Современная генетика
(nucleotide) se poate transmite o cantitate nelimitat? de informa?ie.
Calculele demonstreaz? c? o singur? baz? este capabil? s? codifice nu mai
mult de un aminoacid, iar toate cele patru baze (nucleotide) care оntr? оn
componen?a acizilor nucleici, respectiv nu mai mult de patru aminoacizi. De
aici reiese c? aminoacizii sunt codifica?i (specifica?i) de c?tre grupe de
baze. Combina?iile din dou? baze pot codifica numai 16 aminoacizi (42), ne
fiind capabile s?-i specifice pe to?i 20. Оn schimb, combina?iile de trei
baze (nucleotide) sunt capabile s?-i specifice pe to?i cei 20 de aminoacizi
?i chiar pe mai mul?i (43=64). Asemenea trei baze, situate una lвng? alta
(triplete), se numesc codoni ?i fiecare poate codifica un aminoacid anumit.
Urmau de asemenea s? fie rezolvate оnc? un ?ir de alte sarcini
complicate. Оn primul rвnd, era necesar? relevarea modului оn care оn
celul? are loc «citirea» informa?iei genetice. Оn al doilea rвnd, care sunt
tripletele ce codific?, anumi?i aminoacizi. Prin eforturile mai multor
savan?i din diferite ??ri au fost elaborate cвteva variante ale codului
genetic, dar dintre acestea nu toate au rezistat la verific?ri minu?ioase.
Primul care a emis (оnc? оn anul 1954) ipoteza c? codul genetic are un
caracter tripletic a fost fizicianul american de origine rus? G. Gamov.
Dup? cum s-a men?ionat, оn moleculele de acizi nucleici bazele sunt
amplasate unele dup? altele оn ?ir liniar ?i citirea informa?iei localizate
оn ele se poate realiza оn chip diferit. Mai jos prezent?m dou? variante de
citire a tripletelor care con?in 12 baze:
A-T-G-CE -A-T-T-A-G-CE-T-A
1 AA 2 AA 3AA 4 AA
2 AA
3 AA
Citirea tripletelor din acest rвnd (de la stвnga) se poate efectua, de
exemplu, оn felul оn care a pro-pus Gamov, respectiv:
A-T-G-primul aminoacid (1 AA)
T-G-CE-al doilea aminoacid (2 AA).
G-CE-A-al treilea aminoacid (3 AA) ?. a. m. d.
Un astfel de cod se nume?te suprapus, dat fiind faptul c? unele baze
оntr? оn componen?a a mai multor triplete vecine. Dar prin cercet?ri
ulterioare s-a demonstrat c? un asemenea cod este imposibil, deci, ipoteza
lui Gamov nu ?i a aflat confirmarea.
Un alt mod de citire a tripletelor, propus оn anul 1961 de F. Cric, este
prezentat оn continuare:
A-T-G - 1 AA; CE-A-T - 2 AA; T-A-G - 3 AA; CE-T-A - 4 AA.
Un astfel de cod se nume?te ne suprapus. Informa?ia pe care o con?ine se
cite?te succesiv dup? triplete, f?r? omiterea bazelor ?i f?r? suprapunerea
lor. Оn acest fel, textul informa?iei genetice urmeaz? s? fie contopit.
Dup? opinia lui Cric, citirea informa?iei se va оncepe de la un anumit
punct din molecula de acid nucleic, оn mod contrar textul pe care оl
con?ine s-ar denatura tot a?a cum sensul cuvвntului, dac? ar fi s?-l citim
de la o liter? оntвmpl?toare. Experien?ele ulterioare, efectuate de Cric ?i
colaboratorii s?i оn anul 1963, au confirmat juste?a ipotezei emise de el.
Determinarea principiului de citire corect? a informa?iei dup? triplete nu
constituia оns? rezolvarea definitiv? a problemei codului genetic, deoarece
ordinea de alternare a bazelor оn triplete (cuvintele de cod) poate fi
variabil?, respectiv: A-G-CE, G-CE-A, CE-G-A, G-A-CE, A-CE-G, CE-A-G ?. a.
m. d. Se pune оntrebarea: pe care aminoacid оl codific? fiecare dintre
tripletele enumerate?
