세포 내 유전 정보의 코딩 및 구현 원리. 유전의 분자 기반. 세포 내 생물학적 정보의 코딩 및 구현. DNA 코드 시스템. 유전자 코드 코드란?

DNA와 RNA 분자 사이에는 세 가지 주요 차이점이 있습니다.

    DNA에는 당 디옥시리보오스가 포함되어 있고 RNA에는 리보오스가 포함되어 있습니다.

    DNA 분자에서 아데닌에 상보적인(해당하는) 뉴클레오티드는 티민이고 RNA 분자에서는 우라실입니다.

    DNA는 이중나선이고 RNA는 단일나선이다. RNA는 일반적으로 더 짧습니다.

6. 유전자 코드 코드란?

코드는 각각의 특정 메시지에 엄격하게 정의된 문자 조합을 할당하는 규칙입니다.

이것을 보여주는 가장 쉬운 방법은 단어를 사용하는 것입니다. 예를 들어, 한 사람 또는 그룹의 주거 개념은 "집"이라는 세 글자로 구성된 단어로 인코딩됩니다.

인코딩된 정보는 저장, 처리, 복사, 전송이 쉽습니다.

유전자 코드

단백질의 아미노산 서열에 대한 정보는 뉴클레오티드 언어를 사용하여 암호화됩니다. 이 언어에는 4개의 문자가 있습니다. 4개의 질소 염기는 아데닌, 티민, 구아닌 및 시토신입니다. 그들의 도움으로 20개의 아미노산 이름을 지정해야 합니다. 한 글자로만 구성된 단어를 사용하면 A, T, G 및 C의 네 단어 만 형성 될 수 있습니다. 4 \u003d 4 1. 물론 이것은 충분하지 않습니다. 단어가 두 글자로 구성되어 있으면 AT, AG, GC 등 16개의 단어를 만들 수 있습니다. 16 = 42 . 이 단어들도 충분하지 않습니다. 그러나 세 글자로 된 단어를 사용하면 4 3 \u003d 64 단어가 됩니다. 그들은 20개의 아미노산을 명명하기에 충분할 것입니다. 심지어 두 개 이상의 이름을 부여할 수 있음이 밝혀졌습니다. 예를 들어, 같은 동물에는 "behemoth"와 "hippo"라는 두 가지 이름이 있습니다.

20개의 아미노산이 삼중으로 결합된 뉴클레오티드에 의해 암호화될 수 있다는 사실은 빅뱅 이론의 저자인 Georgy Antonovich Gamov가 추측했습니다.

하나의 아미노산을 암호화하는 뉴클레오티드의 각 삼중항을 코돈 또는 삼중항이라고 합니다.

코돈(삼중항)은 아미노산을 암호화하는 뉴클레오티드의 삼중항입니다.

뉴클레오타이드 언어에서 아미노산 언어로 번역하기 위한 "사전"을 유전자 코드라고 합니다.

유전자 코드는 아미노산에 대한 코돈의 대응표입니다.

그것은 XX 세기의 60 년대에 편집되었습니다.

유전자 코드의 일부 속성

1. 각 아미노산은 하나 이상의 코돈(아미노산당 2~6개의 코돈)에 의해 암호화됩니다.

2. 각 코돈은 오직 하나의 아미노산에 해당합니다.

정보가 DNA 분자에 인코딩되는 방식

DNA 분자에서 각 가닥은 일련의 뉴클레오티드입니다. 이것이 DNA 사슬 사이의 크로스바 인 질소 염기의 특정 시퀀스라고 상상하기 더 쉽습니다. 그러나 결국 이것은 세 쌍둥이로 나누어 진 크로스바의 특정 시퀀스입니다. 코돈. 또한, 다른 가닥의 질소 염기와 수소 결합으로 연결된 한 DNA 가닥의 질소 염기가 상보적이면 서로 대응하면 삼중 항으로 나누어 진 질소 염기는 동일한 상보 적입니다. 코돈. 다른 코돈과 상보적인 코돈을 안티코돈이라고 합니다. 예를 들어 AHA는 TCT를 보완합니다.

따라서 DNA 분자의 각 사슬에는 특정 코돈 서열이 있습니다. 그러나 각 코돈은 하나의 아미노산에만 해당합니다. 따라서 DNA 사슬 중 하나에 있는 코돈의 서열은 아미노산의 서열을 고유하게 결정합니다. 따라서 DNA 사슬에 위치한 코돈의 서열을 이용하면 단백질 분자의 아미노산 서열, 즉 그 구조를 암호화할 수 있다. 이 코돈 서열이 유전자입니다.

유전자는 단일 단백질 합성을 위한 주형 역할을 하는 DNA 분자의 한 부분입니다.

오른쪽은 2016년 4월 23일에 기네스북에 포함된 바르나(불가리아)의 해변에서 사람들이 만든 가장 큰 인간 DNA 나선입니다.

데옥시리보핵산. 일반 정보

DNA(디옥시리보핵산)는 일종의 생명의 청사진으로, 유전 정보에 대한 데이터를 담고 있는 복잡한 코드입니다. 이 복잡한 거대 분자는 유전 유전 정보를 저장하고 대대로 전달할 수 있습니다. DNA는 유전 및 변이와 같은 살아있는 유기체의 특성을 결정합니다. 여기에 인코딩된 정보는 살아있는 유기체의 전체 개발 프로그램을 결정합니다. 유 전적으로 내장 된 요인은 사람과 다른 유기체의 전체 삶의 과정을 미리 결정합니다. 외부 환경의 인공적 또는 자연적 영향은 개별 유전적 특성의 전반적인 심각도에 약간만 영향을 미치거나 프로그래밍된 프로세스의 발달에 영향을 미칠 수 있습니다.

데옥시리보핵산(DNA)는 거대 분자 (세 가지 주요 분자 중 하나, 다른 두 개는 RNA 및 단백질)로 저장, 세대 간 전달 및 살아있는 유기체의 발달 및 기능을위한 유전 프로그램 구현을 제공합니다. DNA에는 구조에 대한 정보가 포함되어 있습니다. 다양한 종류 RNA와 단백질.

진핵 세포(동물, 식물 및 균류)에서 DNA는 일부 세포 소기관(미토콘드리아 및 색소체)뿐만 아니라 염색체의 일부로 세포핵에서 발견됩니다. 원핵 생물(박테리아 및 고세균)의 세포에서 원형 또는 선형 DNA 분자, 소위 뉴클레오이드(nucleoid)가 내부에서 세포막으로 부착됩니다. 그들과 하등 진핵생물(예: 효모)은 또한 플라스미드라고 하는 작은 자율적이며 대부분 원형 DNA 분자를 가지고 있습니다.

화학적 관점에서 DNA는 반복되는 블록인 뉴클레오티드로 구성된 긴 고분자 분자입니다. 각 뉴클레오티드는 질소 염기, 당(데옥시리보스) 및 인산기로 구성됩니다. 사슬에서 뉴클레오타이드 사이의 결합은 디옥시리보스에 의해 형성됩니다( 와 함께) 및 인산염( 에프) 그룹(포스포디에스테르 결합).


쌀. 2. 뉴클레오티드는 질소 염기, 당(데옥시리보스) 및 인산기로 구성됩니다.

압도적인 대부분의 경우(단일 가닥 DNA를 포함하는 일부 바이러스 제외) DNA 거대분자는 서로 질소 염기에 의해 배향된 두 개의 사슬로 구성됩니다. 이 이중 가닥 분자는 나선형으로 꼬여 있습니다.

DNA에는 네 가지 유형의 질소 함유 염기(아데닌, 구아닌, 티민 및 시토신)가 있습니다. 사슬 중 하나의 질소 염기는 상보성의 원칙에 따라 수소 결합에 의해 다른 사슬의 질소 염기에 연결됩니다. 아데닌은 티민과만 결합합니다. 에), 구아닌 - 시토신만( GC). DNA의 나선형 "사다리"의 "가로대"를 구성하는 것은 바로 이러한 쌍입니다(그림 2, 3 및 4 참조).


쌀. 2. 질소 염기

뉴클레오티드 서열을 통해 다양한 유형의 RNA에 대한 정보를 "암호화"할 수 있으며, 그 중 가장 중요한 것은 정보 또는 주형(mRNA), 리보솜(rRNA) 및 수송(tRNA)입니다. 이러한 모든 유형의 RNA는 전사 중에 합성된 RNA 서열에 DNA 서열을 복사하여 DNA 주형에서 합성하고 단백질 생합성(번역 과정)에 참여합니다. 코딩 서열 외에도 세포 DNA에는 조절 및 구조 기능을 수행하는 서열이 포함되어 있습니다.


쌀. 3. DNA 복제

DNA 화합물의 기본 조합 위치와 이러한 조합 사이의 정량적 비율은 유전 정보의 인코딩을 제공합니다.

교육 새로운 DNA(복제)

  1. 복제 과정: DNA 이중 나선 풀림 - DNA 폴리머라제에 의한 상보적 가닥 합성 - 하나에서 두 개의 DNA 분자 형성.
  2. 이중 나선은 효소가 화합물의 염기쌍 사이의 결합을 끊을 때 두 개의 가지로 "압축 해제"됩니다.
  3. 각 가지는 새로운 DNA 요소입니다. 새로운 염기쌍은 부모 가지에서와 같은 순서로 연결됩니다.

복제가 완료되면 두 개의 독립적인 나선이 형성되며, 이는 부모 DNA의 화학적 화합물에서 생성되고 동일한 유전 코드를 갖습니다. 이런 식으로 DNA는 세포에서 세포로 정보를 찢을 수 있습니다.

더 자세한 정보:

핵산의 구조


쌀. 4 . 질소 염기: 아데닌, 구아닌, 시토신, 티민

데옥시리보핵산(DNA)는 핵산을 의미합니다. 핵산단량체가 뉴클레오티드인 불규칙한 생체고분자 부류.

뉴클레오타이드구성 질소 염기, 5탄소 탄수화물(오탄당)에 연결됨 - 디옥시리보스(DNA의 경우) 또는 리보스(RNA의 경우) 인산 잔기(H 2 PO 3 -)와 결합한다.

질소 염기두 가지 유형이 있습니다: 피리미딘 염기 - 우라실(RNA에서만), 시토신 및 티민, 퓨린 염기 - 아데닌 및 구아닌.


쌀. 그림 5. 뉴클레오타이드의 구조(왼쪽), DNA에서 뉴클레오타이드의 위치(아래) 및 질소 함유 염기의 유형(오른쪽): 피리미딘과 퓨린


오탄당 분자의 탄소 원자는 1에서 5까지 번호가 매겨져 있습니다. 인산염은 세 번째와 다섯 번째 탄소 원자와 결합합니다. 이것은 핵산이 함께 연결되어 핵산 사슬을 형성하는 방법입니다. 따라서 DNA 가닥의 3' 및 5' 말단을 분리할 수 있습니다.


쌀. 6. DNA 가닥의 3' 및 5' 말단 분리

DNA 형태의 두 가닥 이중 나선. 나선형의 이러한 체인은 반대 방향으로 향합니다. DNA의 서로 다른 가닥에서 질소 함유 염기는 다음을 통해 서로 연결됩니다. 수소 결합. 아데닌은 항상 티민과 결합하고 시토신은 항상 구아닌과 결합합니다. 그것은이라고 상보성 규칙.

상보성 규칙:

A-T G-C

예를 들어, 서열이 있는 DNA 가닥이 주어진다면

3'-ATGTCCTAGCTGCTCG - 5',

그런 다음 두 번째 사슬은 그것에 보완적이며 반대 방향으로 향합니다 - 5'-말단에서 3'-말단으로:

5'-TACAGGATCGACGAGC-3'.


쌀. 7. DNA 분자 사슬의 방향과 수소 결합을 이용한 질소 염기 연결

DNA 복제

DNA 복제주형 합성에 의해 DNA 분자를 두 배로 만드는 과정입니다. 자연적인 DNA 복제의 대부분의 경우뇌관DNA 합성은 짧은 스니펫 (다시 생성됨). 이러한 리보뉴클레오티드 프라이머는 효소 primase(원핵생물의 DNA primase, 진핵생물의 DNA 중합효소)에 의해 생성되며, 이어서 일반적으로 복구 기능(DNA 분자의 화학적 손상 및 절단 교정)을 수행하는 데옥시리보뉴클레오티드 중합효소로 대체됩니다.

복제는 반보존적 방식으로 발생합니다. 이것은 상보성의 원리에 따라 DNA의 이중 나선이 풀리고 각각의 사슬에 새로운 사슬이 완성됨을 의미합니다. 따라서 딸 DNA 분자는 모 분자의 한 가닥과 새로 합성된 한 가닥을 포함합니다. 복제는 부모 가닥의 3'에서 5' 방향으로 발생합니다.

쌀. 8. DNA 분자의 복제(doubling)

DNA 합성- 언뜻보기에 복잡한 과정이 아닙니다. 그것에 대해 생각한다면 먼저 합성이 무엇인지 파악해야합니다. 무언가를 하나로 모으는 과정입니다. 새로운 DNA 분자의 형성은 여러 단계로 이루어집니다.

