Kode triple dan unit fungsional kode genetik

Penghuni pertama planet kita, kemungkinan besar, memiliki harapan hidup yang sangat singkat. Arah evolusioner dari semua makhluk hidup menuju peningkatan rentang hidup organisme untuk adaptasi yang berhasil terhadap kondisi lingkungan, mengembangkan mekanisme adaptasi dan kemungkinan mentransfer pengalaman akumulasi ke generasi berikutnya. Penciptaan molekul organik sesuai dengan rencana yang direncanakan memungkinkan kehidupan di Bumi mendapatkan pijakan dan memulai sebuah perkembangan yang sukses. Mekanisme memori matriks dan transfer informasi turun temurun telah diubah menjadi sistem pengkodean genetik, dimana komponen utamanya adalah unit fungsional kode genetik.

Dogma sentral biologi molekuler

Keturunan adalah komponen biologis utama dari kelangsungan hidup. Alam telah menciptakan mekanisme untuk transmisi dan reproduksi informasi turun-temurun dengan mengkodekan komposisi protein dalam rantai asam nukleat. Fungsi asam nukleat (DNA dan RNA) - pelestarian informasi dan pengalihannya ke struktur protein. Dan protein melalui reaksi metabolisme mewujudkan manifestasi fenotipik informasi ini. Kode genetik adalah pelestarian linier informasi tentang struktur protein dengan mencatatnya dengan tiga kembar nukleotida dalam rantai asam nukleat. Unit fungsional terkecil dari kode genetik, yang berisi informasi tentang unit struktural minimal protein, adalah triplet nukleotida dalam rantai DNA atau RNA. Pengalihan informasi berasal dari DNA ke mRNA, dan dari mRNA ke RNA lain dan ke molekul protein.

Sistem Pengkodean Universal

Pada pemahaman tentang kode genetik, sains mengambil satu abad, dan dekade decoding - hanya beberapa dekade. Karena konsep struktur heliks ganda DNA (Watson and Creek, 1953) mulai memahami perannya sebagai bahan turun-temurun, dan mulai mencari huruf-huruf alfabet tersebut, yang mencatat informasi tentangnya. Gagasan bahwa unit fungsional kode genetik 1 nukleotida tidak dapat menahan kritik sekaligus. Empat nukleotida komplementer (adein, guanin, sitosin dan timin) DNA tidak dapat menyediakan pengkodean 21 asam amino protein. Matematikawan, fisikawan dan ahli biologi secara aktif terlibat dalam pencarian sistem pengkodean dan dengan cepat menemukan bahwa satu asam amino mengkodekan urutan tiga nukleotida. Dengan demikian, unit fungsional kode genetik adalah triplet nukleotida, yang bertanggung jawab untuk sintesis satu asam amino protein. Korsel (kodon) total 64, 61 di antaranya adalah kodon semantik (encode amino acids), dan sisanya 3 - berarti. Mereka tidak membawa informasi tentang asam amino, tapi bertindak sebagai kodon berhenti yang menghentikan atau memulai sintesis molekul protein.

Triplet adalah unit fungsional dari kode genetik

Molekul biopolimer dari asam nukleat terdiri dari monomer - nukleotida. Mereka pada gilirannya menciptakan DNA kontinu, yang selama proses transkripsi, informasi ditransfer ke mRNA sesuai dengan bacaan, dimana triplet nukleotida - triplet - memiliki nilai kode paling sedikit. Bingkai membaca bergerak tanpa tujuan, dan kode genetiknya memiliki ketidak rangsangan dan degenerasi yang jelas (redundansi).

Unidirectionality dan keunikan

Informasi triplet tidak ambigu, yaitu rasio 1 asam amino triplet-1 tidak bervariasi. Asam amino dapat dikodekan dengan beberapa kembar tiga, tapi triplet spesifik adalah asam amino spesifik. Bingkai baca selalu diarahkan ke arah yang sama, dan ini karena adanya kembar tiga yang memulai pembacaan dan menghentikannya. Jadi stabilitas struktur protein tetap ada. Properti lain kembar tiga tidak tumpang tindih. Ini berarti bahwa nukleotida adalah bagian dari triplet, tapi hanya satu.

Redundansi alami

Degenerasi (redundansi) kode genetik itu seperti cadangan kekuatan organisme. Dia melindungi sel dari efek destruktif mutasi. Setiap unit fungsional kode genetik dapat mengalami substitusi 1, 2, dan 3 nukleotida dalam triplet. Jadi, 9 pengganti posisional pada setiap triplet, penggantian masing-masing nukleotida sebanyak 4-1 = 3 varian yang mungkin, dan pada akhirnya kita mendapatkan 61 pada 9 = 549 varian penggantian nukleotida dalam triplet. Ini lebih dari yang diperlukan untuk mengkodekan 21 asam amino. Kelimpahan ini, atau degenerasi, dan menjamin eksistensi biologis kehidupan dan meminimalkan kesalahan dalam pembacaan informasi genetik.

Codon atau triplet?

Dalam literatur, triplet nukleotida, sebagai konglomerat fungsional, disebut triplet atau kodon. Apa bedanya dan benarkah? Istilah "kodon" digunakan dalam proses penerjemahan langsung - transfer informasi dari RNA ke molekul protein. Istilah "triplet" digunakan dalam konteks semantik yang lebih luas, saat menjelaskan kerangka kerja untuk membaca informasi dengan RNA dan DNA.