سمة واستثناءات قانون الوراثية - ناقش!

سمة واستثناءات قانون الوراثية!

هناك علاقة حميمة بين الجينات وتوليف polypeptides أو الإنزيمات. تتكون الجينات من النوكليوتيدات مرتبة بطريقة محددة. في المصطلحات الحديثة ، يشير الجين إلى شهادة الدنا. يتكون cistron من عدد كبير من النيوكليوتيدات.

يرتبط ترتيب النيوكليوتيدات أو قواعد النيتروجين مع تركيب البروتينات من خلال التأثير على دمج الأحماض الأمينية فيها. وتسمى العلاقة بين تسلسل الأحماض الأمينية في تتابع متعدد البيبتيد والتسلسل النوكليوتيدي للحمض النووي أو mRNA بالشفرة الوراثية.

يحتوي الحمض النووي على أربعة أنواع فقط من قواعد النيتروجين أو النيوكليوتيدات في حين أن عدد الأحماض الأمينية هو 20. وقد افترض ، بالتالي ، أن الشفرة الثلاثية (التي تتكون من ثلاثة قواعد متجاورة لحمض أميني واحد) تكون فعالة. فيما يلي الأبحاث المختلفة التي ساعدت في فك شفرة الشفرة الوراثية الثلاثية.

1. لاحظ كريك وآخرون (1961) أن الحذف أو إضافة واحد أو اثنين من أزواج القواعد في الحمض النووي من البكتيريا T 4 أزعج أداء الحمض النووي العادي. ومع ذلك ، عند إضافة ثلاثة أزواج قاعدة أو حذفها كان الحد الأدنى للإزعاج.

2. جادل نيرينبيرج وماتاي (1961) بأن الشفرة المفردة (أحماض أمينية واحدة محددة بقاعدة نيتروجين واحدة) يمكن أن تحدد 4 أحماض فقط (4 1 ) ، ورمز مزدوج فقط 16 (4 2 ) في حين أن الكود الثلاثي يمكن أن يحدد 64 الأحماض الأمينية (4 3 ). بما أن هناك 20 أحماض أمينية ، فإن الشفرة الثلاثية (ثلاثة قواعد النيتروجين لحمض أميني واحد) يمكن أن تكون فعالة.

3. Nirenberg (1961) أعد البوليمرات من النيوكليوتيدات الأربعة UUUUUUU ... (حمض البولي يوريدليك) ، CCCCCC ... (حمض polycytidylic) ، AAAAAAA ... (حمض polyadenylic) و GGGGGGG ... (حمض polyguanylic). ولاحظ أن poly-U حفز تكوين polyphenylalanine ، poly-C من polyproline في حين ساعد poly-A في تكوين polylysine. ومع ذلك ، لم تعمل وظيفة poly-G (شكّلت بنية ثلاثية الأطراف لا تعمل في الترجمة). في وقت لاحق ، تم العثور على GGG لبروتوكول جليكاين الأحماض الأمينية.

الطاولة. تعيين الكودونات مرنا إلى الأحماض الأمينية.

4. خورانا (1964) تجميع البوليمرات من النيوكليوتيدات مثل UGUGUGUGUG ولاحظ أنها حفزت تشكيل polypeptides مع الأحماض الأمينية المماثلة بالتناوب مثل السيستين ، valine-cysteine. وهذا ممكن فقط إذا حددت ثلاثة نيوكليوتيدات متجاورة أحماضا أمينية واحدة (مثل UGU) وثلاثة أخرى من الحمض الأميني الثاني (egGUG).

GUG UGU GUG UGU GUG

Val - Cys - Val - Cys - Val

5. تم تأكيد الكودونات الثلاثية من خلال تعيين codon في الجسم الحي من خلال (i) دراسات استبدال الأحماض الأمينية (ii) طفرات تحول الإطار.

6. تم إعداد جميع الكودونات ببطء من خلال تحديد بعض الأحماض الأمينية بأكثر من كودون واحد. لغات رمز الحمض النووي و mRNA هي تكميلية. وبالتالي ، فإن الكودونين الخاصين بـ phenylalanine هما UUU و UUC في حالة mRNA وهما AAA و A AG للحامض النووي.

مميزات:

1. الرمز الثلاثي:

ثلاث قواعد النيتروجين المجاورة تشكل كودون يحدد وضع حمض أميني واحد في عديد ببتيد.

2. بدء الإشارة:

يشار إلى توليف متعدد البيبتيد بواسطة اثنين من كودونات البدء - كود أو methionine codon و GUG أو cineon Valine.