1) 복제 분기점 앞에 위치한 DNA 토포이소머라제는 DNA의 풀림과 풀림을 촉진하기 위해 DNA를 절단합니다.
2) DNA helicase는 topoisomerase에 이어 DNA helix를 "푸는" 과정에 영향을 미칩니다.
3) DNA 결합 단백질은 DNA 가닥의 결합을 수행하고 또한 안정화를 수행하여 서로 달라 붙는 것을 방지합니다.
4) DNA 중합효소 δ(델타) , 복제 포크의 이동 속도와 조정하여 합성을 수행합니다.주요한쇠사슬자회사 매트릭스에서 5" → 3" 방향의 DNA모성 DNA 가닥을 3" 끝에서 5" 끝 방향으로 이동합니다(초당 최대 100 염기쌍 속도). 이에 대한 이러한 이벤트 모성 DNA 가닥은 제한되어 있습니다.



쌀. 그림 9. DNA 복제 과정의 도식적 표현: (1) Lagging strand (지연 가닥), (2) Leading strand (leading strand), (3) DNA polymerase α (Polα), (4) DNA ligase, (5) RNA primer, (6) Primase, (7) Okazaki fragment, (8) DNA polymerase δ (Polδ), (9) Helicase, (10) ) Single-stranded DNA-binding proteins, (1 1) 토포이소머라제.

지연 딸 DNA 가닥의 합성은 아래에 설명되어 있습니다(아래 참조). 계획복제 포크와 복제 효소의 기능)

DNA 복제에 대한 자세한 내용은 다음을 참조하십시오.

5) 모분자의 다른 가닥이 풀리고 안정화된 직후, 그것은 결합한다.DNA 중합효소 α(알파)방향 5 "→3"에서 프라이머(RNA 프라이머) - 길이가 10~200개 뉴클레오티드인 DNA 주형의 RNA 서열을 합성합니다. 그 후, 효소DNA 가닥에서 제거되었습니다.

대신에 DNA 중합효소α 프라이머의 3" 끝에 부착 DNA 중합효소ε .

6) DNA 중합효소ε (엡실론) 마치 프라이머를 계속 늘리는 것처럼, 그러나 기판이 임베딩되는 것처럼디옥시리보뉴클레오티드(150-200 뉴클레오티드의 양). 결과는 두 부분으로 구성된 견고한 스레드입니다.RNA(즉, 프라이머) 및 DNA. DNA 중합효소 ε이전의 프라이머를 만날 때까지 작동합니다.프래그먼트 오카자키(조금 더 일찍 합성). 그런 다음 이 효소를 사슬에서 제거합니다.

7) DNA 중합효소 β(베타)는DNA 중합효소 ε,같은 방향(5" → 3")으로 이동하여 프라이머 리보뉴클레오티드를 제거하고 그 자리에 데옥시리보뉴클레오티드를 삽입합니다. 효소는 프라이머가 완전히 제거될 때까지 작동합니다. 디옥시리보뉴클레오타이드가 나올 때까지(훨씬 더 이전에 합성됨)DNA 중합효소 ε). 효소는 자신의 작업 결과와 앞의 DNA를 연결할 수 없기 때문에 사슬을 떠납니다.

결과적으로 딸 DNA 조각이 모실의 매트릭스에 "놓여 있습니다". 그것은이라고오카자키의 파편.

8) DNA ligase는 2개의 인접한 프래그먼트 오카자키 , 즉. 5"-세그먼트 끝, 합성됨DNA 중합효소 ε,및 3" 체인 엔드 내장DNA 중합효소β .

RNA의 구조

리보핵산(RNA)는 모든 살아있는 유기체의 세포에서 발견되는 세 가지 주요 거대 분자(나머지 두 가지는 DNA와 단백질) 중 하나입니다.

DNA와 마찬가지로 RNA는 각 링크가 호출되는 긴 사슬로 구성됩니다. 뉴클레오타이드. 각 뉴클레오티드는 질소 염기, 리보스 당 및 인산기로 구성됩니다. 그러나 DNA와 달리 RNA는 일반적으로 두 가닥이 아닌 한 가닥으로 구성됩니다. RNA의 오탄당은 데옥시리보스가 아닌 리보스로 표시됩니다(리보스는 두 번째 탄수화물 원자에 추가 수산기를 가짐). 마지막으로, DNA는 질소 염기 구성에서 RNA와 다릅니다. 티민 대신 ( 티) 우라실은 RNA에 존재한다( 유) , 이것은 또한 아데닌을 보완합니다.

뉴클레오티드 서열은 RNA가 유전 정보를 암호화할 수 있도록 합니다. 모든 세포 유기체는 RNA(mRNA)를 사용하여 단백질 합성을 프로그래밍합니다.

세포 RNA는 다음과 같은 과정을 통해 형성됩니다. 전사 , 즉 특수 효소에 의해 수행되는 DNA 주형에서 RNA 합성 - RNA 중합효소.

그런 다음 메신저 RNA(mRNA)는 방송, 저것들. 리보솜의 참여로 mRNA 주형에서 단백질 합성. 다른 RNA는 전사 후 화학적 변형을 거치며 2차 및 3차 구조가 형성된 후 RNA 유형에 따라 기능을 수행합니다.

쌀. 10. 질소 염기 측면에서 DNA와 RNA의 차이점: RNA는 티민(T) 대신 우라실(U)을 포함하며 이는 아데닌과도 상보적입니다.

전사

이것은 DNA 템플릿에서 RNA 합성 과정입니다. DNA는 사이트 중 하나에서 풀립니다. 사슬 중 하나에는 RNA 분자에 복사해야 하는 정보가 포함되어 있습니다. 이 사슬을 코딩이라고 합니다. 코딩 가닥에 상보적인 DNA의 두 번째 가닥을 주형 가닥이라고 합니다. DNA 사슬을 따라 3'-5' 방향으로 주형 사슬에 전사하는 과정에서 이에 상보적인 RNA 사슬이 합성됩니다. 따라서 코딩 가닥의 RNA 사본이 생성됩니다.

쌀. 11. 전사의 도식적 표현

예를 들어, 코딩 가닥의 서열이 주어진다면

3'-ATGTCCTAGCTGCTCG - 5',

그런 다음 상보성 규칙에 따라 매트릭스 체인은 시퀀스를 수행합니다.

5'-TACAGGATCGACGAGC-3',

그리고 그것으로부터 합성된 RNA는 서열이다.

방송

메커니즘을 고려 단백질 합성 RNA 매트릭스, 유전자 코드 및 그 특성에 대해. 또한 명확성을 위해 아래 링크에서 살아있는 세포에서 발생하는 전사 및 번역 과정에 대한 짧은 비디오를 시청하는 것이 좋습니다.

쌀. 12. 단백질 합성 과정: RNA는 DNA 코드, 단백질은 RNA 코드

유전자 코드

유전자 코드- 뉴클레오티드 서열을 이용하여 단백질의 아미노산 서열을 암호화하는 방법. 각 아미노산은 3개의 뉴클레오티드 시퀀스(코돈 또는 삼중항)에 의해 암호화됩니다.

대부분의 친핵생물과 진핵생물에 공통적인 유전 코드. 표에는 64개의 모든 코돈과 해당 아미노산이 나열되어 있습니다. 기본 순서는 mRNA의 5"에서 3" 끝입니다.

표 1. 표준 유전자 코드

1위
기본

니

2루

3위
기본

니

유

씨

ㅏ

G

유

유 유 유

(페/에프)

유큐

(서/서)

유아유

(티르/Y)

우구

(Cys/C)

유

유 유 씨

유씨씨

U A C

U G C

씨

U U A

(레이우/L)

UCA

U A A

정지 코돈**

UGA

정지 코돈**

ㅏ

U U G

UCG

UAG

정지 코돈**

UGG

(트렙/W)

G

씨

큐유

C C U

(소품)

C A U

(그의/H)

CGU

(인수/R)

유

CUC

씨 씨 씨

C A C

C G C

씨

쿠아

C C A

C A A

(Gln/Q)

CGA

ㅏ

CUG

씨씨지

CAG

CGG

G

ㅏ

어유

(일/나)

ACU

(Thr/T)

AU

(ASN/N)

아구

(서/서)

유

U C

A C C

A A C

AG C

씨

AU AA

A C A

A A A

(Lys/K)

아가

ㅏ

AUG

(만남/남)

에이씨지

AAG

AGG

G

G

구 유

(값/V)

G C U

(알라/에이)

가우

(ASP/디)

지구

(글리/지)

유

구씨

지씨씨

GAC

G G C

씨

구아

G C A

가아

(접착제)

가가

ㅏ

구구

지씨지

GAGA

GGG

G

셋 중 "구두점" 역할을 하는 4개의 특수 시퀀스가 ​​있습니다.

  • *세 쌍둥이 8월, 또한 메티오닌을 인코딩하는 것으로 불립니다. 시작 코돈. 이 코돈은 단백질 분자의 합성을 시작합니다. 따라서 단백질 합성 중에 서열의 첫 번째 아미노산은 항상 메티오닌입니다.
  • **세쌍둥이 UAA, UAG그리고 우가~라고 불리는 정지 코돈아미노산을 코딩하지 마십시오. 이 시퀀스에서 단백질 합성이 중지됩니다.

유전자 코드의 속성

1. 삼중성. 각 아미노산은 3개의 뉴클레오티드 시퀀스(삼중항 또는 코돈)에 의해 암호화됩니다.

2. 연속성. 삼중 항 사이에 추가 뉴클레오티드가 없으며 정보가 지속적으로 읽혀집니다.

3. 겹치지 않음. 하나의 뉴클레오티드는 동시에 두 개의 삼중항의 일부가 될 수 없습니다.

4. 독창성. 하나의 코돈은 하나의 아미노산만을 코딩할 수 있습니다.

5. 퇴보. 하나의 아미노산은 여러 다른 코돈에 의해 암호화될 수 있습니다.

6. 다재다능함. 유전자 코드는 모든 살아있는 유기체에 대해 동일합니다.

예. 코딩 가닥의 순서가 주어집니다.

3’- CCGATTGCACGTCGATCGTATA- 5’.

매트릭스 체인의 순서는 다음과 같습니다.

5’- GGCTAACGTGCAGCTAGCATAT- 3’.

이제 우리는 이 사슬에서 정보 RNA를 "합성"합니다.

3’- CCGAUUGCACGUCGAUCGUAUA- 5’.

단백질 합성은 5' → 3' 방향으로 진행되므로 유전자 코드를 "읽기" 위해 시퀀스를 뒤집어야 합니다.

5’- AUAUGCUAGCUGCACGUUAGCC- 3’.

이제 시작 코돈 AUG를 찾습니다.

5’- 오스트레일리아 8월 CUAGCUGCACGUUAGCC- 3’.

시퀀스를 세 개로 나눕니다.

DNA의 정보는 RNA로(전사), RNA에서 단백질로(번역) 전달됩니다. DNA는 복제에 의해 복제될 수도 있고, RNA 주형으로부터 DNA가 합성될 때 역전사 과정도 가능하지만, 이러한 과정은 주로 바이러스의 특징이다.


쌀. 13. 센트럴 도그마 분자 생물학

게놈: 유전자와 염색체

(일반 개념)

게놈 - 유기체의 모든 유전자의 총체; 그것의 완전한 염색체 세트.

"게놈"이라는 용어는 1920년 G. Winkler가 동일한 생물학적 종의 유기체 염색체의 반수체 세트에 포함된 유전자의 전체를 설명하기 위해 제안했습니다. 이 용어의 원래 의미는 게놈의 개념이 유전자형과 달리 개체가 아니라 종 전체의 유전적 특성이라는 것을 나타냅니다. 분자유전학의 발달로 이 용어의 의미가 바뀌었다. 대부분의 유기체에서 유전 정보의 운반자이므로 게놈의 기초를 형성하는 DNA에는 현대적 의미의 유전자 만 포함되는 것이 아닙니다. 대부분의진핵 세포의 DNA는 단백질 및 핵산에 대한 정보를 포함하지 않는 비암호화("중복") 뉴클레오티드 서열로 표시됩니다. 따라서 모든 유기체의 게놈의 주요 부분은 반수체 염색체 세트의 전체 DNA입니다.

유전자는 폴리펩티드와 RNA 분자를 암호화하는 DNA 분자의 분절입니다.

지난 세기 동안 유전자에 대한 우리의 이해는 크게 바뀌었습니다. 이전에 게놈은 하나의 특성을 암호화하거나 결정하는 염색체의 영역이었습니다. 표현형눈 색깔과 같은 (보이는) 속성.

