarowość niektórych kodonów. Innymi słowy, sekwencja aminokwasów jest kodowana przez kilka trójek.
Cechy charakterystyczne
Właściwości kodu genetycznego obejmują:
Wariacje
Pierwsze odchylenie kodu genetycznego od normy odkryto w 1979 roku podczas badań genów mitochondrialnych w organizmie człowieka. Zidentyfikowano dalsze podobne warianty, w tym wiele alternatywnych kodów mitochondrialnych. Należą do nich dekodowanie kodonu stop UGA, który służy do oznaczania tryptofanu w mykoplazmach. Jako opcje wyjściowe często stosuje się GUG i UUG w archeonach i bakteriach. Czasami geny kodują białko z kodonem start innym niż normalnie używany przez dany gatunek. Dodatkowo w niektórych białkach przez rybosom wstawiana jest selenocysteina i pirolizyna, które są aminokwasami niestandardowymi. Odczytuje kodon stop. Zależy to od sekwencji występujących w mRNA. Obecnie selenocysteina uznawana jest za 21., a pirolizan za 22. aminokwas występujący w białkach.
Ogólne cechy kodu genetycznego
Jednak wszystkie wyjątki są rzadkie. W organizmach żywych kod genetyczny ma na ogół wiele wspólnych cech. Należą do nich skład kodonu, który obejmuje trzy nukleotydy (pierwsze dwa należą do nukleotydów definiujących), przeniesienie kodonów przez tRNA i rybosomy do sekwencji aminokwasów.
Dzięki procesowi transkrypcji w komórce informacja przekazywana jest z DNA na białko: DNA – mRNA – białko. Informacja genetyczna zawarta w DNA i mRNA zawarta jest w sekwencji nukleotydów w cząsteczkach. W jaki sposób informacja jest przekazywana z „języka” nukleotydów do „języka” aminokwasów? Tłumaczenie to odbywa się przy użyciu kodu genetycznego. Kod lub szyfr to system symboli służący do tłumaczenia jednej formy informacji na inną. Kod genetyczny to system zapisu informacji o sekwencji aminokwasów w białkach na podstawie sekwencji nukleotydów w informacyjnym RNA. Jak ważna dla zrozumienia i utrwalenia znaczenia informacji jest dokładnie kolejność ułożenia tych samych elementów (cztery nukleotydy w RNA) widać na prostym przykładzie: przestawiając litery w kodzie słownym, otrzymujemy słowo o innym znaczenie - dok. Jakie właściwości ma kod genetyczny?
1. Kod jest potrójny. RNA składa się z 4 nukleotydów: A, G, C, U. Gdybyśmy próbowali oznaczyć jeden aminokwas jednym nukleotydem, to 16 z 20 aminokwasów pozostałoby niezaszyfrowanych. Dwuliterowy kod szyfrowałby 16 aminokwasów (z czterech nukleotydów można utworzyć 16 różnych kombinacji, z których każda zawiera dwa nukleotydy). Natura stworzyła trzyliterowy kod. Oznacza to, że każdy z 20 aminokwasów jest kodowany przez sekwencję trzech nukleotydów, zwaną tripletem lub kodonem. Z 4 nukleotydów można utworzyć 64 różne kombinacje po 3 nukleotydy każda (4*4*4=64). To więcej niż wystarczy do zakodowania 20 aminokwasów i wydawałoby się, że 44 kodony są zbędne. Jednak tak nie jest.
2. Kod jest zdegenerowany. Oznacza to, że każdy aminokwas jest szyfrowany przez więcej niż jeden kodon (od dwóch do sześciu). Wyjątkiem są aminokwasy metionina i tryptofan, z których każdy jest kodowany tylko przez jedną trójkę. (Można to zobaczyć w tabeli kodu genetycznego.) Fakt, że metionina jest kodowana przez pojedynczą trójkę OUT, ma specjalne znaczenie, które stanie się dla ciebie jasne później (16).
3. Kod jest jednoznaczny. Każdy kodon koduje tylko jeden aminokwas. U wszystkich zdrowych ludzi, w genie niosącym informację o łańcuchu beta hemoglobiny, triplecie GAA lub GAG, I na szóstym miejscu koduje kwas glutaminowy. U pacjentów z anemią sierpowatokrwinkową drugi nukleotyd w tej trójce zostaje zastąpiony przez U. Jak widać z tabeli, utworzone w tym przypadku trójki GUA lub GUG kodują aminokwas walinę. Do czego prowadzi taka zamiana, już wiesz z rozdziału o DNA.
