Какое количество нуклеотидов кодируют одну аминокислоту

.

Маршалл Ниренберг и генетический код

Маршалл Ниренберг вместе с Генрихом Маттеи были пионерами в расшифровке генетического кода. В экспериментах 1961 года они смогли установить соответствие между кодонами в матрице РНК и конкретными аминокислотами. Например, кодон УУУ кодировал аминокислоту фенилаланин.

Число 64 кодонов

Почему именно 64 кодона? Число возможных тройных комбинаций нуклеотидов в РНК составляет 64. Это значительно больше обычного числа аминокислот, что приводит к так называемой вырожденности кода. Каждый кодон в матрице РНК состоит из трех нуклеотидов и соответствует определенной аминокислоте.

Генетический код и триплеты

В генетике, триплет – это сочетание трех нуклеотидов в молекуле нуклеиновой кислоты. В случае информационной РНК, триплеты формируют кодоны, которые определяют последовательность аминокислот в белках.

Существует около пятисот различных аминокислот, но лишь 20 из них участвуют в образовании белков в живых организмах. Для передачи информации о белках от поколения к поколению, каждая аминокислота должна быть закодирована в ДНК.

Заключение

Генетический код представляет собой набор правил, по которым последовательность кодонов переводится в последовательность аминокислот в процессе трансляции. Рибосома синтезирует белок в соответствии с инструкцией, закодированной в матрице РНК. Все живые организмы на Земле используют общий генетический код, подтверждая своего общего предка.

Схема генетического кода приведена ниже:

Научный прогресс в генетике не только расширяет наши знания, но и помогает понять более глубокие аспекты нашего существования.

кодируют 4 аминокислоты

1 триплет кодирует одну аминокислоту. 4 аминокислоты будут кодироваться 4 триплетами.

Важность генетического кода

Генетический код играет важную роль в жизни всех организмов, поскольку определяет, какие аминокислоты будут собраны из ДНК. Понимание его свойств и принципов позволяет более глубоко изучать процессы биосинтеза и функционирования клеток.

Таким образом, генетический код является ключевым элементом молекулярной биологии и является фундаментальным понятием в изучении генетики организмов.

Не стесняйтесь задавать вопросы и обсуждать тему в комментариях ниже!

Источники:

1. Википедия
2. Studarium
3. Учебник Генетика и геномика

Генетический код ДНК и его свойства

Генетический код ДНК состоит из триплетов, то есть из тройных комбинаций нуклеотидов. При транскрипции генетический код переписывается в последовательность нуклеотидов иРНК. Тройки нуклеотидов иРНК, кодирующие аминокислоты, называются кодонами.

Сколько триплетов кодируют 20 аминокислот

Из 64 триплетов только 61 используется для кодирования 20 аминокислот. Триплеты, не кодирующие аминокислоты, служат сигналами для прекращения биосинтеза белка. Поскольку количество триплетов превышает число аминокислот, каждая аминокислота может кодироваться одним или несколькими триплетами.

Чему равен 1 триплет

Каждый триплет соответствует только одной аминокислоте.

Стандартный генетический код

Сколько аминокислот кодируется

Генетический код триплетен — одну аминокислоту кодируют 3 нуклеотида. Поскольку три нуклеотида кодируют одну аминокислоту, то 900 нуклеотидов — кодируют 300 аминокислот (900:3=300).

Что кодирует триплет

Каждый триплет кодирует только одну аминокислоту. Таким образом, в направлении кодон — аминокислота генетический код однозначен, а в направлении аминокислота — кодон — неоднозначен (вырожденный).

ДНК и составные части

Аминокислоты можно назвать блоками, составляющими генетический код каждого живого организма. Эти зашифрованные химическим способом данные помещены в ДНК, которая входит в состав клетки. ДНК — это макромолекула, составленная из особых молекул, которые называются нуклеотидами. Каждая из них имеет три составные части: гетероциклическое азотистое основание, моносахарид, фосфатную группу.