1940년 George Beadle과 Edward Tatham은 유전자의 분자적 정의를 제안했습니다. 과학자들은 곰팡이 포자를 처리했습니다. 뉴로스포라 크라사 X선 및 DNA 서열에 변화를 일으키는 기타 작용제( 돌연변이), 일부 특정 효소를 상실한 곰팡이의 돌연변이 균주를 발견했으며, 일부 경우 전체 대사 경로를 방해했습니다. Beadle과 Tatham은 유전자가 단일 효소를 정의하거나 암호화하는 유전 물질의 한 부분이라는 결론에 도달했습니다. 가설은 이렇게 "하나의 유전자, 하나의 효소". 이 개념은 나중에 정의로 확장되었습니다. "하나의 유전자 - 하나의 폴리펩티드", 많은 유전자가 효소가 아닌 단백질을 암호화하기 때문에 폴리펩티드는 복잡한 단백질 복합체의 하위 단위가 될 수 있습니다.

무화과. 도 14는 DNA 트리플렛이 mRNA에 의해 매개되는 단백질의 아미노산 서열인 폴리펩타이드를 결정하는 방법의 다이어그램을 보여준다. DNA 가닥 중 하나는 DNA 삼중체에 상보적인 뉴클레오티드 삼중체(코돈)인 mRNA 합성을 위한 주형 역할을 합니다. 일부 박테리아와 많은 진핵생물에서 코딩 서열은 비코딩 영역(라 함)에 의해 중단됩니다. 인트론).

유전자의 현대 생화학적 정의 더 구체적으로. 유전자는 구조적 또는 촉매적 기능을 가진 폴리펩티드 또는 RNA를 포함하는 최종 산물의 1차 서열을 암호화하는 DNA의 모든 부분입니다.

유전자와 함께 DNA에는 독점적으로 조절 기능을 수행하는 다른 서열도 포함되어 있습니다. 규제 순서유전자의 시작 또는 끝을 표시하거나, 전사에 영향을 미치거나, 복제 또는 재조합 시작 부위를 나타낼 수 있습니다. 일부 유전자는 서로 다른 방식으로 발현될 수 있으며, 동일한 DNA 조각이 서로 다른 산물 형성을 위한 주형 역할을 합니다.

대략적으로 계산할 수 있습니다. 최소 크기유전자중간 단백질을 코딩합니다. 폴리펩타이드 사슬의 각 아미노산은 3개의 뉴클레오티드 서열로 암호화됩니다. 이러한 삼중항(코돈)의 서열은 주어진 유전자에 의해 암호화된 폴리펩타이드의 아미노산 사슬에 해당합니다. 350개의 아미노산 잔기(중간 길이 사슬)의 폴리펩타이드 사슬은 1050bp의 서열에 해당합니다. ( bp). 그러나 많은 진핵생물 유전자와 일부 원핵생물 유전자는 단백질에 대한 정보를 전달하지 않는 DNA 세그먼트에 의해 방해를 받기 때문에 단순한 계산이 보여주는 것보다 훨씬 더 긴 것으로 밝혀졌습니다.

하나의 염색체에 몇 개의 유전자가 있습니까?


쌀. 15. 원핵세포(왼쪽)와 진핵세포의 염색체 모습. 히스톤은 두 가지 주요 기능을 수행하는 광범위한 종류의 핵 단백질입니다. 히스톤은 핵 내 DNA 가닥 패키징과 전사, 복제 및 수리와 같은 핵 과정의 후생유전학적 조절에 관여합니다.

알려진 바와 같이, 박테리아 세포콤팩트 한 구조 인 뉴 클레오 이드에 포장 된 DNA 가닥 형태의 염색체를 가지고 있습니다. 원핵 염색체 대장균게놈이 완전히 해독된 4,639,675 bp로 구성된 원형 DNA 분자(사실 이것은 규칙적인 원형이 아니라 오히려 시작과 끝이 없는 루프)입니다. 이 서열에는 약 4300개의 단백질 유전자와 안정한 RNA 분자에 대한 또 다른 157개의 유전자가 포함되어 있습니다. 안에 인간 게놈 24개의 서로 다른 염색체에 위치한 거의 29,000개의 유전자에 해당하는 약 31억 개의 염기쌍.

원핵생물(박테리아).

박테리아 대장균하나의 이중 가닥 원형 DNA 분자가 있습니다. 4,639,675 b.p로 구성되어 있습니다. 세포 자체의 길이를 초과하는 약 1.7mm의 길이에 도달합니다. 대장균약 850회. 핵양체의 일부인 큰 원형 염색체 외에도 많은 박테리아는 세포질에 자유롭게 위치하는 하나 이상의 작은 원형 DNA 분자를 포함합니다. 이러한 염색체 외 요소는 플라스미드(그림 16).

대부분의 플라스미드는 단지 수천 개의 염기쌍으로 구성되며 일부는 10,000bp 이상을 포함합니다. 그들은 유전 정보를 가지고 복제하여 모세포가 분열하는 동안 딸 세포로 들어가는 딸 플라스미드를 형성합니다. 플라스미드는 박테리아뿐만 아니라 효모 및 기타 균류에서도 발견됩니다. 많은 경우에 플라스미드는 숙주 세포에 이점을 제공하지 않으며 유일한 역할은 독립적으로 번식하는 것입니다. 그러나 일부 플라스미드는 숙주에 유용한 유전자를 가지고 있습니다. 예를 들어, 플라스미드에 포함된 유전자는 박테리아 세포의 항균제에 대한 내성을 부여할 수 있습니다. β-lactamase 유전자를 가지고 있는 플라스미드는 페니실린 및 아목시실린과 같은 β-lactam 항생제에 대한 내성을 부여합니다. 플라스미드는 항생제 내성 세포에서 동일하거나 다른 박테리아 종의 다른 세포로 전달되어 해당 세포도 내성이 되도록 합니다. 항생제의 집중적 사용은 병원성 세균들 사이에서 항생제 내성을 암호화하는 플라스미드(및 유사 유전자를 암호화하는 트랜스포존)의 확산을 촉진하는 강력한 선택 인자이며, 여러 항생제에 내성을 가진 균주의 출현으로 이어집니다. 의사들은 항생제의 광범위한 사용의 위험성을 이해하기 시작했고 절대적으로 필요한 경우에만 항생제를 처방합니다. 유사한 이유로 농장 동물 치료를 위한 항생제의 광범위한 사용은 제한적입니다.

또한보십시오: Ravin N.V., Shestakov S.V. 원핵 생물의 게놈 // Vavilov 유전학 및 육종 저널, 2013. V. 17. No. 4/2. 972-984쪽.

진핵생물.

표 2. 일부 유기체의 DNA, 유전자 및 염색체

공유 DNA,

b.s.

염색체 수*

대략적인 유전자 수

대장균(박테리아)

4 639 675

4 435

사카로마이세스 세레비시애(누룩)

12 080 000

16**

5 860

예쁜꼬마선충(선충류)

90 269 800

12***

23 000

애기장대(식물)

119 186 200

33 000

초파리 멜라노가스터(초파리)

120 367 260

20 000

오리자 사티바(쌀)

480 000 000

57 000

무스 근육(생쥐)

2 634 266 500

27 000

호모 사피엔스(인간)

3 070 128 600

29 000

메모.정보는 지속적으로 업데이트됩니다. 최신 정보는 개별 게놈 프로젝트 웹사이트를 참조하십시오.

* 효모를 제외한 모든 진핵생물에 대해 염색체의 이배체 세트가 주어진다. 이배체전부 염색체 (Greek diploos-double 및 eidos-view에서)-각각 상 동성을 갖는 이중 염색체 세트 (2n).
**반수체 세트. 효모의 야생 변종은 일반적으로 8개(옥타플로이드) 이상의 염색체 세트를 가지고 있습니다.
***두 개의 X 염색체를 가진 여성의 경우. 수컷은 X염색체를 가지고 있지만 Y염색체는 없습니다. 즉, 11개의 염색체만 있습니다.

가장 작은 진핵생물 중 하나인 효모 세포는 세포보다 2.6배 더 많은 DNA를 가지고 있습니다. 대장균(표 2). 초파리 세포 초파리유전 연구의 고전적인 대상인 는 DNA가 35배 더 많이 포함되어 있으며 인간 세포는 세포보다 약 700배 더 많은 DNA를 포함하고 있습니다. 대장균.많은 식물과 양서류에는 훨씬 더 많은 DNA가 포함되어 있습니다. 진핵 세포의 유전 물질은 염색체의 형태로 구성됩니다. 이배체 염색체 세트(2 N) 유기체 유형에 따라 다릅니다(표 2).

예를 들어, 인간의 체세포에는 46개의 염색체( 쌀. 17). 진핵 세포의 각 염색체는 그림 1과 같습니다. 17, ㅏ, 하나의 매우 큰 이중 가닥 DNA 분자를 포함합니다. 24개의 인간 염색체(22쌍의 염색체와 2개의 성염색체 X와 Y)는 길이가 25배 이상 다릅니다. 각 진핵 염색체에는 특정 유전자 세트가 포함되어 있습니다.


쌀. 17. 진핵생물 염색체.ㅏ- 인간 염색체에서 연결되고 응축된 한 쌍의 자매 염색 분체. 이 형태에서 진핵생물의 염색체는 복제 후에도 유사분열 동안 중기에 남아 있습니다. 비- 책 저자 중 한 사람의 백혈구에서 얻은 완전한 염색체 세트. 각각의 정상 인간 체세포는 46개의 염색체를 포함합니다.

인간 게놈의 DNA 분자(22개의 염색체와 염색체 X와 Y 또는 X와 X)를 서로 연결하면 약 1미터 길이의 시퀀스가 ​​됩니다. 참고: 모든 포유류 및 기타 이형 수컷 유기체에서 암컷은 두 개의 X 염색체(XX)를 갖고 수컷은 하나의 X 염색체와 하나의 Y 염색체(XY)를 가지고 있습니다.

대부분의 인간 세포이므로 그러한 세포의 총 DNA 길이는 약 2m입니다. 성인 인간은 약 10 14 개의 세포를 가지고 있으므로 모든 DNA 분자의 총 길이는 2・10 11 km입니다. 비교를 위해 지구의 둘레는 4・10 4 km이고 지구에서 태양까지의 거리는 1.5・10 8 km입니다. 그것이 우리 세포에 놀랍도록 조밀하게 포장된 DNA입니다!

진핵 세포에는 DNA를 포함하는 다른 소기관이 있습니다. 이들은 미토콘드리아와 엽록체입니다. 미토콘드리아와 엽록체 DNA의 기원에 관한 많은 가설이 제기되었습니다. 오늘날 일반적으로 받아 들여지는 관점은 숙주 세포의 세포질에 침투하여 이러한 소기관의 전구체가 된 고대 박테리아의 염색체의 기초라는 것입니다. 미토콘드리아 DNA는 미토콘드리아 tRNA 및 rRNA와 여러 미토콘드리아 단백질을 암호화합니다. 미토콘드리아 단백질의 95% 이상이 핵 DNA에 암호화되어 있습니다.

유전자의 구조

원핵 생물과 진핵 생물의 유전자 구조, 유사점 및 차이점을 고려하십시오. 유전자는 단 하나의 단백질 또는 RNA를 암호화하는 DNA의 한 부분이라는 사실에도 불구하고 직접적인 암호화 부분 외에도 원핵생물과 진핵생물에서 다른 구조를 갖는 조절 및 기타 구조적 요소도 포함합니다.

코딩 시퀀스- 유전자의 주요 구조적 및 기능적 단위로, 뉴클레오티드의 삼중 항이 암호화되어 있습니다.아미노산 서열. 시작코돈으로 시작하여 정지코돈으로 끝난다.

코딩 시퀀스 전후는 번역되지 않은 5' 및 3' 시퀀스. 예를 들어 조절 및 보조 기능을 수행하여 mRNA에 리보솜이 착륙하도록 합니다.

번역되지 않은 서열과 코딩 서열은 전사 단위, 즉 전사된 DNA 영역, 즉 mRNA가 합성되는 DNA 영역을 구성합니다.

터미네이터 RNA 합성이 멈추는 유전자의 말단에 있는 DNA의 전사되지 않은 영역.

유전자의 시작은 규제 지역, 여기에는 발기인그리고 운영자.

발기인- 중합효소가 전사 개시 동안 결합하는 서열. 운영자- 이것은 특별한 단백질이 결합할 수 있는 영역입니다 - 억압자, 이 유전자에서 RNA 합성 활동을 감소시킬 수 있습니다. 표현.

원핵 생물의 유전자 구조

원핵생물과 진핵생물의 유전자 구조에 대한 일반적인 계획은 다르지 않습니다. 둘 다 프로모터와 작동자가 있는 조절 영역, 코딩 및 비번역 서열이 있는 전사 단위, 터미네이터를 포함합니다. 그러나 원핵생물과 진핵생물의 유전자 구성은 다릅니다.

쌀. 18. 원핵 생물 (박테리아)의 유전자 구조 -이미지가 확대됩니다

오페론의 처음과 끝에는 여러 구조 유전자에 대한 공통 조절 영역이 있습니다. 오페론의 전사된 영역에서 하나의 mRNA 분자가 판독되며, 여기에는 각각 고유한 시작 및 정지 코돈이 있는 여러 코딩 시퀀스가 ​​포함되어 있습니다. 이 각 영역에서하나의 단백질이 합성됩니다. 따라서, 하나의 i-RNA 분자에서 여러 단백질 분자가 합성됩니다.

