O código genético é um programa biológico. Graças a ela, as sequências de aminoácidos das proteínas são codificadas usando as sequências de nucleotídeos correspondentes. Esta codificação é tripla. Ou seja, um aminoácido corresponde a uma sequência de 3 nucleotídeos de mRNA. Esse tripleto de nucleotídeos é chamado de códon. O texto biológico escrito em mRNA é lido pelo ribossomo. Ela faz isso de forma consistente. Ele começa com um códon de iniciação, ou seja, o inicial, e então passa para outros códons. Um diagrama explicativo é mostrado abaixo.
No esquema, as letras "a" denotam os resíduos de aminoácidos da proteína. Existem 20 tipos deles. E existem 64 tipos de códons, o que mostra que nem todo códon tem um aminoácido. Esses códons insignificantes desempenham uma função especial. Eles são responsáveis por marcar as extremidades das cadeias de proteínas. Eles são chamados de códons de terminação. Outros códons correspondem a alguns resíduos de aminoácidos.
Assim, pode-se observar que o código considerado é tripleto, não sobreposto (a leitura ocorre sequencialmente, códon por códon) e contém códons de finalização e iniciação.
Como os especialistas conseguiram estabelecer a correspondência de cada resíduo de aminoácido com códons específicos e determinar quais códons indicam o início e o fim da síntese da cadeia protéica? Para fazer isso, era necessário ler 2 textos biológicos paralelos - o genoma e o aminoácido correspondente a um gene específico de proteína. Como as células conhecem o código, elas foram solicitadas a reconhecer diferentes sequências de nucleotídeos.
Para fazer isso, pegamos extratos de células que tinham a capacidade de sintetizar proteínas em RNA, mas não continham enzimas capazes de clivar o RNA. Esses extratos são chamados de sistema acelular.
O extrato foi obtido da bactéria E. coli e, em seguida, foi adicionado a ele RNA artificial, constituído apenas de uracilos. Desta forma, o sistema livre de células foi questionado: a qual aminoácido o códon UUU corresponde? Descobriu-se que a fenilalanina corresponde a ele. Portanto, a descriptografia do código foi encontrada. Em seguida, a tradução correspondente foi feita para outros aminoácidos.
O código genético totalmente decifrado é mostrado abaixo. No círculo central, estão indicados os primeiros nucleotídeos dos códons, no segundo círculo - o segundo, e no terceiro - o terceiro. No exterior estão indicados os resíduos de aminoácidos correspondentes aos codões.
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Imagem do código genético
Os códons de terminação são indicados pelo símbolo TEP. Quais são os símbolos para códons de iniciação? Não existem tais códons especiais. Sob certas condições, esse papel é assumido pelos códons AUG e GUG. Eles geralmente correspondem a metionina e valina.
A figura mostra claramente um certo padrão: a qual ácido um códon específico corresponderá é determinado pelos 2 primeiros nucleotídeos. O terceiro nucleotídeo não desempenha um papel importante. A carga principal é suportada pelo dupleto localizado no início do códon. Em outras palavras, podemos dizer que o código é quase dubleto.
Esta característica principal foi observada no estágio inicial de sua decodificação. Naturalmente, é impossível codificar todos os 20 aminoácidos com dupletos, uma vez que o número de dupletos é 16. Portanto, o terceiro nucleotídeo no códon carrega uma certa carga semântica.
No entanto, existe uma regra universal baseada no fato de que 4 nucleotídeos - adenina, citosina, guanina e uracila em sua estrutura são combinados em 2 classes diferentes. Estes são pirimidina (U e C) e purina (A e D).
Portanto, a regra de degenerescência do código é formulada da seguinte forma: se 2 códons com 2 primeiros nucleotídeos idênticos e o terceiro pertencerem à mesma classe (purina ou pirimidina), eles codificam o mesmo aminoácido.
A figura mostra que a regra é estritamente seguida. Mas existem 2 exceções. O códon AUA é responsável pela isoleucina, não pela metionina. O códon UGA sinaliza o fim da síntese e, em teoria, deveria ter respondido ao triptofano. Essas são as surpresas que o código genético tem. Devem ser levados em consideração e, ao mesmo tempo, deve-se entender que a regra dada é universal.
Vyacheslav Markin
