遗传密码

生物学

2022

我们解释遗传密码是什么,它的功能、组成、起源和其他特征。另外,它的发现如何。

RNA 负责使用 DNA 代码合成蛋白质。

什么是遗传密码?

遗传密码是构成基因的序列中核苷酸的特定排序 脱氧核糖核酸.它也是一组规则,从这些规则开始, 核糖核酸 在一个氨基酸序列中,组成一个 蛋白质.换句话说,蛋白质合成依赖于这个代码。

所有 生物 他们有一个遗传密码来组织他们的 DNA 和 RNA。尽管不同版本之间存在明显差异 王国 生命的遗传内容在很大程度上是相似的,这表明整个 生活 它一定有一个共同的起源。遗传密码的微小变化可以产生不同的物种。

遗传密码的序列包含三个核苷酸的组合,每个核苷酸称为密码子,负责合成特定的氨基酸(多肽)。

这些核苷酸来自四种不同类型的含氮碱基:DNA 中的腺嘌呤 (A)、胸腺嘧啶 (T)、鸟嘌呤 (G) 和胞嘧啶 (C),以及腺嘌呤 (A)、尿嘧啶 (U)、鸟嘌呤 (G)、和 RNA 中的胞嘧啶 (C)。

通过这种方式,构建了多达 64 个密码子的链,其中 61 个密码子构成密码本身(即它们合成氨基酸)和 3 个标记序列中的起始和终止位置。

按照这种遗传结构决定的顺序, 细胞 人体可以聚集氨基酸,合成特定的蛋白质,在体内完成某些功能。

遗传密码的特征

遗传密码具有一系列基本特征,它们是:

  • 普遍性正如我们之前所说,所有生物体都共享遗传密码,从 病毒细菌 直到 , 植物动物.这意味着特定的密码子与相同的氨基酸相关,无论它是什么生物。已知有 22 种不同的遗传密码,它们是标准遗传密码的变体,只有一两个密码子。
  • 特异性密码是高度特异的,即没有一个以上氨基酸的密码子编码,没有重叠,尽管在某些情况下可能有不同的起始密码子,这允许从相同的密码合成不同的蛋白质。
  • 连续性。密码是连续的,没有任何类型的中断,是一长串密码子,从起始密码子到终止密码子,总是以相同的方向和方向转录。
  • 退化。遗传密码有冗余,但绝不含糊,即两个密码子可以对应同一个氨基酸,而同一个密码子不能对应两个不同的氨基酸。因此,有更多不同的密码子,而不是存储这些密码所需的最低限度。 遗传信息.

遗传密码的发现

Nirenberg 和 Matthaei 发现每个密码子都编码一个氨基酸。

遗传密码是在 1960 年代发现的,之后盎格鲁撒克逊科学家罗莎琳德富兰克林 (1920-1958)、弗朗西斯克里克 (1916-2004)、詹姆斯沃森和莫里斯威尔金斯 (1916-2004) 发现了 DNA结构,开始细胞蛋白质合成的遗传研究。

1955 年,科学家 Severo Ochoa 和 Marianne Grunberg-Manago 成功地分离出了 多核苷酸磷酸酶。他们发现,在任何类型的核苷酸存在的情况下,这种蛋白质都会构建一个由相同氮碱基组成的 mRNA 或信使,即单核苷酸多肽。这揭示了 DNA 和 RNA 的可能起源。

俄裔美国人 George Gamow (1904-1968) 提出了由当今已知的含氮碱基组合形成的遗传密码模型。然而,克里克、布伦纳和他们的合作者表明,密码子仅由三个含氮碱基组成。

1961 年,Marshall Warren Nirenberg 和 Heinrich Matthaei 首次获得了相同密码子和氨基酸之间对应关系的证据。

应用他们的 方法, Nirenberg 和 Philip Leder 能够翻译剩余的 54 个密码子。随后,Har Gobind Khorana 完成了代码的转录。许多参与破解遗传密码竞赛的人都获得了诺贝尔医学奖。

遗传密码的功能

在核糖体中,密码子序列被翻译成氨基酸序列。

遗传密码的功能在蛋白质的合成中至关重要,也就是说,在制造用于蛋白质存在的基本元素化合物中 生活 正如我们所理解的。因此,它是生理结构的基本模式。 有机体,它的组织,以及它的酶、物质和液体。

为此,遗传密码在 DNA 中充当模板,从中合成 RNA,这是一种镜像。然后在 RNA 中,它移动到负责构建蛋白质(核糖体)的细胞器。

在核糖体中,合成根据从 DNA 传递到 RNA 的模式开始。因此,每个基因都与一个氨基酸相关联,从而构建了一条多肽链。这就是遗传密码的工作原理。

遗传密码的起源

遗传密码的起源可能是生命中最大的谜团。直觉上,因为所有已知的生物都是共同的,所以它在地球上的出现先于第一个生物,即会产生所有生物的原始细胞。 生命王国.

最初,它的范围可能要小得多,只有编码几个氨基酸的信息,但随着生命的出现和进化,它的复杂性会增加。

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