원핵생물은 여러 유전자가 하나의 기능적 단위로 결합되어 있는 것이 특징입니다. 오페론. 오페론의 작업은 다른 유전자에 의해 조절될 수 있으며, 이는 오페론 자체에서 눈에 띄게 제거될 수 있습니다. 레귤레이터. 이 유전자에서 번역된 단백질을 억압자. 그것은 오페론의 오퍼레이터에 결합하여 그 안에 포함된 모든 유전자의 발현을 한 번에 조절합니다.

원핵생물은 또한 다음 현상을 특징으로 합니다. 전사 및 번역 접합.


쌀. 19 원핵생물에서 전사와 번역의 접합 현상 - 이미지가 확대됩니다

이 짝짓기는 전사가 일어나는 유전 물질로부터 번역이 일어나는 세포질을 분리하는 핵막의 존재로 인해 진핵생물에서는 일어나지 않는다. 원핵생물에서는 DNA 주형에서 RNA를 합성하는 동안 리보솜이 합성된 RNA 분자에 즉시 결합할 수 있습니다. 따라서 전사가 완료되기 전에도 번역이 시작됩니다. 또한 여러 리보솜이 동시에 하나의 RNA 분자에 결합하여 한 단백질의 여러 분자를 한 번에 합성할 수 있습니다.

진핵생물의 유전자 구조

진핵생물의 유전자와 염색체는 매우 복잡하게 조직되어 있다.

많은 종의 박테리아는 단 하나의 염색체를 가지고 있으며 거의 ​​모든 경우 각 염색체에 각 유전자의 사본이 하나씩 있습니다. rRNA 유전자와 같은 소수의 유전자만이 여러 복사본에 포함되어 있습니다. 유전자와 조절 서열은 원핵생물의 거의 전체 게놈을 구성합니다. 더욱이, 거의 모든 유전자는 그것이 암호화하는 아미노산 서열(또는 RNA 서열)과 엄격하게 일치합니다(그림 14).

진핵 생물 유전자의 구조적 및 기능적 구성은 훨씬 더 복잡합니다. 진핵생물의 염색체에 대한 연구와 이후 완전한 진핵생물 게놈 서열의 시퀀싱은 많은 놀라움을 가져왔습니다. 대부분은 아니지만 많은 진핵생물 유전자는 흥미로운 기능: 그들의 뉴클레오티드 서열은 폴리펩티드 산물의 아미노산 서열을 암호화하지 않는 하나 이상의 DNA 영역을 포함합니다. 이러한 비번역 삽입체는 유전자의 뉴클레오티드 서열과 코딩된 폴리펩티드의 아미노산 서열 사이의 직접적인 대응을 방해한다. 유전자의 이러한 번역되지 않은 부분을 인트론, 또는 내장 시퀀스, 코딩 세그먼트는 엑손. 원핵생물에서는 소수의 유전자만이 인트론을 포함합니다.

따라서 진핵생물에서는 실제로 오페론으로의 유전자 조합이 없으며 진핵생물 유전자의 코딩 서열은 대부분 번역된 영역으로 나뉩니다. - 엑손, 번역되지 않은 섹션 - 인트론.

대부분의 경우 인트론의 기능은 확립되어 있지 않습니다. 일반적으로 인간 DNA의 약 1.5%만이 "암호화"되어 있습니다. 즉, 단백질이나 RNA에 대한 정보를 전달합니다. 그러나 큰 인트론을 고려하면 인간 DNA의 30%가 유전자로 구성되어 있는 것으로 밝혀졌다. 유전자는 인간 게놈의 상대적으로 작은 부분을 차지하기 때문에 상당한 양의 DNA가 설명되지 않은 채로 남아 있습니다.

쌀. 16. 진핵생물의 유전자 구조도 - 이미지가 확대됩니다

각 유전자에서 인트론과 엑손을 모두 포함하는 미성숙 RNA 또는 pre-RNA가 먼저 합성됩니다.

그 후, 스플라이싱 과정이 일어나 인트론 영역이 절단되고 성숙한 mRNA가 형성되어 단백질이 합성될 수 있습니다.


쌀. 20. 대체 접합 프로세스 - 이미지가 확대됩니다

이러한 유전자 구성은 예를 들어 스플라이싱 동안 엑손이 다른 서열에 융합될 수 있기 때문에 하나의 유전자로부터 다른 형태의 단백질이 합성될 수 있는 경우를 허용합니다.

쌀. 21. 원핵생물과 진핵생물의 유전자 구조의 차이 - 이미지가 확대됩니다

돌연변이 및 돌연변이 유발

돌연변이유전자형의 지속적인 변화, 즉 뉴클레오티드 서열의 변화라고 합니다.

돌연변이로 이어지는 과정을 돌연변이 유발, 유기체 모두그의 세포는 동일한 돌연변이를 가지고 있습니다 돌연변이.

돌연변이 이론 1903년 Hugh de Vries에 의해 처음 공식화되었습니다. 최신 버전에는 다음 조항이 포함됩니다.

1. 돌연변이는 갑작스럽게 발생합니다.

2. 돌연변이는 대대로 이어집니다.

3. 돌연변이는 유익하거나 해롭거나 중립적이거나 우성이거나 열성일 수 있습니다.

4. 돌연변이를 발견할 확률은 연구 대상자의 수에 따라 달라집니다.

5. 유사한 돌연변이가 반복적으로 발생할 수 있습니다.

6. 돌연변이는 지시되지 않습니다.

다양한 요인의 영향으로 돌연변이가 발생할 수 있습니다. 다음으로 인한 돌연변이를 구별합니다. 변이원성 영향: 물리적(예: 자외선 또는 방사선), 화학적(예: 콜히친 또는 활성 산소 종) 및 생물학적(예: 바이러스). 돌연변이도 일으킬 수 있다 복제 오류.

돌연변이의 출현 조건에 따라 다음과 같이 나뉩니다. 자발적인- 즉, 발생한 돌연변이 정상적인 조건, 그리고 유발- 즉, 특수한 조건에서 발생한 돌연변이입니다.

돌연변이는 핵 DNA뿐만 아니라 예를 들어 미토콘드리아 또는 색소체의 DNA에서도 발생할 수 있습니다. 이에 따라 우리는 구별할 수 있습니다. 핵무기그리고 세포질의돌연변이.

돌연변이 발생의 결과로 새로운 대립 유전자가 종종 나타날 수 있습니다. 돌연변이 대립유전자가 정상 대립유전자를 덮어쓰면 돌연변이라고 합니다. 우성. 정상적인 대립유전자가 돌연변이된 대립유전자를 억제하면 돌연변이라고 합니다. 열성. 새로운 대립 유전자를 생성하는 대부분의 돌연변이는 열성입니다.

돌연변이는 효과로 구분됩니다. 적응, 환경에 대한 유기체의 적응성 증가로 이어지고, 중립적생존에 영향을 미치지 않는 해로운환경 조건에 대한 유기체의 적응성을 감소시키고 치명적인유기체의 죽음으로 이어지는 초기 단계개발.

결과에 따라 돌연변이가 구별되어 단백질 기능 상실, 다음으로 이어지는 돌연변이 출현 단백질에는 새로운 기능이 있습니다, 뿐만 아니라 돌연변이 유전자의 양을 바꾸다, 따라서 합성된 단백질의 용량.

돌연변이는 신체의 모든 세포에서 발생할 수 있습니다. 생식 세포에 돌연변이가 발생하면 이를 돌연변이라고 합니다. 새싹(발아 또는 생성). 이러한 돌연변이는 자신이 출현한 유기체에서는 나타나지 않지만 자손에서 돌연변이의 출현으로 이어져 유전되기 때문에 유전학 및 진화에 중요하다. 돌연변이가 다른 세포에서 발생하는 경우 이를 호출합니다. 체세포. 이러한 돌연변이는 예를 들어 암성 종양의 형성으로 이어지는 유기체에서 어느 정도 나타날 수 있습니다. 그러나 그러한 돌연변이는 유전되지 않으며 자손에게 영향을 미치지 않습니다.

돌연변이는 다양한 크기의 게놈 부분에 영향을 미칠 수 있습니다. 할당하다 유전, 염색체그리고 게놈돌연변이.

유전자 돌연변이

하나의 유전자보다 작은 규모로 발생하는 돌연변이를 유전, 또는 점선 (점선). 이러한 돌연변이는 서열에서 하나 이상의 뉴클레오티드의 변화를 초래합니다. 유전자 돌연변이에는 다음이 포함됩니다.대체, 하나의 뉴클레오티드를 다른 뉴클레오티드로 교체하게 하고,삭제뉴클레오타이드 중 하나의 손실로 이어지는,삽입, 시퀀스에 여분의 뉴클레오티드가 추가됩니다.


쌀. 23. 유전자(점) 돌연변이

단백질에 대한 작용 메커니즘에 따라 유전자 돌연변이는 다음과 같이 나뉩니다.동의어, (유전자 코드의 축퇴의 결과로) 단백질 제품의 아미노산 조성에 변화를 일으키지 않는,과오 돌연변이, 하나의 아미노산을 다른 아미노산으로 대체하고 합성 단백질의 구조에 영향을 줄 수 있지만 종종 중요하지 않지만,넌센스 돌연변이, 종결 코돈으로 코딩 코돈의 대체를 야기하며,로 이어지는 돌연변이 접합 장애:


쌀. 24. 돌연변이 체계

또한 단백질의 작용기전에 따라 돌연변이가 분리되어 프레임 이동 수치삽입 및 삭제와 같은. 넌센스 돌연변이와 같은 이러한 돌연변이는 유전자의 한 지점에서 발생하지만 종종 단백질의 전체 구조에 영향을 미치므로 구조의 완전한 변화를 초래할 수 있습니다.

쌀. 29. 복제 전과 후의 염색체

게놈 돌연변이

마지막으로, 게놈 돌연변이전체 게놈, 즉 염색체 변화의 수에 영향을 미칩니다. Polyploidy는 구별됩니다 - 세포 배수체의 증가 및 aneuploidy, 즉 염색체 수의 변화, 예를 들어 삼 염색체 (염색체 중 하나에 추가 동족체의 존재) 및 단 염색체 (염색체에 동족체가 없음).

DNA 관련 영상

DNA 복제, RNA 코딩, 단백질 합성

Nikitin A.V.

DNA 코딩 시스템 이해의 문제


예, 제가 틀렸다는 것을 인정해야 합니다. 생물학자들은 DNA 정보의 코딩에 대해 우려하고 있습니다. 더 나아가. 그리고 이 문제에 대한 기술적 접근이 있습니다. 내가 원했던 방식이 아닐 수도 있지만 ... 진실을 찾는 데 관심이 있습니다. 그리고 이것이 요점입니다.

Petr Petrovich Garyaev는 연구와 이해를 위해 그의 최신 논문을 보냈는데 특히 그에게 감사합니다.

그러나 새로운 정보와 함께 새로운 질문이 생겼습니다. 이 기사에서 그들 중 일부에 대해 이야기하려고 노력할 것입니다.

우리는 마음에 둘, 하나를 씁니다 ...

우리는 이미 단백질 번역 중에 삼중항이 퍼지는 것을 주목했습니다. 같은 질문이 P.P. Garyaev에 의해 탐구됩니다. 다음은 명백한 모순입니다.

"이 모델에서 코딩 단백질 아미노산 서열의 정확성은 이상하게도 아미노산 수와 모호한 코돈-안티코돈 대응에 비해 초과 전송 RNA(tRNA) 라인을 따라 제안된 "코드"의 이중 축퇴와 공존합니다. mRNA 삼중항의 2개(3개가 아닌) 뉴클레오티드만 tRNA 뉴클레오티드의 안티코돈 쌍과 정확한 페어링이 필요하고 자연은 잘못된 페어링, 즉 세 번째 뉴클레오티드의 소위 "워블"(영어 단어 "워블" - 스윙)을 허용할 때 F. Crick의 가설에 따르면. 이것은 어떤 염기가 뉴클레오티드의 세 번째 위치에 해당하는 안티코돈의 첫 번째 위치에 있는지에 따라 일부 안티코돈이 하나 이상의 코돈을 "인식"할 수 있음을 의미합니다. 이러한 종류의 "인식"은 비정규 염기쌍 "Adenine-Guanine", "Uracil-Cytosine"및 에너지 적으로 불리한 수소 결합을 가진 다른 염기쌍이 발생하기 때문에 유전자 코드의 패러다임을 따르는 경우 "잘못"입니다. "코드", 특히 미토콘드리아 코드가 너무 퇴화되고, 이에 따라 논리적으로 펩타이드 사슬에 아미노산을 포함시키는 자의성이 너무 커서 유전자 코딩이라는 개념 자체가 사라진 것 같습니다."


질문이 제기됩니다.