3. إيقاف إشارة:

يتم الإشارة إلى نهاية سلسلة بولي ببتيد بواسطة ثلاثة أكواد إنهاء UAA (مغرة) ، UAG (كهرماني) و UGA (أوبال). فهي لا تحدد أي حمض أميني ، وبالتالي تسمى أيضًا الكودونات غير المنطقية.

4. الرمز العالمي:

الشفرة الوراثية قابلة للتطبيق عالميًا ، أي codon يحدد نفس الحمض الأميني من فيروس إلى شجرة أو إنسان. وهكذا ، تنتج الحمض الريبوزي المرسال (mRNA) المأخوذ من قناة البويضة (Chick) التي يتم إدخالها في الإشريكية القولونية (ovalbumen) البكتريا البيضية في البكتيريا التي تشبه بالضبط البكتيريا التي تكونت في فرخ.

5. كودون غير غامض:

يحدد كودون واحد حمض أميني واحد فقط وليس أي حمض آخر.

6. الكودونات ذات الصلة:

الأحماض الأمينية ذات الخصائص المشابهة لها الكودونات ذات الصلة ، مثل الأحماض الأمينية الأروماتية tryptophan (UGG) ، فينيل ألانين (UUC ، UUU) ، التيروزين (UAC ، UAU).

7. كومالس:

الشفرة الوراثية مستمرة ولا تمتلك توقفًا بعد ثلاثة توائم. إذا تم حذف nucleotide أو إضافته ، فإن الشفرة الوراثية بأكملها ستقرأ بشكل مختلف. وهكذا يتم تحديد بولي ببتيد يحتوي على 50 حمضًا أمينيًا بتسلسل خطي من 150 نيوكليوتيد. إذا تمت إضافة نوكليوتيد أو حذفه في منتصف هذا التسلسل ، فإن الأحماض الأمينية الـ 25 الأولى للبولي ببتيد ستكون هي نفسها ولكن الأحماض الأمينية التالية 25 ستكون مختلفة تمامًا.

8. كود غير متراكب:

قاعدة النيتروجين هي مكون من كودون واحد فقط.

9. تناقص رمز:

بما أن هناك 64 كودونًا ثلاثيًا و 20 حمضًا أمينيًا فقط ، يجب أن يتأثر دمج بعض الأحماض الأمينية بأكثر من كودون واحد. فقط التربتوفان (UGG) والميثيونين (AUG) يتم تحديدها من قبل codons واحدة.

جميع الأحماض الأمينية الأخرى يتم تحديدها بواسطة 2-6 كودونات. وتسمى هذه الأخيرة الكودونات المنحلة. في الكودونات المنحلّة ، تتشابه قاعدتي النيتروجين الأولين في حين تكون الطبقة الثالثة مختلفة. وبما أن قاعدة النيتروجين الثالثة ليس لها أي تأثير على الترميز ، فإن نفس الشيء يسمى موضع الاهتزاز.

10. الخطية الخطية:

كل من polypeptide و DNA أو mRNA لها ترتيب خطي لمكوناتها. علاوة على ذلك ، فإن تسلسل قواعد النوكليوتيد الثلاثي في ​​DNA أو mRNA يتوافق مع تسلسل الأحماض الأمينية في polypeptide المصنعة تحت إشراف سابق. كما ينتج التغيير في تسلسل الكودون تغيرا مماثلا في تسلسل الحمض الأميني لعديد الببتيد.

11. Cistron-Polypeptide Parity:

يحدد جزء الحمض النووي المسمى cistron (= gene) تشكيل polypeptide معين. وهذا يعني أن النظام الوراثي يجب أن يكون لديه عدد كبير من الجينات (= الجينات) لأنواع من polypeptides الموجودة في الكائنات الحية.

استثناءات:

1. الكودونات المختلفة:

في Paramecium وبعض الكوديونات إنهاء ciliates أخرى UAA ورمز UGA للجلوتامين.

2. تداخل الجينات:

ф xl74 يحتوي على 5375 من النيوكليوتيدات التي ترمز إلى 10 بروتينات تتطلب أكثر من 6000 قاعدة. تتداخل ثلاثة من جيناته E و B و K مع جينات أخرى. ويرد تسلسل النيوكليوتيد في بداية الجين E داخل الجين D. وبالمثل يتداخل الجين K مع الجينات A و CA حالة مشابهة موجودة في SV-40.

3. جينات الميتوكوندريا:

AGG و AGA يرمزان إلى arginine ولكن يعملان كإشارات توقف في الميتوكوندريا البشرية. UGA ، كودون إنهاء ، يتوافق مع التريبتوفان في حين AUA (كودون ل isoleucine) يدل على ميثيونين في الميتوكوندريا البشرية.