Siberian Wellness: Спортивное питание для укрепления мышц

Важнейшие аминокислоты – валин, изолейцин и лейцин содержит Комплекс аминокислот BCAA из линейки спортивного питания Siberian Wellness. Этот комплекс обеспечивает мышцы питательными веществами, помогает быстрее восстанавливаться, замедляет процессы катаболизма и устраняет ощущение перетренированности.

L-аргинин: идеальный ингредиент для рельефа и выносливости

Дополнительная аминокислота L-аргинин в Fitness Catalyst помогает поддерживать правильную работу репродуктивной и сердечно-сосудистой систем. Кроме того, L-аргинин улучшает кровообращение, обеспечивает питание клеток и является источником мужской силы и женского здоровья.

Нуклеотиды и генетический код

Нуклеотиды сцепляются друг с другом и образуют две цепочки, которые закручиваются как винт. Также, кодирование аминокислот осуществляется тройками нуклеотидов. Например, количество кодирующих триплетов равно 64 различным комбинациям, хотя используется всего 20 из них.

Альтернативные генетические коды

Схема митохондриального генетического кода Globobulimina pseudospinescens показывает 64 кодона, предсказанных отклонений от стандартного генетического кода. Высота букв, соответствующей аминокислоте, пропорциональна частоте соответствия этой аминокислоты данному кодону.

ДНК, РНК и кодирование аминокислот

Для кодирования аминокислот требуется тройка нуклеотидов – кодон. Для ДНК используются 4 основания: А, Т, Г, Ц, а для РНК: А, У, Г, Ц. Этот алфавит достаточен для записи структуры всех необходимых аминокислот, важен не только сам кодон, но и порядок расположения кодонов. Белок, который организм должен синтезировать, также зависит от этих данных.

Fitness Catalyst: сывороточный протеин

Сывороточный протеин Fitness Catalyst (черничный чизкейк) содержит 21 г качественного белка в каждой порции. Его яркий вкус черники обязательно понравится вам. Концентрат сывороточного протеина с отличным аминокислотным профилем подойдет как для активного образа жизни, так и для профессиональных спортсменов.

Кроме троек нуклеотидов, существуют еще и стоп-кодоны (еще их называют нонсенс-кодонами). Они не кодируют никакого вещества, но означают, что синтез белка должен остановиться.

Разночтений кодона быть не может — он закреплен только за одной-единственной аминокислотой. Но так как комбинаций слишком много, то некоторые кислоты кодируются несколькими разными кодонами. Например, лейцин обозначается шестью различными кодонами, цистеин — двумя, треонин — четырьмя, а метионин и триптофан имеют только по одному коду.

Все кодоны четко отделены друг от друга. Это значит, что конкретный нуклеотид может входить только в один кодон. Обобществления нуклеотидов между кодонами не существует. При этом разделители между триплетами отсутствуют. Они просто не нужны, так как считывание кодов начинается со строго определенного места. При такой организации ошибок при считывании быть не может.

Свойства генетического кода

Кодоны мРНК, состоящие из 3 нуклеотидов

Каждая из аминокислот кодируется последовательностью из трех нуклеотидов.

Первый нуклеотид Второй нуклеотид Третий нуклеотид

ФЕН — фенилаланин, ЛЕЙ — лейцин, ИЛЕ — изолейцин, МЕТ — метионин, ВАЛ — валин, СЕР — серин, ПРО — пролин, ТРЕ — треонин, АЛА — аланин, ТИР — тирозин, ГИС — гистидин, ГЛН — глутамин, АСН — аспаргин, ЛИЗ — лизин, АСП — аспаргиновая кислота, ГЛУ — глутаминовая кислота, ЦИС — цистеин, ТРИ — триптофан, АРГ — аргинин, ГЛИ — глицин

* АУГ — наиболее универсальный (хотя, в общем и не единственный) код инициации; ГУГ обычно кодирует валин, а ГУЦ — лейцин, но изредка (в различных вариантах генетического кода) эти кодоны могут кодировать метионин для инициации белковой цепи.

64 возможных кодона потенциально могут кодировать 61 аминокислоту, а 3 являются стоп-кодонами. Многие аминокислоты кодируются более, чем одни кодоном. Метионин и триптофан имеют единственный кодон, тогда как лейцин, серин, аргинин — кодираются шестью кодонами каждый. Различные кодоны для одной и той же аминокислоты называют синонимичными кодонами.