“단백질 합성의 정확도는 진화론적으로 보수적이고 높지만, “기호”(코돈)와 “지정된”(아미노산)이 항상 동형이 아니고 모호하지 않은 경우 이러한 종류의 “암호 쓰기”로 달성할 수 있습니까? 유전 암호의 오래된 교리를 고수한다면 두 개의 동일한(세 번째는 중요하지 않음) mRNA 코돈 뉴클레오타이드에 의해 코딩된 두 개의 다른 아미노산이 동일한 확률로 펩티드 사슬에 포함될 것이라고 생각하는 것이 논리적입니다. 우연히. 그리고 비미토콘드리아 코드에도 6개의 그러한 짝을 이루는 모호성이 있습니다. 정지 코돈에 대한 2개를 더 제외하고 말입니다(또한 "넌센스" 또는 무의미함). 그렇다면 단백질 합성에서 빈번하고 무작위적인 아미노산 치환에 대한 "허용적 방종"이 있습니까? 그러나 대부분의 경우 이러한 무작위 대체는 신체에 가장 부정적인 결과를 초래하는 것으로 알려져 있습니다(겸상 빈혈, 지중해 빈혈 등). 명백한 모순이 있습니다. "기호 지정"(코돈-아미노산) 관계의 정확성(명확성)이 필요하지만 사람들이 발명한 코드는 이를 제공하지 않습니다.

모순의 본질과 제안된 해결책에 대한 설명:

"서로 다른 아미노산 쌍이 동일한 중요한 이중 코돈 뉴클레오티드에 의해 암호화된다는 것을 볼 수 있습니다(Crick에 따르면 거의 의미가 없는 "워블" 뉴클레오티드, Lagerquist에 따르면 일반적으로 읽을 수 없는 뉴클레오티드는 인덱스로 이동됨). 언어학 측면에서 이 현상을 동음이의어라고 합니다. 같은 단어가 다른 의미를 가질 때(예: 러시아어 단어 "활", "브레이드" 또는 영어 "상자", "반지" 등). 한편, 동일한 아미노산을 나타내는 중복된 상이한 코돈은 오랫동안 동의어로 여겨져 왔다.

"... 더 자세히 설명하기 위해 Lagerquist가 제시하고 처음 두 개의 작동 뉴클레오티드에 초점을 맞춰 코돈 패밀리에 따라 재배열한 유전자 코드 표를 제시합니다.

표 1에서. 동일한 아미노산이 4개의 코돈 패밀리에 의해 암호화될 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 루신에 대한 CU 계열 코드의 4배입니다. 발린에 대한 4개의 GU 패밀리 코드, 세린에 대한 UC, 프롤린에 대한 CC, 트립토판에 대한 AC, 알라닌에 대한 GC, 아르기닌에 대한 CG 및 글리신에 대한 GG. 이것은 하나의 표면이며 즉시 알아차릴 수 있는 퇴화의 사실입니다. 코드의 정보 중복성. 오랫동안 널리 받아들여지고 있는 단백질 코드에 대한 언어학의 개념과 용어를 차용하면 코드의 축퇴는 동의어로 이해할 수 있습니다. 이 역시 만장일치로 받아들였다. 즉, 동일한 개체, 예를 들어 아미노산에는 여러 암호, 즉 코돈이 있습니다. 동의어는 단백질 생합성의 정확성에 위험을 초래하지 않습니다. 반대로, 이러한 중복성은 번역 리보솜 "기계"의 신뢰성을 증가시키기 때문에 좋습니다.

나는 조금 기여했다 다양한 색상우리가 말하는 것을 볼 수 있도록 테이블에. 동의어 쿼드가 강조 표시됨 노란색. 이러한 4는 총 8개이며 동음이의 4는 다양성의 정도에 따라 세 가지 범주로 나누어야 했습니다. 더 나아가:

“... 그러나 표 1은 마치 눈에 띄지 않거나 무시되는 것처럼 또 다른 근본적이고 언어학적인 현상을 보여줍니다. 이 현상은 일부 코돈 패밀리에서 4개의 코돈, 보다 정확하게는 이들의 의미 있는 동일한 2개의 뉴클레오타이드가 하나가 아닌 2개의 다른 아미노산과 정지 코돈을 암호화한다는 사실에서 발견됩니다. Так, дублетное UU-семейство кодирует фенилаланин и лейцин, AU – изолейцин и метионин, UA – тирозин, Och и Amb стоп-кодоны, CA – гисти дин и глицин, AA – аспара긴 и лизин, GA – аспарагиновую и глутаминовую, UG – цистен, триптоfan и Umb стоп-кодон, AG – серин и Argin 인. 언어학적 유추를 계속해서, 이 현상을 일부 코돈 계열의 처음 두 코딩 뉴클레오티드의 HOMONYMY라고 부르겠습니다.

동의어와 달리 동음이의는 잠재적으로 위험하며 Lagerkvist는 단백질 코드와 관련하여 "동음이의"라는 용어 개념을 도입하지 않았지만 지적했습니다. 그러한 상황은 실제로 아미노산과 중지 신호의 코딩에 모호성을 야기할 것 같습니다. Lagerquist에 의해 식별된 일부 패밀리 내에서 동일한 코돈 이중선이 두 개의 다른 아미노산을 인코딩하거나 "다른 중지"입니다.

이해하는 것이 근본적으로 중요합니다. 코드 동의어가 축복(정보의 과잉)이라면 동음이의어는 잠재적인 악(불확실성, 정보의 모호성)입니다. 그러나 이것은 단백질 합성 장치가 아래에서 논의할 이 어려움을 쉽게 우회하기 때문에 상상의 악입니다. 그러나 유전자 코드의 표(모델)를 자동으로 따르면 악은 상상이 아니라 실제가 됩니다. 그런 다음 리보솜 단백질 합성 장치가 하나 또는 다른 동음이의어를 만날 때마다 "2/3" 판독 규칙에 따라 안내되는 동음이의어 코드 벡터가 단백질 합성에서 오류를 초래한다는 것이 명백합니다. 두 개의 다른 아미노산에서 단 하나의 아미노산을 선택해야 하지만 애매모호하게 동일한 동음이의어 이중선에 의해 암호화됩니다.

결과적으로, 그들과 쌍을 이루는 코돈의 3'-뉴클레오티드 및 안티코돈의 5'-뉴클레오티드는 유전자 기호 특성을 갖지 않으며 코돈-안티코돈 쌍에서 "빈 공간"을 채우는 "입체 목발" 역할을 합니다. 요컨대, 안티코돈의 5'-뉴클레오타이드는 영어 'wobble'(swinging, swinging, wobbling)에서 유래한 임의의 "wobble"입니다. 이것이 Wobble 가설의 핵심입니다.”

본질은 아주 명확하게 명시되어 있습니다. 번역은 필요하지 않습니다. 문제는 분명합니다.

중지 코돈과 시작 코돈은 표에서 굵게 강조 표시되어 있으며 항상 명확하게 작동하지는 않지만 생물학자가 믿는 것처럼 상황에 따라 작동합니다.

“유전자 암호의 개념을 상정한 Crick과 Nirenberg의 중요한 작업에 대한 분석을 계속하겠습니다.

P.142-143: “... 지금까지 모든 실험 데이터는 정보가 유전자의 한쪽 끝에서 시작하여 세 쌍의 염기로 읽혀진다는 일반적인 가정과 잘 일치했습니다. 그러나 4개 이상의 염기 그룹에서 정보를 읽거나 "...3개의 배수를 포함하는 그룹"에서 정보를 읽는 경우 동일한 결과를 얻을 수 있습니다. 이 명제는 거의 잊혀지거나 이해되지 않지만 코드가 반드시 삼중항이어야 하는지 의심을 볼 수 있는 곳입니다. 그리고 자연 언어와 유사한 의미론적 프랙탈 형성으로서의 DNA 및 RNA 텍스트에 대한 미래의 이해가 예측되는 것이 못지 않게 중요하며, 이는 우리 연구에서 입증되었습니다.”

DNA 코드 시스템의 4가지 다른 염기로 인해 읽기 그룹은 각각 3개 또는 4개의 염기만 될 수 있습니다. 쌍 읽기에서 4개의 염기는 16개의 가능한 조합만 제공합니다. 부족하다. 그러나 얼마나 많은: 읽기 그룹의 3 또는 4 베이스, 수학적으로 설정하는 것은 불가능합니다. 어떤 식으로든 가능한 모든 조합이 사용되기 때문입니다. 또는 세 쌍둥이의 경우 64, 네 쌍둥이의 경우 256입니다.

"3개의 배수를 포함하는 그룹"에 의한 코드 판독 영역이 증가함에 따라 가능한 코드 조합의 수는 무한히 증가할 것입니다. 그것은 우리에게 무엇을 제공합니까? 아미노산 코딩에 집중한다면 ... 아무것도 아닙니다. 그리고 생물학자들의 이중 접근 방식에서는 일반적으로 양립할 수 없습니다.

그러나 가장 중요한 것은 처음으로 이 인용문에서 암묵적으로는 삼중 항에 해당하지 않는 정보의 "판독 영역"이 나타났습니다. 세 쌍둥이는 한 가지이고 독서 영역은 또 다른 것입니다. 그리고 하나는 다른 하나와 일치하지 않을 수 있습니다. 매우 중요한 메모입니다.

사실, "로킹" 이론은 코돈 판독 영역으로서 처음 2개의 염기만을 고려할 것을 제안한다. 저것들. 이 경우, 판독 영역이 코딩 영역보다 작다는 것을 인식하는 것이 제안된다.

이제 반대 접근 방식을 고려하십시오.

“일부 mRNA에는 리딩 프레임을 변경하는 신호가 포함되어 있습니다. 일부 mRNA는 번역된 영역에 종결 코돈을 포함하지만, 이러한 코돈은 그 앞 또는 직접에서 판독 프레임을 변경하여 성공적으로 우회됩니다. 프레임은 -1, +1 및 +2로 이동할 수 있습니다. mRNA에는 리딩 프레임을 변경하는 특수 신호가 있습니다. 따라서 레트로바이러스 RNA에서 -1에 의한 번역 프레임 이동은 mRNA의 헤어핀 구조 이전의 특정 헵타뉴클레오타이드 서열에서 발생합니다(그림 5c). 박테리아 종결 인자 RF-2의 mRNA에서 +1만큼 프레임 이동하려면 이동 부위(codon UGA)의 뉴클레오티드 서열, 후속 코돈 및 리보솜 RNA의 3'-말단 서열에 상보적인 이들 앞에 있는 서열(Shine-Dalgarno 서열의 유사체)이 중요합니다(그림 5, d)".

인용문은 이전에 이미 인용되었지만 이제 그 내용을 더 자세히 살펴 보겠습니다. "리딩 프레임"이란 무엇을 의미합니까? 이것은 천공 테이프 또는 천공 카드에서 정보를 읽는 영역이 불투명한 프레임으로 제한되어 카드 또는 테이프의 구멍을 통해 광속으로 정보를 읽을 때 오류의 위험을 줄이기 위해 컴퓨터 기술의 오래된 고대 개념입니다. 읽기의 원칙은 오래 전에 사라졌지만 용어는 남아 있습니다. 리딩 프레임의 개념은 모든 생물학자들에게 명확하기 때문에 삼중항에서 단 하나의 염기에 대한 리딩 영역을 의미하는 것 같습니다. 그리고 "프레임 이동 읽기"는 +1에서 삼중선의 마지막 요소 다음의 염기를 읽고, -1에서 염기가 동일한 삼중항의 첫 번째 요소 앞에서 읽힌다는 것을 이해해야 합니다. 어떤 쌍의 염기가 읽기 삼중 항의 기초로 남아 있습니까? 이것은 지정되지 않았습니다...

하지만 이 경우처럼 모든 사람이 읽기 프레임을 이해하는 것은 아닌 것 같습니다. 읽기 프레임의 개념이 3개의 염기를 제한하는 프레임으로 이해되면 읽을 수 있는 삼중항에서 +2만큼 이동하면 1개의 요소가 남고 인접한 요소에서 2개가 남습니다.

그래서 우리는 어떤 종류의 읽기 프레임에 대해 이야기하고 있습니까? 글쎄, 그래, 알았어, 지금은 모호성을 유지하자 ...

그러나 어쨌든 프레임이 이미 읽은이 염기는 프레임이 제자리로 돌아가고 리보솜이 다음 삼중 항을 읽으면 다시 읽힐 것입니다 ... 하지만 코드가 겹치지 않는 것은 어떻습니까?

이 경우 삼중 항 읽기 위치의 변화를 추정하는 생물학자의 기계론적 접근 방식은 그들이 말하는 것의 실제 크기를 고려하지 않습니다. 용어는 분명히 오해의 소지가 있습니다. 그들이 이것을 어떻게 이해하는지 명확하지 않습니다. 분명히 "프레임"은 아무데도 움직이지 않습니다 ...

읽기 영역에서 필요한 위치의 선택이 이동합니다. 그리고 위에 주어진 읽기의 "프레임"의 최대 이동을 읽기 코돈의 길이와 더하면 2 + 3 + 2 = 7이 됩니다. 따라서 리보솜 읽기 영역의 총 너비는 이미 7개 염기입니다. 리보솜은 7개의 가능한 염기 중에서 삼중항을 선택합니다. 어떻게? 그건 또 다른 질문입니다...