Primele date privind componen?a cuvintelor de cod au fost prezentate оn
anul 1961 оn cadrul Congresului interna?ional de biochimie de la Moscova de
c?tre savan?ii americani M. Nirenberg ?i J. Mattei. Utilizвnd sistemul de
sintez? artificial? (acelular?) a proteinei, savan?ii au оnceput s? depun?
eforturi оn vederea descifr?rii «sensului» cuvintelor de cod, adic? a
modului de alternare оn triplete a bazelor. La оnceput ei au sintetizat un
polinucleotid artificial, a?a-numitul poli-U (U-U-U-U-U-U...), care
con?inea sub form? de baz? numai uracil. Introducвnd оntr-un sistem
acelular toate componentele necesare .(suc celular, ribozomi, complexul de
fermen?i necesari, o surs? de energie sub form? de acid adenozintrifosforic
(ATF), o garnitura complecta compus? din 20 de aminoacizi ?i molecule de
poli-U), au constatat c? оn acest caz are loc sinteza proteinei compuse din
r?m??i?ele unui singur aminoacid - fenilalanin? (fen-fen-fen-fen-fen...).
Оn felul acesta identitatea primului codon a fost descfrat?: tripleta U-U-U
corespunde fenilalaninei.
Apoi cercet?torii au realizat sinteza altor polinucleotide ?i au stabilit
care sunt codonii prolinei (CE-CE-CE) ?i ai lizinei (A-A-A). Оn continuare
s-a realizat sintetizarea garniturilor de trinucleotide (tripletele) cu
diferite оmbin?ri ale bazelor ?i s-a stabilit ce fel de aminoacizi se leag?
cu ribozomii. Treptat au fost descifra?i to?i cei 64 de codoni ?i a fost
alc?tuit «dic?ionarul» complect al codului genetic.
Codul genetic (ARN)
Dar la ce folosesc tocmai 64 de codoni, dac? оn protein? intr? doar 20
aminoacizi? Оnseamn? c? ceilal?i sunt de prisos?
La оnceput aceast? оntrebare i-a pus оn оncurc?tur? pe savan?i, dar mai
tвrziu a devenit clar c? nu exist? nici un fel de «surplus» de codoni.
Experien?ele оntreprinse de Nirenberg ?i Leder au demonstrat c? numero?i
aminoacizi pot fi codifica?i nu de una, ci de cвteva triplete-sinonime.
Bun?oar?, aminoacidul numit cistein? poate fi codificat de dou? triplete
(UGU, UGC), alanina - de patru (GCC, GCA, GCG, GCU), iar leucina de ?ase,
(UUA, UUG, CUU, CUC, CUA ?i CUG). Codul оn care unul ?i acela?i aminoacid
este codificat de cвteva triplete se nume?te cod degenerativ. S-a constatat
c? din punct de vedere biologic caracterul degenerativ al codului este
avantajos. Este ca un. fel de «m?sur? de siguran??» a naturii, elaborat? оn
procesul evolu?iei, cвnd, prin оnlocuirea unor codoni prin al?ii, se
realizeaz? posibilitatea p?str?rii structurii ?i a оnsu?irilor specifice
ale proteinelor. Datorit? caracterului degenerativ al codului, diferite
organisme pot s? introduc? оn proteinele de care dispun unii ?i aceea?i
aminoacizi, folosind оn acest scop diferi?i codoni.
|Pri|A doua nucleotid? a codonului |A |
|ma | |tre|
|nuc| |ia |
|leo| |nuc|
|tid| |leo|
|? a| |tid|
|cod| |? a|
|ulu| |cod|
|i 5| |onu|
| | |lui|
| |U |C |A |G | |
|U |[pic]} fenilalanin? |[pic]}serin? |[pic]}tirozin?, |[pic]}cistein?|U |
| |[pic]} leucin? | |UAA ocru | |C |
| | | |UAG ambr? |UGA azur |A |
| | | | |UGG triptofan |G |
|C |[pic]} leucin? |[pic]}prolin? |[pic]}histidin? |[pic]}arginin?|U |
| | | |[pic]}glutamin? | |C |
| | | | | |A |
| | | | | |G |
|A |[pic]} izoleucin? |[pic]}treonin?|[pic]}asparagin? |[pic]}serin? |U |
| |AUG | |[pic]}lizin? |[pic]}argin? |C |
| |metionin? | | | |A |
| | | | | |G |
|G |[pic]} valin? |[pic]}alanin? |[pic]}acid |[pic]}glicocol|U |
| |GUG valin? sau | |asparatic | |C |
| |formilmet. | |[pic]}acid | |A |
| | | |glutamic | |G |
?i оntr-adev?r, s? ne imagin?m pentru o clip? c? moleculele de ADN (?i
corespunz?tor cele de ARN) ale fiec?rei celule con?in numai cвte un singur
codon pentru fiecare aminoacid. Оn rezultatul unor muta?ii ace?ti codoni se
pot modifica ?i dac? ei nu au schimb, aminoacizii care le corespund nu vor
fi cuprin?i оn proteine, fapt care va duce la schimbarea structurii ?i
func?iilor lor iar aceasta poate conduce, оn consecin??, la urm?ri negative
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75