4. Pomiędzy genami znajdują się „znaki interpunkcyjne”. W tekście drukowanym na końcu każdego wyrażenia znajduje się kropka. Akapit składa się z kilku powiązanych ze sobą wyrażeń. W języku informacji genetycznej takim akapitem jest operon i komplementarny do niego mRNA. Każdy gen w operonie koduje jeden łańcuch polipeptydowy – frazę. Ponieważ w niektórych przypadkach z matrycy mRNA powstaje sekwencyjnie kilka różnych łańcuchów polipeptydowych, należy je od siebie oddzielić. W tym celu w kodzie genetycznym znajdują się trzy specjalne trójki – UAA, UAG, UGA, z których każda wskazuje na zakończenie syntezy jednego łańcucha polipeptydowego. Zatem te trójki pełnią funkcję znaków interpunkcyjnych. Znajdują się na końcu każdego genu. Wewnątrz genu nie ma żadnych „znaków interpunkcyjnych”. Ponieważ kod genetyczny jest podobny do języka, przeanalizujmy tę właściwość na przykładzie frazy złożonej z trojaczków: pewnego razu żył sobie spokojny kot, ten kot był mi bliski. Znaczenie tego, co jest napisane, jest jasne, pomimo braku znaków interpunkcyjnych.Jeśli usuniemy jedną literę w pierwszym słowie (jeden nukleotyd w genie), ale przeczytamy także trójki liter, to wynik będzie bzdurą: ilb ylk ott ilb yls erm ilm no otk Naruszenie znaczenia ma miejsce również w przypadku utraty jednego lub dwóch nukleotydów z genu. Białko, które zostanie odczytane z tak uszkodzonego genu, nie będzie miało nic wspólnego z białkiem kodowanym przez normalny gen .
6. Kod jest uniwersalny. Kod genetyczny jest taki sam dla wszystkich stworzeń żyjących na Ziemi. U bakterii i grzybów, pszenicy i bawełny, ryb i robaków, żab i ludzi te same trojaczki kodują te same aminokwasy.
Kiedy konieczna jest synteza białek, przed komórką pojawia się jeden poważny problem – informacja w DNA jest przechowywana w postaci zakodowanej sekwencji 4 znaki(nukleotydy) i białka składają się z 20 różnych symboli(aminokwasy). Jeśli spróbujesz użyć wszystkich czterech symboli na raz do zakodowania aminokwasów, otrzymasz tylko 16 kombinacji, podczas gdy aminokwasów proteinogennych jest 20. Nie wystarczy...
Oto przykład genialnego myślenia w tej kwestii:
"Weźmy na przykład talię kart do gry, w której zwracamy uwagę jedynie na kolor karty. Ile trojaczków tego samego typu możesz zdobyć? Cztery oczywiście: trójka kier, trójka karo, trójka pik i trójka trefl. Ile jest trójek z dwiema kartami tego samego koloru i jedną w innym kolorze? Powiedzmy, że mamy cztery możliwości wyboru trzeciej karty. Zatem mamy 4x3 = 12 możliwości. Dodatkowo mamy cztery trójki z wszystkimi trzema różnymi kartami. Zatem 4+12+4=20 i to jest dokładna liczba aminokwasów, jaką chcieliśmy uzyskać” (George Gamow, inż. George Gamow, 1904-1968, radziecki i amerykański fizyk teoretyczny, astrofizyk i popularyzator nauki) .
Rzeczywiście, eksperymenty wykazały, że dla każdego aminokwasu istnieją dwa obowiązkowe nukleotydy i trzecia zmienna, mniej specyficzna („ efekt kołysania"). Jeśli weźmiesz trzy znaki z czterech, otrzymasz 64 kombinacje, co znacznie przekracza liczbę aminokwasów. W ten sposób okazuje się, że dowolny aminokwas jest kodowany przez trzy nukleotydy. To trio nazywa się kodon. Jak już wspomniano, istnieje 64 opcji. Trzy z nich nie kodują żadnego aminokwasu; są to tzw. bezsensowne kodony"(Francuski) nonsens- nonsens) lub „kodony stop”.
Kod genetyczny
Kod genetyczny (biologiczny) to sposób kodowania informacji o budowie białek w postaci sekwencji nukleotydowej. Został zaprojektowany do tłumaczenia czteroznakowego języka nukleotydów (A, G, U, C) na dwudziestoznakowy język aminokwasów. Posiada charakterystyczne cechy:
- Potrójny– trzy nukleotydy tworzą kodon kodujący aminokwas. W sumie istnieje 61 kodonów zmysłowych.