그러나 우리에게 더 중요한 것이 있습니다. 이제 RNA로부터의 정보 판독 영역은 삼중항보다 크고 7개 이상의 염기가 될 수 있으며 필요한 판독 위치로 3개의 염기만 고정되어 있다는 것을 현실적으로 추정할 수 있습니다. 다른 직책은 무엇입니까? 아마도 삼중 항을 읽는 옵션을 변경하는 동일한 "컨텍스트"일 것입니다. P.P. Garyaev의 용어에 따르면 Homonemic.

물론 이것은 맥락의 다자간 개념을 이해하는 많은 특수한 경우 중 하나일 뿐입니다. 그러나 ... 적어도 그것은 당신이 더 높은 철학적 일반화에 의존하지 않고 무언가를 이해할 수 있게 해줍니다. 기계론적 이해의 매우 실제적인 수준에서.

셀 텍스트의 알파벳.

질문은 확실히 흥미 롭습니다 ...

일종의 세포 알파벳의 문자로서 DNA의 기초를 이해하는 것은 오랫동안 생물학자들에 의해 채택되었습니다. 따라서 삼중항 부호화 평가에서 의미론적 맥락의 개념이 출현하고, 이 부호화에 대한 세포의 의미 있는 접근 방식을 찾고, 이 생명의 책을 쓴 더 높은 마음으로의 점진적인 전환...

지금은이 알파벳 문자의 정확한 표시로 인해 항상 불일치가 발생합니다. 편지를 위해 무엇을해야합니까? 염기(A, T, C, G), 이들로 구성된 코돈 또는 번역 중에 얻은 단백질 구성의 아미노산?

염기 - 4, 아미노산 - 20, 코돈 - 64, 무엇을 기초로 삼아야 합니까?

모든 사람들은 세포 알파벳 문자에 대한 이해와 관계없이 DNA, RNA 및 단백질 분자에 대한 언어학적 평가의 필요성에 대해 이야기합니다. DNA 정보를 문학적 평가에 적용할 수 있는 맥락에 대한 이해와 함께 의미론적 텍스트로 접근하기 위해서는 생물학자들이 이해해야 할 필요가 있다. 따라서 연구중인 언어는 발전된 언어의 모든 속성을 가지고 있다고 가정합니다. 문학적 언어다중 의미 정보성을 평가하기 위한 적절한 접근 방식이 필요합니다.

아주 멋진. 그러나 편지는 어디에 있습니까? 언어학자들의 세심한 주의가 필요한 이 문학적 텍스트는 어떻게 쓰여졌을까? 지금까지 동일한 기계적 접근 방식의 틀 내에서 ...

염기 또는 뉴클레오티드? 아닌 것 같습니다. 대부분의 생물학자들은 이에 동의합니다. 문학 텍스트를 만드는 데는 4가지 근거가 충분하지 않습니다. 또한, DNA 전체에 걸쳐 서열의 연속성이 있는 경우.

이 알파벳의 문자인 코돈을 사용하면 문제가 즉시 발생합니다. DNA와 RNA에 있는 이 코돈은 어디에 있습니까? 어떻게 찾을 수 있습니까? 이것은 리보솜에 의해서만 가능하며 직접 접촉을 통해서만 가능합니다. 세쌍둥이에서 온 이들은 어떤 종류의 복합 문자입니까? 이해하기 어렵다. 그럼에도 불구하고, 세포 알파벳의 문자로서 코돈에 대한 이러한 이해에는 충분한 지지자가 있습니다.

알파벳 문자에 아미노산을 사용합니까? 네, 대부분 동의합니다. 그러나 단백질은 DNA가 아니라 생명의 책이 됩니다. 단백질에는 의미 론적 맥락이 있지만 DNA에서는 그렇지 않을 수도 있습니다. 아니면 단백질과는 다르지만 다를 것입니다 ...

따라서 의미론적 맥락의 관점에서 DNA와 단백질을 모두 평가해야 한다는 요구 사항이 있지만 무엇을 어떻게 평가해야 하는지에 대한 설명이 없습니다.

이 상황에서 P.P. Garyaev는 언어를 포함하여 DNA와 단백질이 아니라 홀로그램 체적 "초상화"를 평가할 것을 제안했습니다. 매우 강력한 위치를 인정해야 합니다. 그리고 매우 생산적인...

그러나 세포의 알파벳과 기계적이고 이미 친숙한 접근 방식을 사용하면 완전히 이해할 수 없습니다. 그 사람입니까, 아니면 전혀 그렇지 않습니까? 이 개념은 우화에 불과합니까?

생물 학자들은 설명을 제공하지 않습니다. 그러나 이 개념을 고집스럽게 계속 적용합니다. 모두 - 그의 이해에서 ...

원래 코딩 시스템에 대해.

그것은 아마도 원핵 생물과 진핵 생물로의 세포 분열 단계에 있었던 원본에 관한 것입니다. 이제 그것은 둘 사이의 수많은 중복과 편차로 인해 숨겨져 있습니다. 수백만 년의 진화는 흔적도 없이 지나치지 않았습니다.

하지만 여전히…

DNA가 항상 정보의 저장소는 아니었고 이전에는 RNA가 이 역할을 수행할 수 있었습니다. 그녀는 어떤 단계에서 단백질을 완전히 교체했습니다. 수많은 연구가 이에 대해 이야기합니다. 그리고 DNA와 RNA의 염기는 항상 4가 아니었지만 지금은 그것에 대해 이야기하지 않습니다 ...

그러나 개발의 일부 단계에서 정보 코딩 시스템이 나타 났으며 당시 세포 프로세스 제어를위한 정보 및 논리적 구조의 모든 요구 사항을 완전히 충족했습니다.

모두가 지적하고 즉시 반박하기 시작하는 동일한 고전 ...

정보 배열 - DNA, RNA. 4개의 뉴클레오티드 조합으로 구성된 서열: A,T(U),C,G.

정보 읽기 단계는 1뉴클레오티드입니다.

정보를 읽는 방법은 순차적입니다.

단일 판독의 양은 삼중항입니다.

어떤 논리 체계도 계산할 수 없습니다. 그러나 여기서 그녀는 하나까지 셀 수 있습니다. 이것은 이미 더 있습니다. 그리고 구별 다른인접한 두 쌍의 단위도 마찬가지입니다. 그리고 대칭축이 실제라면 그러한 축에 대한 이웃 위치의 논리적 상태를 결정할 수 있습니다. 하지만 그 단계에서 카운트를 하지 않고 리딩 존을 더 늘리는 것은 분명히 매우 어려웠던 것 같다.

따라서 그 단계에서 - triplet은 시스템 정보 단위의 최대 가능한 형식입니다. 대칭축의 방전, 오른쪽의 방전 및 왼쪽의 방전.

3개의 다른 계산 단위... 심지어 스텝 리딩을 위해서도... 그건 많습니다.

DNA 및 RNA 정보 코딩 시스템은 4가지 가능한 논리적 상태인 삼중항 읽기를 사용합니다. 셀의 복잡성은 극도입니다.

triplet 코드를 증명하는 방법은 무엇입니까? 나는 이것을 계속해서 보여주었다. 다시 작성해 봅시다: 염기 - 4, 아미노산 - 20, 코돈 또는 삼중항 - 64.

수학은 간단합니다: 64/3 = 21

이러한 겹치지 않는 삼중 항의 수는 하나의 염기를 통한 고정 단계로 얻을 수 있습니다. 20개의 아미노산 삼중항과 1개의 STOP 코돈이 있습니다.

반면에 : 4 · 3 \u003d 64, 이들은 동일한 21x3 \u003d 63이며, 이들은 삼중 항, 3 개의 정지 코돈 및 변형 세트를 닫는 시작 코돈의 60 조합입니다. 그냥 수학이긴 한데... 원래는 3개의 염기가 연속으로 읽혀졌음을 보여줍니다. 이것은 사용 된 아미노산의 양을 결정했습니다-20. 그럼에도 불구하고-삼중 항.

이 경우 삼중 항의 아미노산 코드의 축퇴를 이해할 수 있습니다. 코드 중복에서 발생했습니다.

우리는 코돈 퇴화의 출현을 오해하고 있습니다. 이것은 정보를 인코딩하는 시스템 기능의 확장이 아니라 "과거의 실수"입니다. 이것은 원래 코딩 시스템의 메아리입니다…

주제에 대한 정보:

«С.153: «... 하나의 아미노산이 여러 코돈으로 암호화됩니다. 이러한 코드를 축퇴라고 합니다... 이러한 종류의 축퇴는 단백질 분자 구성의 불확실성을 나타내지 않습니다... 단지 특정 아미노산이 여러 코드 단어의 도움으로 단백질 사슬의 적절한 위치로 향할 수 있음을 의미합니다.

물론 DNA 염기의 아미노산을 암호화하려면 하나의 암호화 삼중항이면 충분합니다. 특히 겹치지 않는 코딩의 경우. 하나의 코돈을 원하는 만큼 반복하고 단백질에서 원하는 아미노산 분자를 최대한 많이 얻습니다. 쉽고 간단하며 이해하기 쉽고 에너지 소비가 최소화됩니다.

트리플릿 코드의 퇴화는 코드를 읽는 원래 방식과 직접적으로 관련된 강제 조치입니다. 그것이 진화 과정에서 일어난 일입니다.

코드 퇴화의 출현 메커니즘은 다음과 같습니다.

1염기의 삼중항을 읽는 단계에서는 각 단계마다 삼중항의 부호가 하나만 바뀌고 삼중항의 부호 두 개는 일정하게 유지된다. 동 기적으로만 위치를 이동합니다. 2단계로 셋잇단어의 한 문자 정보만 변경되지 않고 모든 표시 위치를 순차적으로 통과합니다.

이것이 왜 필요한가요?

3개의 코딩 문자로 각 단계에서 2개의 문자가 반복됩니다. 그리고 한 가지만 변경됩니다. 다음 단계에서는 두 번째 기호도 변경됩니다. 그리고 이동한 경로에서 하나의 표시가 변경되지 않은 상태로 유지됩니다. 징후의 완전한 변화는 세 번째 단계 이후에만 올 것입니다. 이제야 세쌍둥이의 새로운 조합이 이전 조합의 효과를 갖지 않습니다.

삼중 항 단계를 사용하면 포메이션의 각각의 새로운 삼중 항이 이전 삼중 항에 의존하지 않지만 ... 그러한 읽기 시스템에 대한 그러한 단계는 불가능했습니다.

그리고 형성된 DNA 세쌍둥이는 읽는 동안 서로 의존하는 것으로 밝혀졌습니다.

이러한 삼중항에서 다른 삼중항으로의 원활한 흐름은 삼중항의 모든 순열을 빠르게 사용하는 능력의 한계를 초래합니다. 삼중항의 64개 변이체를 모두 사용하려면 64 * 3 = 192개의 단일 DNA 삼중항 판독 단계가 필요합니다. 그리고 그 반대의 경우에도 모든 코돈의 순차적인 단계 판독으로 가능한 조합을 판독하는 64단계 중 첫 번째부터 64번째까지 42번의 반복이 있을 것이며 1/3 = 21개의 고유한 조합을 넘지 않을 것입니다. 그리고 또 1/3....

아미노산이 20개 밖에 없는 이유는 다음과 같습니다. 더 많을 수도 있지만 정보를 인코딩하고 읽는 시스템이 허용하지 않습니다.

그래서 세포는 사용 가능한 42회 반복에서 추가 코드를 사용하기 시작했습니다. 그렇지 않으면 번역에 공백이 허용되지 않기 때문에 번역할 수 없습니다. 코드가 있고 리보솜이 번역 작업을 수행해야 합니다. 하나의 독립적인 삼중항 코드에서 다른 코드로의 전환 변이체는 빠르게 동일한 20개의 아미노산을 차지하기 시작했지만 사용 빈도에 따라 다릅니다. 하나는 -6 코드이고 다른 하나는 충분합니다. 우리는 이것을 코드 퇴행성으로 등록합니다.

종속 코돈의 사용이 수송 tRNA의 기반을 확장했어야 한다는 것은 분명합니다. 그래서 일어났습니다. 전체 규모 시스템에서 mRNA 코돈의 수는 tRNA당 안티코돈의 수와 일치해야 합니다. 따라서 많은 수의 tRNA는 시스템이 원래 이런 방식으로 형성되었음을 나타냅니다.

보시다시피 DNA에서 4개의 뉴클레오티드가 나타나는 단계의 초기 또는 원래 코딩 시스템이 명확하게 보입니다. 후기 진화 과정의 추가 계층화는 이미 사라졌습니다. 그리고 오늘 우리는... 우리가 가진 것을 얻었습니다.

아미노산의 초기 기본 코드.

반면 이 길을 따라가면 64가지 가능한 조합 중 약 21가지를 선택하여 주요 조합으로 적용할 수 있습니다. 근데 뭐?

세포는 어떻게 선택할 수 있습니까? 가장 간단한 답은 삼중선의 최대 대칭에 따른 것입니다.

