Генетический код
Генетическая информация, сохраняемая в клетке в виде упорядоченной последовательности оснований в молекуле ДНК, переносится в процессе транскрипции в специфичную последовательность оснований в матричной РНК, а затем транслируется из последовательности оснований в мРНК в последовательность аминокислот в синтезирующейся молекуле белка. Таким образом, последовательность оснований, заключенных в гене, определяет последовательность аминокислот в белке.
Код для каждой аминокислоты определяется последовательностью трех нуклеотидов, составляющих кодон в молекуле мРНК Четыре основания мРНК: аденин, гуанин, цитозин и урацил - образуют 64 возможные триплетные комбинации, и этого более чем достаточно, чтобы успешно кодировать включение 20 природных аминокислот в молекулу белка. Этот генетический код, связывающий последовательность оснований в кодонах с аминокислотами, включаемыми в белок, показан в таблице 5.9. Из 64 возможных триплетов 61 приписан определенным аминокислотам, а три кодона, УАА, УАГ и УГА, которые не кодируют включение какой-либо аминокислоты, служат стоп-сигналами терминации, вызывающими прекращение синтеза полипептидной цепи. Многие из 20 аминокислот кодируются более чем одним триплетом, и поэтому код называют вырожденным.
Молекулой, которая действует в качестве посредника, или адаптера, связывающего триплетную последовательность оснований в кодоне со специфической аминокислотой, которая должна войти в состав растущей полипептидной цепи "по приказу" этого кодона, является тРНК. Молекула тРНК содержит участок присоединения аминокислоты - 3'- или 2'-ОН рибозного остатка на 3'-ЦЦА-конце цепи тРНК, который этерифицирует аминокислота, — и участок, узнающий матрицу, который представляет собой последовательность из трех оснований — антикодон, узнающий комплементарную последовательность трех оснований в кодоне в мРНК. Из вырожденности кода следует, что каждой аминокислоте может соответствовать более чем одна тРНК, и данные, представленные в таблице 5.9, показывают, что в том случае, когда одной и той же аминокислоте соответствуют несколько кодонов, они различаются только последним (с 3'-конца) основанием в триплете.
До самого недавнего времени генетический код считали универсальным, однако теперь установлено, что это не так, поскольку были обнаружены различия в генетических системах митохондрий клеток млекопитающих, дрожжей, Neurospora crassa и высших растений.
Кодоны для отдельных аминокислот в белоксинтезирующих системах цитоплазмы и митохондрий этих организмов оказались несколько различными. В митохондриях человека кодон УГА считывается не как стоп-кодон (см. табл. 5.9), а как кодон триптофана, в то время как АУА считывается не как кодон изолейцина, а как кодон метионина. Точно так же УГА считывается как кодон триптофана в митохондриях дрожжей и Neurospora crassa. Есть некоторые указания на неоднозначное считывание генетического кода в митохондриях растений, но эти наблюдения нуждаются в подтверждении.