Код называют вырожденным, так как одной и той же аминокислоте могут соответствовать несколько кодонов, за исключением метионина и триптофана.

Две аминокислоты кодируются одним триплетом: 2×1=2

Девять аминокислот кодируются двумя триплетами: 9×2=18

Одна аминокислота кодируется тремя триплетами: 1×3=3

Пять аминокислот кодируется четырьмя триплетами 5×4=20

Три аминокислоты кодируются шестью триплетами 6×6=18

Внутри гена отсутствуют знаки препинания, каждый нуклеотид входит в состав значащего кодона, а у прокариот, в результате альтернативного положения рамки считывания (которая может сдвигаться на 1-2 нуклеотида), возможно использование одного и того же кодона для кодирования до трёх продуктов. .

Инициирующие и терминирующие последовательности нуклеотидов

Наличие межгенных знаков препинания

Мутации замен нуклеотидов, не приводящие к смене химического класса кодируемой аминокислоты , называют консервативными, а мутации замен нуклеотидов, приводящие к смене химического класса кодируемой аминокислоты (сильно меняющие её гидрофильно-гидрофобные и иные химические свойства) — радикальными. Для кодирования большинства аминокислот существенны два первых основания, а третье может быть вариативным. Следовательно, замена нуклеотида в третьем положении, часто не приводит к значительным изменениям результирующей полипептидной последовательности. Такие замены называются синонимичными.

В каждом триплете теоретически возможны 9 однонуклеотидных (точечных) замен. Общее количество возможных замен нуклеотидов: 61 по 9 = 549.

Из 549 теоретически возможных типов замен нуклеотидов:

134 замены не меняют кодируемую аминокислоту, это так называемые синонимичные мутации. Остальные 415 мутаций приводят к изменению смысла кодонов, их называют миссенс-мутации.

23 замены нуклеотидов приводят к появлению кодонов — терминаторов трансляции. Такие мутации называют нонсенс-мутации.

230 замен не меняют химический класс кодируемой аминокислоты.

162 замены приводят к смене химического класса аминокислоты, то есть являются радикальными.

Из 183 замен первого нуклеотида, 9 приводят к появлению терминаторов, 114 — консервативны, а 60 — радикальны.

Из 183 замен второго нуклеотида, 7 приводят к появлению терминаторов, 74 — консервативны, а 102 — радикальны.

Из 183 замен третьего нуклеотида, 7 приводят к появлению терминаторов трансляции, а 176 — консервативны.

Из 183 замен 3-го нуклеотида 7 176 0

Из 183 замен 2-го нуклеотида 7 74 102

Из 183 замен 1-го нуклеотида 9 114 60

Всего 549 замен 23 364 162

Показателем помехоустойчивости генетического кода называется отношение числа консервативных замен к числу радикальных замен: 364 / 162 = 2,25.

Сколько аминокислот кодирует триплет

Одну аминокислоту кодирует триплет нуклеотидов, поэтому код считается триплетен. Это означает, что каждая из 20 аминокислот зашифрована последовательностью трех нуклеотидов, называемых триплетом или кодоном.

Сколько аминокислот кодирует 1 ген

Для ответа на данный вопрос следует вспомнить одно из свойств генетического кода, а именно триплетность. Это означает, что одну аминокислоту кодируют 3 нуклеотида. Из этого следует, что 3000 нуклеотидов кодируют 1000 аминокислот. Ответ: в данном фрагменте закодировано 1000 аминокислот.

Сколько аминокислот кодируют 36 нуклеотидов

Один триплет, кодирующий одну аминокислоту, состоит из трёх нуклеотидов. Следовательно, три нуклеотида кодируют одну аминокислоту. Найдем количество аминокислот: 36:3=12.

Заключение

Чтобы закодировать одну аминокислоту, требуется три нуклеотида. Вместе они образуют кодон. Их вид и последовательность определяет структуру белков, которые синтезирует организм.