올바른 조합을 찾는 데 대칭의 원리를 적용하고 DNA에서 아미노산의 자연 코딩을 얼마나 정확하게 이해하는지 확인합시다. 이를 위해 표 2에서 대칭 코드의 모든 변형을 수집합니다. 우수한 결과 ... 16개의 가능한 아미노산 중 15개가 대칭 코드를 수신했습니다.

그러나 여전히 5개의 아미노산과 STOP이 있습니다.

분명히 자연은 같은 길을 가고 있었고, ... 그리고 같은 곳에서 비틀거렸습니다. 모든 대칭 옵션이 사용되었으며 시스템 확장에 여유가 없으며 코드가 충분하지 않습니다. 코드 검색을 계속하기 위해 그녀가 사용한 다음 옵션은 무엇이었습니까?

이제 반복과 하나의 추가 요소 ...

먹다. CAA, AAC, UGG, 여기서는 UAA라는 주요 정지 코돈입니다.

찾을 수 있는 코돈이 두 개 더 남았습니다...

GAC 및 AUG. 후자는 시작 코돈이 되었다...

그리고 DNA와 RNA에서 사용되는 기본 조합의 총 수는 21개가 되었습니다. 표 2는 주요 코드 지정에 대한 검색 경로를 반영합니다.

그러나 여기에서도 발달의 진화 논리는 흥미로운 예를 보여줍니다. 완전한 대칭 만이 끝까지 그리고 즉시 사용되었습니다. 나머지 옵션은 즉시 사용되지 않았으며 완전히 사용되지 않았습니다. 예를 들어, 아미노산 Gly의 경우 주요 코돈 GGG가 사용된 다음 사용되지 않은 예비에서 GGU가 추가됩니다.

생성 된 코딩 예비는 마지막까지 작동했습니다. 오늘날 모든 매장량은 오랫동안 소진되었으며 가능한 경우 기능을 결합할 때가 되었습니다. 예를 들어 시작 코돈의 경우. triplet 코딩의 가능성을 확장하기 위한 새로운 방법에 대한 탐색이 시작되었습니다. RNA의 아미노산. 이것은 아마도 주요 코드의 선택이었습니다. 대칭과 단순 순열에 의해...

표 2

행동의 논리는 분명합니다. 일련의 작업에서 실수를 저질렀을 수도 있지만 아직 그렇게 중요하지 않습니다. 물론 이것들은 주제에 대한 나의 변형 일 뿐이며 전문가들은 아마도 어떤 식 으로든 더 잘 알고있을 것입니다. 모든 것이 실제로 있었지만 여전히 ... 흥미로 웠습니다.

생계를 꾸리지 마세요...

이상한...대칭 코드는 삼중선 판독에만 사용할 수 있으며 겹치지 않습니다. 이 점은 트리플릿 코딩에 사용할 20개의 아미노산을 얻기 위해 위의 수학을 다시 살펴보도록 합니다. 분명히 하나는 다른 하나와 일치하지 않습니다.

수학은 RNA를 따라 리보솜이 요소별로 이동하는 객관적 현실을 보여줍니다. 그러나 아미노산 코딩에서 대칭의 광범위한 사용은 우연일 수 없으며 독립적인 읽기의 삼중항을 가리킵니다.

RNA 정보의 요소별 읽기는 삼중항 코딩 이전과 삼중항의 출현과 함께 한동안 존재했을 가능성이 있습니다. 그것은 사용된 아미노산의 양을 결정했습니다.

그러나 어떤 단계에서 개발의 도약이 있었습니다. 코딩 시스템이 완전히 개편되었습니다. 삼중항 독립 판독은 대칭의 징후에 따라 사용된 아미노산을 재인코딩하는 것을 필요로 했습니다. 그러나 진화는 오래된 옵션을 버리는 방법을 모릅니다 ...

추가 코드가 이미 존재하므로 사용 빈도에 따라 아미노산별로 재배포해야 했습니다.

그리고 역설적인 그림이 나타났습니다. 판독값은 겹치지 않는 것으로 보이며 하나의 코돈이면 아미노산을 암호화하기에 충분하며 64개의 변이체를 모두 사용했습니다. 코딩의 잠재적인 중복성은 코드의 퇴화에 의해 커버됩니다. 예상 매장량은 사실이지만 실제로는 아닙니다. 그것이 어떻게 일어 났는지 우리는 이미 보았습니다.

아마도 시스템 개정의 요인은 빠른 개발세포 리보솜. 궁극적으로 그들은 전체 코딩 시스템과 세포 유기체에서의 적용을 결정합니다.

리보솜의 정보 읽기 영역은 오랫동안 3개의 기호를 초과했으며 이러한 한계를 훨씬 넘어섰다고 가정할 수 있습니다. 이제 넓은 정보 읽기 영역 내에서 원하는 코돈의 정보를 선택하여 기억할 수 있습니다. 이를 통해 요소별 단계로 리보솜을 남길 수 있었지만 독립 모드에서 삼중항을 읽을 가능성도 실현되었습니다. 리보솜 어딘가에 작업 기억이 있습니다.

리보솜의 정보 판독 영역은 원핵생물에서도 볼 수 있듯이 7개의 뉴클레오티드에 도달했습니다. 그리고 이것은 한계가 아닙니다. 리보솜이 두 개의 번역 또는 정보 판독 센터를 가지고 있다고 가정하면 하나의 리보솜에 의한 전체 정보 판독 영역은 이미 14개 뉴클레오티드에 도달했습니다. 코드의 일부 섹션은 트리플렛으로 간주되고 나머지는 컨텍스트입니다 ...

그리고 지금…

그리고 이제 모든 것이 완전히 혼란스러워졌습니다. 생물 학자에 따르면 점수는 세 쌍둥이이지만 아무도 이것이 어떻게 발생하는지 설명하지 않습니다. 가장 가까운 컨텍스트는 무시됩니다. RNA 코드 서열과 그로부터 파생된 단백질의 비교는 매우 어려운 작업이며, 시스템이 어떻게 변경되었는지, 번역 중에 무엇을 고려했는지 명확하게 이해하는 것은 불가능합니다.

더욱이 생물학자들은 체계화에 초점을 맞추는 것이 아니라 체계에서 벗어난 부분을 찾아내어 이미 방대한 사실을 증가시키고 그들 스스로 수수께끼 같은 수수께끼를 만들어 냅니다. 혼란은 원핵 생물과 진핵 생물의 삼중 항을 하나의 큰 낱말 퍼즐로 읽는 메커니즘의 다양한 편차를 완전히 혼합하여 보완됩니다.

왜? 그들은 다른 작업이 있습니다. 그들은 과학에서 관례적인 것처럼 생물학적 물체로 작업합니다. 따라서 RNA 코딩 문제에 대한 결론은 "스윙"이론에 반영되며 정보 읽기 및 코딩 이론의 원리 체계에는 반영되지 않습니다. 그들은 이해할 수 있지만 탈출구를 찾아야합니다 ...

DNA 코딩을 이해하는 문제에 대해 생물학자들이 제안한 기술 관료적 접근 방식은 아직 그 가능성을 소진하지 않았습니다. 사실 지금까지는 실제로 사용되지 않았습니다. 접근 방식이 아닌 용어만 사용되었습니다.

아마도 코딩 트리플렛과 관련하여 확장된 정보 읽기 영역을 고려하여 DNA 시퀀스의 기계 분석을 적용할 때가 되었을 것입니다. 그러면 리보솜이 기억하는 단백질 번역 과정의 프로그래밍 요소와 읽기 삼중항에 가장 가까운 코딩 컨텍스트의 작용 메커니즘이 명확해질 것입니다. 이러한 분석은 RNA 및 DNA의 번역되지 않은 영역을 연구하는 데 특히 중요합니다. 이것이 코딩 시스템의 소프트웨어 요소라는 것이 이미 분명하기 때문입니다. 단백질 번역을 포함한 모든 프로세스가 여기에 의존합니다. "쓰레기"라는 이름은 분명히 어떤 식 으로든 닮지 않았습니다 ...

예, 전략적으로 어레이에 "쓰레기"가 있을 수 없습니다. 중요한 정보 DNA에 저장. 어떤 정보 시스템도 이것을 감당할 수 없습니다.

현재 컴퓨터 기술의 발전 수준으로 이러한 문제를 해결할 수 있습니다. 셀룰러 구조의 정보 관리 시스템을 구축하고 통신 채널을 명확하게 하며 주요 제어 및 신호 시스템을 설정합니다. 그러면 적어도 이 제어 시스템의 대략적인 기술적 복잡성 수준이 명확해질 것입니다. 지금까지 리보솜이 핵심적인 역할을 한다는 것은 단 한 가지만 분명하지만, 이 보편적인 세포 자동 장치는 기술적으로 얼마나 복잡한가? 세포의 다른 실행 메커니즘의 기술적 복잡성은 그 배경에 대해 어떻게 보입니까?

아직 답을 찾지 못했어요...

문학:

  1. Garyaev P.P. Tertyshny G.G. Leonova E.A. Mologin A.V. DNA의 웨이브 바이오컴퓨터 기능. http://nature.web.ru/db/msg.html?mid=1157645&s
  2. Nikitin A.V., DNA 정보 읽기 및 처리 // "Academy of Trinitarianism", M., El No. 77-6567, 출판물 16147, 08.11.2010

Nikitin A.V., DNA 코딩 시스템 이해 문제 // "Academy of Trinitarianism", M., El No. 77-6567, 발행 16181, 27.11.2010


모든 살아있는 유기체에는 특별한 단백질 세트가 있습니다. DNA 분자의 특정 뉴클레오티드 화합물과 그 서열이 유전자 코드를 형성합니다. 그것은 단백질의 구조에 대한 정보를 전달합니다. 유전학에서는 어떤 개념이 채택되었습니다. 그녀에 따르면 하나의 유전자는 하나의 효소(폴리펩티드)에 해당합니다. 핵산과 단백질에 대한 연구는 상당히 오랜 기간 진행되어 왔다고 해야 할까요. 이 기사에서 더 나아가 유전자 코드와 그 특성에 대해 자세히 살펴볼 것입니다. 연구의 간략한 연대기 또한 제공됩니다.

술어

유전암호는 뉴클레오티드 서열을 이용하여 아미노산 단백질 서열을 암호화하는 방식이다. 이 정보 형성 방법은 모든 살아있는 유기체의 특징입니다. 단백질은 분자량이 큰 천연 유기 물질입니다. 이 화합물은 살아있는 유기체에도 존재합니다. 그들은 정식이라고 불리는 20 가지 유형의 아미노산으로 구성됩니다. 아미노산은 사슬로 배열되고 엄격하게 정해진 순서로 연결됩니다. 그것은 단백질의 구조와 생물학적 특성을 결정합니다. 또한 단백질에는 여러 개의 아미노산 사슬이 있습니다.

DNA와 RNA

디옥시리보핵산은 거대분자입니다. 그녀는 유전 정보의 전송, 저장 및 구현을 담당합니다. DNA는 4개의 질소 염기를 사용합니다. 여기에는 아데닌, 구아닌, 시토신, 티민이 포함됩니다. RNA는 티민을 포함하는 것을 제외하고 동일한 뉴클레오티드로 구성됩니다. 대신 우라실(U)을 포함하는 뉴클레오티드가 존재합니다. RNA 및 DNA 분자는 뉴클레오티드 사슬입니다. 이 구조 덕분에 "유전자 알파벳"이라는 시퀀스가 ​​형성됩니다.

정보의 구현

유전자에 의해 암호화된 단백질의 합성은 DNA 주형(전사)에 mRNA를 결합함으로써 실현됩니다. 또한 유전자 코드가 아미노산 서열로 전달됩니다. 즉, mRNA에서 폴리펩타이드 사슬의 합성이 일어난다. 모든 아미노산을 암호화하고 단백질 서열의 끝을 알리기 위해서는 3개의 뉴클레오티드로 충분합니다. 이 사슬을 삼중선이라고 합니다.

연구 연혁

단백질과 핵산에 대한 연구가 수행되었습니다. 장기. 20세기 중반에 유전 암호의 본질에 대한 최초의 아이디어가 마침내 나타났습니다. 1953년에 일부 단백질이 아미노산 서열로 구성되어 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 사실, 그 당시 그들은 아직 정확한 수를 결정할 수 없었고 이것에 대해 많은 논쟁이 있었습니다. 1953년에 Watson과 Crick은 두 개의 논문을 발표했습니다. 첫 번째는 DNA의 2차 구조를 선언했고, 두 번째는 매트릭스 합성을 통한 허용 가능한 복제에 대해 말했습니다. 또한 특정 염기서열이 유전 정보를 전달하는 코드라는 사실에 중점을 두었습니다. 미국인과 소비에트 물리학자 Georgy Gamov는 코딩 가설을 인정하고 이를 테스트할 방법을 찾았습니다. 1954년에 그의 작업이 출판되었으며, 그 동안 그는 아미노산 측쇄와 다이아몬드 모양의 "구멍" 사이의 대응 관계를 설정하고 이를 코딩 메커니즘으로 사용하자는 제안을 내놓았습니다. 그런 다음 마름모꼴이라고 불렀습니다. Gamow는 자신의 작업을 설명하면서 유전 코드가 삼중항일 수 있음을 인정했습니다. 물리학 자의 작업은 진실에 가까운 것으로 간주되는 첫 번째 작업 중 하나였습니다.