- Specyficzność(Lub jednoznaczność) – każdy kodon odpowiada tylko jednemu aminokwasowi.
- Degeneracja– jeden aminokwas może odpowiadać kilku kodonom.
- Wszechstronność– kod biologiczny jest taki sam dla wszystkich typów organizmów na Ziemi (istnieją jednak wyjątki w mitochondriach ssaków).
- Współliniowość– sekwencja kodonów odpowiada sekwencji aminokwasów w kodowanym białku.
- Nie nakładające się– trojaczki nie nakładają się na siebie, znajdują się obok siebie.
- Brak interpunkcji– pomiędzy trojaczkami nie ma dodatkowych nukleotydów ani żadnych innych sygnałów.
- Jednokierunkowość– podczas syntezy białek kodony odczytywane są sekwencyjnie, bez pomijania i cofania się.
Jasne jest jednak, że kod biologiczny nie może wyrazić się bez dodatkowych cząsteczek, które pełnią funkcję przejściową lub funkcja adaptera.
Rola adaptera transferowych RNA
Transferowe RNA są jedynymi pośrednikami pomiędzy 4-literową sekwencją kwasu nukleinowego i 20-literową sekwencją białka.
Każdy transferowy RNA ma specyficzną sekwencję tripletową w pętli antykodonowej ( antykodon) i może przyłączać tylko aminokwas pasujący do tego antykodonu. To obecność tego lub innego antykodonu w tRNA określa, który aminokwas zostanie zawarty w cząsteczce białka, ponieważ ani rybosom, ani mRNA nie rozpoznają aminokwasu.
Zatem, rola adaptera tRNA Jest:
- w specyficznym wiązaniu z aminokwasami,
- w szczególności, zgodnie z interakcją kodon-antykodon, wiązanie z mRNA,
- i w rezultacie włączenie aminokwasów do łańcucha białkowego zgodnie z informacją zawartą w mRNA.
Dodanie aminokwasu do tRNA przeprowadza enzym syntetaza aminoacylo-tRNA, który ma specyficzność jednocześnie dla dwóch związków: dowolnego aminokwasu i odpowiadającego mu tRNA. Reakcja wymaga dwóch wysokoenergetycznych wiązań ATP. Aminokwas przyłącza się do 3-calowego końca pętli akceptora tRNA poprzez swoją grupę α-karboksylową, a wiązanie pomiędzy aminokwasem i tRNA staje się makroergiczny. Grupa α-aminowa pozostaje wolna.
Reakcja syntezy aminoacylo-tRNA
Ponieważ istnieje około 60 różnych tRNA, niektóre aminokwasy mają dwa lub więcej tRNA. Nazywa się różne tRNA, które dodają ten sam aminokwas izoakceptor.
Dziś dla nikogo nie jest tajemnicą, że program życiowy wszystkich żywych organizmów jest zapisany w cząsteczce DNA. Najłatwiej wyobrazić sobie cząsteczkę DNA jako długą drabinę. Pionowe słupki tych schodów składają się z cząsteczek cukru, tlenu i fosforu. Wszystkie ważne informacje operacyjne w cząsteczce są zapisane na szczeblach drabiny - składają się one z dwóch cząsteczek, z których każda jest przymocowana do jednego z pionowych słupków. Cząsteczki te – zasady azotowe – nazywane są adeniną, guaniną, tyminą i cytozyną, ale zwykle są po prostu oznaczone literami A, G, T i C. Kształt tych cząsteczek pozwala im tworzyć wiązania – kompletne drabiny – tylko określonego typu. Są to połączenia pomiędzy zasadami A i T oraz pomiędzy zasadami G i C (tak utworzona para nazywa się „para podstawowa”). W cząsteczce DNA nie może być żadnego innego rodzaju połączeń.
Schodząc po schodach wzdłuż jednej nici cząsteczki DNA, otrzymujesz sekwencję zasad. To właśnie ten przekaz w postaci ciągu zasad determinuje przebieg reakcji chemicznych w komórce, a co za tym idzie, charakterystykę organizmu posiadającego to DNA. Zgodnie z centralnym dogmatem biologii molekularnej cząsteczka DNA koduje informację o białkach, które z kolei pełnią funkcję enzymów ( cm. Katalizatory i enzymy) regulują wszystkie reakcje chemiczne w organizmach żywych.
Ścisła zgodność między sekwencją par zasad w cząsteczce DNA a sekwencją aminokwasów tworzących enzymy białkowe nazywa się kodem genetycznym. Kod genetyczny został rozszyfrowany wkrótce po odkryciu dwuniciowej struktury DNA. Wiadomo było, że nowo odkryta cząsteczka informacyjny, Lub matryca RNA (mRNA lub mRNA) przenosi informację zapisaną na DNA. Biochemicy Marshall W. Nirenberg i J. Heinrich Matthaei z Narodowych Instytutów Zdrowia w Bethesda pod Waszyngtonem przeprowadzili pierwsze eksperymenty, które doprowadziły do znalezienia wskazówek dotyczących kodu genetycznego.
Zaczęli od syntezy sztucznych cząsteczek mRNA składających się wyłącznie z powtarzającej się zasady azotowej uracylu (który jest analogiem tyminy „T” i tworzy wiązania tylko z adeniną „A” z cząsteczki DNA). Dodali te mRNA do probówek z mieszaniną aminokwasów i w każdej probówce tylko jeden z aminokwasów był oznaczony radioaktywnym znacznikiem. Naukowcy odkryli, że sztucznie zsyntetyzowany przez nich mRNA zapoczątkował tworzenie się białka tylko w jednej probówce, która zawierała znakowany aminokwas fenyloalaninę. Ustalili więc, że sekwencja „—U—U—U—” na cząsteczce mRNA (a zatem równoważna sekwencja „—A-A-A—” na cząsteczce DNA) koduje białko składające się wyłącznie z aminokwasu fenyloalanina. Był to pierwszy krok w stronę rozszyfrowania kodu genetycznego.
Dziś wiadomo, że trzy pary zasad cząsteczki DNA (trójka to tzw kodon) kodują jeden aminokwas w białku. Przeprowadzając eksperymenty podobne do opisanych powyżej, genetycy ostatecznie rozszyfrowali cały kod genetyczny, w którym każdy z 64 możliwych kodonów odpowiada konkretnemu aminokwasowi.
W każdej komórce i organizmie wszystkie cechy anatomiczne, morfologiczne i funkcjonalne są zdeterminowane strukturą białek, które je tworzą. Dziedziczną właściwością organizmu jest zdolność do syntezy niektórych białek. Aminokwasy znajdują się w łańcuchu polipeptydowym, od którego zależą właściwości biologiczne.
Każda komórka ma swoją własną sekwencję nukleotydów w łańcuchu polinukleotydowym DNA. To jest kod genetyczny DNA. Za jego pośrednictwem rejestrowana jest informacja o syntezie niektórych białek. W artykule opisano czym jest kod genetyczny, jego właściwości oraz informację genetyczną.
Trochę historii
Pomysł, że może istnieć kod genetyczny, został sformułowany w połowie XX wieku przez J. Gamowa i A. Downa. Opisali, że sekwencja nukleotydów odpowiedzialna za syntezę konkretnego aminokwasu zawiera co najmniej trzy jednostki. Później udowodnili dokładną liczbę trzech nukleotydów (jest to jednostka kodu genetycznego), którą nazwano tripletem lub kodonem. W sumie jest sześćdziesiąt cztery nukleotydy, ponieważ cząsteczka kwasu, w której występuje RNA, składa się z czterech różnych reszt nukleotydowych.
Co to jest kod genetyczny
Sposób kodowania sekwencji białek aminokwasów ze względu na sekwencję nukleotydów jest charakterystyczny dla wszystkich żywych komórek i organizmów. Taki jest kod genetyczny.
W DNA znajdują się cztery nukleotydy:
- adenina - A;
- guanina - G;
- cytozyna - C;
- tymina - T.
Oznacza się je dużymi literami łacińskimi lub (w literaturze rosyjskojęzycznej) rosyjskimi.
RNA zawiera również cztery nukleotydy, ale jeden z nich różni się od DNA:
- adenina - A;
- guanina - G;
- cytozyna - C;
- uracyl – U.
Wszystkie nukleotydy są ułożone w łańcuchy, przy czym DNA ma podwójną helisę, a RNA ma pojedynczą helisę.
Białka zbudowane są z dwudziestu aminokwasów, gdzie ułożone w określonej kolejności decydują o ich właściwościach biologicznych.
Właściwości kodu genetycznego
Potrójność. Jednostka kodu genetycznego składa się z trzech liter, jest to trójka. Oznacza to, że dwadzieścia istniejących aminokwasów jest kodowanych przez trzy specyficzne nukleotydy zwane kodonami lub trilpetami. Z czterech nukleotydów można utworzyć sześćdziesiąt cztery kombinacje. Ta ilość jest więcej niż wystarczająca do zakodowania dwudziestu aminokwasów.