분류

몇 년 후, 겹치는 것과 겹치지 않는 두 가지 유형을 나타내는 다양한 유전자 코드 모델이 제안되었습니다. 첫 번째는 여러 코돈의 구성에서 하나의 뉴클레오티드의 발생을 기반으로 합니다. 삼각형, 순차 및 메이저-마이너 유전자 코드가 여기에 속합니다. 두 번째 모델은 두 가지 유형을 가정합니다. 겹치지 않는 코드에는 조합 및 "쉼표 없는 코드"가 포함됩니다. 첫 번째 변형은 뉴클레오티드 삼중항에 의한 아미노산의 암호화를 기반으로 하며 그 구성이 주된 것입니다. "쉼표 없음"에 따르면 특정 삼중항은 아미노산에 해당하지만 나머지는 그렇지 않습니다. 이 경우 중요한 세 쌍둥이가 순차적으로 배열되면 다른 읽기 프레임에 있는 다른 세 쌍둥이는 불필요한 것으로 판명될 것이라고 믿었습니다. 과학자들은 이러한 요구 사항을 충족하는 뉴클레오티드 서열을 선택하는 것이 가능하며 정확히 20개의 삼중항이 있다고 믿었습니다.

Gamow 등은 이 모델에 의문을 제기했지만 향후 5년 동안 가장 정확한 것으로 간주되었습니다. 20세기 후반에 "쉼표 없는 코드"의 몇 가지 단점을 감지할 수 있는 새로운 데이터가 나타났습니다. 코돈은 시험관내에서 단백질 합성을 유도할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 1965년에 가까워지면서 그들은 64쌍둥이의 원리를 모두 이해했습니다. 그 결과, 일부 코돈의 중복성이 발견되었다. 즉, 아미노산의 서열은 여러 삼중항에 의해 암호화됩니다.

고유 한 특징

유전자 코드의 속성은 다음과 같습니다.

변형

1979년 인체의 미토콘드리아 유전자를 연구하던 중 처음으로 유전자 코드가 표준과 다른 점을 발견했습니다. 많은 대체 미토콘드리아 코드를 포함하여 더 유사한 변이체가 확인되었습니다. 여기에는 마이코플라즈마에서 트립토판의 정의로 사용되는 정지 코돈 UGA의 해독이 포함됩니다. 고세균 및 박테리아의 GUG 및 UUG는 종종 시작 변종으로 사용됩니다. 때때로 유전자는 해당 종에서 일반적으로 사용하는 것과 다른 시작 코돈의 단백질을 암호화합니다. 또한 일부 단백질에서는 비표준 아미노산인 셀레노시스테인(selenocysteine)과 피롤리신(pyrrolysine)이 리보솜에 의해 삽입된다. 그녀는 정지 코돈을 읽습니다. mRNA에서 발견되는 서열에 따라 다릅니다. 현재 셀레노시스테인은 21번째, 단백질에 존재하는 22번째 아미노산인 피롤리잔으로 간주됩니다.

유전자 코드의 일반적인 특징

그러나 모든 예외는 드뭅니다. 살아있는 유기체에서 일반적으로 유전자 코드에는 여러 가지 공통된 특징이 있습니다. 여기에는 3개의 뉴클레오티드(처음 2개는 결정 뉴클레오티드에 속함)를 포함하는 코돈의 구성, tRNA 및 리보솜에 의한 코돈의 아미노산 서열로의 전달이 포함됩니다.

특정 단백질과 관련된 신체 징후. 단백질은 아미노산으로 구성되어 있습니다. 단백질에 대한 유전 정보는 뉴클레오티드로 구성된 DNA에 저장됩니다. 질문이 생겼습니다. 1) 단백질에 대한 유전 정보가 DNA에 어떻게 암호화되어 있는지. 1961년, DNA 뉴클레오티드의 마지막을 통해 단백질의 마지막 아민-t에 대한 유전 정보를 기록하기 위한 유전자 코드 원리가 만들어졌습니다. St-va code gene: 1) 삼중항은 하나의 amii-당신이 3개의 뉴클레오티드의 조합(3개의 뉴클레오티드의 조합-삼중항, 코돈)에 의해 암호화되는 위치입니다. 64개의 가능한 삼중항이 알려져 있고 그 중 3개는 의미론적 부하를 수반하지 않으며 다음과 같습니다. 정지 코돈: UAA, UAG, UGA. 2) 아민의 DEGENERITY-위치 1은 여러 트리플릿 또는 코돈으로 인코딩될 수 있습니다. 3) 하나의 유전자 내에서 유전자 코드가 중첩되지 않는다. 즉, 1개의 뉴클레오티드는 2개의 삼중항에 동시에 대응할 수 없습니다. 4) 쉼표가 없는 유전자 코드, 즉 삼중항 사이에 자유 뉴클레오티드가 없습니다. 5) 유전자 코드는 보편적입니다. 즉, 다른 조직에서도 동일합니다. 6) 안정적입니다. 즉, 여러 세대에 걸쳐 변경되지 않습니다. 유전자 코드를 특성화할 때 상보성 개념, 즉 단백질의 amii-t 서열과 DNA 뉴클레오티드 서열의 완전한 일치성을 사용합니다. 구현은 셀에서 inf를 따릅니다. 진핵 세포에서 거의 모든 DNA는 핵에 있습니다. 단백질 합성은 세포질에서 시작되는데, 이는 inf 유전자를 핵에서 세포질로 전달할 매개체가 있어야 함을 의미합니다. 중간 분자 i-RNA. 상속 inf의 구현은 두 가지 프로세스로 구성됩니다. 1) 전사 - 매트릭스에서와 같이 DNA에서 RNA 분자의 합성. 2) 마지막 뉴클레오티드의 아미노산 서열로의 번역-번역.

29) 세포 내 생물학적 정보 구현 전사 후 전사 과정 접합 현상. 생물학적 정보를 단백질로 전달(번역). 진핵 세포에서 거의 모든 DNA는 핵에 위치하고 단백질 합성은 리보솜의 세포질에서 발생합니다. 이것은 핵에서 세포질로 유전 정보를 전달하는 매개체가 있음을 의미하며, 바로 mRNA 분자입니다. 따라서 세포에서 유전 정보를 구현하는 메커니즘은 유전자의 활성 작업 중에도 발생하는 전사 및 번역 과정으로 구성됩니다. 전사- 이것은 매트릭스에서와 같이 DNA에서 RNA 분자의 합성입니다. ATP 에너지 소비가 필요한 복잡한 효소 과정. DNA 사슬의 섹션 1은 RNA 분자 합성을 위한 주형입니다. 합성은 자유 뉴클레오티드에서 나오며 상보성의 원칙에 기반합니다. 주요 합성 효소는 RNA 중합 효소입니다. 원핵 세포에는 이 효소의 한 유형이 있습니다. 진핵 세포에는 3가지 유형의 효소가 있습니다. 1) RNA 중합효소1 - rRNA의 합성을 담당합니다. 2) RNA 중합효소2 - i-RNA의 합성을 담당합니다. 3) RNA 중합효소3는 모든 작은 RNA 분자, 특히 t-RNA 및 작은 분자량을 가진 일부 유형의 r-RNA를 담당합니다. 전사 과정은 3단계로 구성됩니다: 시작(시작); 연신율(늘어남); 종료(종료). 첫 번째 단계에서 RNA 폴리머라제 효소는 유전자 이전의 특정 뉴클레오티드 시퀀스를 인식합니다. 이 마지막 뉴클레오티드는 pronator . Pronator를 인식하면 RNA 중합 효소가 고정됩니다. 이렇게 하면 DNA 이중 나선이 풀립니다. 주어진 유전자에 해당하는 영역이 자유로워집니다. 회로의 섹션 1 DNA mol-ly RNA의 합성을 위한 매트릭스가 되었습니다. 두 번째 단계에서 RNA 중합효소는 DNA 세그먼트를 따라 이동하여 mol-lu RNA를 5"-3" 방향으로 합성합니다. 3단계: RNA 중합효소가 유전자 끝에 있는 특정 마지막 뉴클레오티드에 도달할 때까지 RNA 합성이 계속됩니다. 이러한 뉴클레오티드 서열을 전사 종결 신호 또는 정지 신호라고 합니다. 전사가 끝나는 곳입니다. 결론: 전사 과정에서 mRNA, r-RNA, t-RNA의 1차 전사체가 합성됩니다.



i-RNA의 1차 전사체. 원핵 세포에서는 성숙한 RNA 분자가 즉시 합성되며, 이는 단백질 분자 합성을 위한 주형이 됩니다. 진핵 세포에서는 미성숙한 mRNA 분자가 합성되는데 이를 pro-i-RNA라고 합니다. 그런 다음 핵에서 전사가 끝나면 핵에서 성숙이 발생합니다-처리. 여기에는 3단계가 포함됩니다. 1) 캡핑. 하나의 화학적으로 변형된 뉴클레오타이드인 메틸구아노실이 pro-mRNA 분자의 5' 말단에 부착됩니다. 캡 구조가 형성됩니다. 이 구조는 mRNA가 리보솜에 결합하는 것을 더욱 촉진합니다. 2) 폴리아데닐화. 100-200개의 아데닐 뉴클레오티드가 pro-i-RNA의 3' 말단에 부착됩니다. 폴리아데닐화 부위가 형성되어 mRNA 분자를 안정화시키고 핵에서 세포질로의 방출을 촉진합니다.

3) 접합. mol-le에서 i-RNA는 엑손과 인트론을 포함합니다. 스플라이싱은 pro-mRNA 분자에서 인트론을 제거하고 리가제의 도움으로 엑손을 연결하는 것입니다. 처리 결과 성숙한 -RNA가 형성되며 길이는 1차 전사체의 1/10에 해당합니다. 그런 다음 이 RNA는 세포질로 들어간 다음 3-5%만 핵을 떠나고 나머지는 그 안에서 파괴됩니다. 방송 . 단백질 생합성에 필요한 구성 요소: 아미움, t-RNA, RNA, 리보솜, ATP, 효소. 시작, 연장, 종료의 3단계 브로드캐스트 웨어하우스. 개시 : i-RNA와 리보솜의 복합체 형성. 이것은 i-RNA의 capu-section에 의해 촉진됩니다. 첫 번째 t-RNA 개시자는 이 복합체에 접근합니다. 안티코돈으로 t-RIK는 i-RNA-AUG(mitionin)의 개시 코돈을 인식합니다. 진핵 세포에서 폴리펩티드 사슬의 첫 번째 아미노산은 메티오닌입니다. 단백질 생합성이 끝나면 이 아미노산은 폴리펩타이드 사슬에서 제거될 수 있습니다. 연장 : 리보솜에는 2개 부위의 기능 중심이 있습니다: a 부위(아미노산-t-RNA 결합 부위, 아미노산이 있는 t-RNA가 이 부위에 옵니다, 즉 아미노아실-t-RNA), b) 부위(펩티드-t-RNA가 부위에 결합합니다. 이 부위에는 펩티드와 관련된 t-RNA가 있습니다 - pepidyl-t-RNA). 단백질 사슬의 연장은 이러한 부위의 기능과 관련이 있습니다. 특정 펩타이드 사슬이 이미 합성되었다고 가정하면 펩티딜-t-RNA 복합체가 리보솜의 P-사이트에 위치합니다. 아미노산을 가진 tRNA는 리보솜의 A 자리에 도달합니다. tRNA 안티코돈이 mRNA 코돈과 상보적이면 아미노산을 가진 이 tRNA는 A 자리에 남습니다. 리보솜의 효소는 t-RNA와 P-사이트에 위치한 펩타이드 사이의 결합을 끊고, 자유 t-RNA는 P-사이트를 떠납니다. 리보솜의 다른 효소 - 트랜스퍼라아제는 리보솜의 A-사이트에 위치한 펩티드와 아미노산 사이에 펩티드 결합을 형성합니다. 이것은 펩타이드 사슬이 하나의 아미노산에 의해 확장되는 방식입니다. 리보솜은 mRNA 분자를 따라 3개의 뉴클레오티드에 해당하는 한 단계를 취하고, tRNA-펩티드 복합체는 A 사이트에서 P 사이트로 이동하는 반면, A 사이트는 자유롭고 아미노산이 있는 새로운 tRNA를 받아들일 준비가 되어 있습니다. 종료 – 폴리펩타이드 사슬의 신장은 리보솜의 A 부위가 정지 코돈 중 하나에 도달할 때까지 계속됩니다. 하나의 아미노산이 이에 해당하지 않으며 이것이 Bekle 생합성의 끝, 폴리펩티드 사슬, i-RNA 분자가 방출되고 리보솜이 하위 단위로 분해됩니다. 세포가 이 단백질을 많이 필요로 하면 여러 리보솜과 mRNA의 복합체가 형성됩니다. 폴리좀.