Degeneracja. Każdy aminokwas odpowiada więcej niż jednemu kodonowi, z wyjątkiem metioniny i tryptofanu.
Jednoznaczność. Jeden kodon koduje jeden aminokwas. Na przykład w genie zdrowej osoby zawierającym informację o docelowym poziomie beta hemoglobiny, trójka GAG i GAA koduje A u każdego chorego na niedokrwistość sierpowatokrwinkową, zmienia się jeden nukleotyd.
Współliniowość. Sekwencja aminokwasów zawsze odpowiada sekwencji nukleotydów zawartych w genie.
Kod genetyczny jest ciągły i zwarty, co oznacza, że nie posiada znaków interpunkcyjnych. Oznacza to, że począwszy od określonego kodonu następuje ciągły odczyt. Na przykład AUGGGUGTSUUAAUGUG będzie czytane jako: AUG, GUG, TSUU, AAU, GUG. Ale nie AUG, UGG i tak dalej ani nic innego.
Wszechstronność. To samo dotyczy absolutnie wszystkich organizmów lądowych, od ludzi po ryby, grzyby i bakterie.
Tabela
Nie wszystkie dostępne aminokwasy ujęto w przedstawionej tabeli. Nie ma hydroksyproliny, hydroksylizyny, fosfoseryny, jodowych pochodnych tyrozyny, cystyny i niektórych innych, ponieważ są to pochodne innych aminokwasów kodowanych przez m-RNA i powstałych po modyfikacji białek w wyniku translacji.
Z właściwości kodu genetycznego wiadomo, że jeden kodon może kodować jeden aminokwas. Wyjątkiem jest kod genetyczny, który pełni dodatkowe funkcje i koduje walinę i metioninę. Znajdujący się na początku kodonu mRNA przyłącza t-RNA, który przenosi formylometion. Po zakończeniu syntezy zostaje odszczepiony i zabiera ze sobą resztę formylową, przekształcając się w resztę metioninową. Zatem powyższe kodony są inicjatorami syntezy łańcucha polipeptydowego. Jeśli nie są na początku, to nie różnią się od innych.
Informacja genetyczna
Pojęcie to oznacza program właściwości przekazywany od przodków. Jest on osadzony w dziedziczeniu jako kod genetyczny.
Kod genetyczny realizowany jest podczas syntezy białek:
- informacyjny RNA;
- rybosomalny rRNA.
Informacje przekazywane są poprzez komunikację bezpośrednią (DNA-RNA-białko) i komunikację odwrotną (medium-białko-DNA).
Organizmy mogą je odbierać, przechowywać, przesyłać i wykorzystywać w najbardziej efektywny sposób.
Informacje przekazywane w drodze dziedziczenia determinują rozwój konkretnego organizmu. Ale z powodu interakcji ze środowiskiem reakcja tego ostatniego jest zniekształcona, dzięki czemu następuje ewolucja i rozwój. W ten sposób do organizmu wprowadzane są nowe informacje.
Obliczenie praw biologii molekularnej i odkrycie kodu genetycznego pokazało potrzebę połączenia genetyki z teorią Darwina, na podstawie której powstała syntetyczna teoria ewolucji – biologia nieklasyczna.
Dziedziczność, zmienność i dobór naturalny Darwina uzupełniane są przez dobór genetycznie zdeterminowany. Ewolucja realizuje się na poziomie genetycznym poprzez przypadkowe mutacje i dziedziczenie najcenniejszych cech, które są najlepiej przystosowane do środowiska.
Dekodowanie ludzkiego kodu
W latach dziewięćdziesiątych uruchomiono Projekt Poznania Genomu Ludzkiego, w wyniku którego w dwóch tysięcznych odkryto fragmenty genomu zawierające 99,99% ludzkich genów. Fragmenty, które nie biorą udziału w syntezie białek i nie są kodowane, pozostają nieznane. Ich rola na razie pozostaje nieznana.
Chromosom 1, odkryty ostatnio w 2006 roku, jest najdłuższy w genomie. Na skutek występujących w nim zaburzeń i mutacji pojawia się ponad trzysta pięćdziesiąt chorób, w tym nowotwory.
Rola takich badań jest nie do przecenienia. Kiedy odkryto, czym jest kod genetyczny, okazało się, według jakich wzorców rozwoju następuje, jak kształtuje się budowa morfologiczna, psychika, predyspozycje do określonych chorób, metabolizm i defekty jednostki.