Kodea genetikoaren endekzientzia: informazio orokorra

Kode kodetan adierazitako kode genetikoa planeta baten bizi-organismoetan dauden proteina guztien egiturari buruzko kodeketaren sistema da. Bere deszentralizazioa hamarkada bat izan zen, baina existitzen zen, zientzia ia mende baterako ulertua. Universalizazioa, espezifikotasuna, bat-puntua eta, batez ere, kode genetikoaren endekapenezkoak garrantzi biologiko handia dute.

Aurkikuntzen historia

Informazio genetikoa kodetzeko arazoa beti izan da biologian. Kodea genetikoaren egitura matrizearentzat, zientzia nahiko poliki joan da. 1953an J. Watson eta F. Cricken aurkikuntza egin zenetik, DNAren egitura heliko bikoitza hasi zen, naturaren handitasunean fedea bultzatzen duen kodearen egitura desbideratzeko. Proteinen egitura lineala eta DNAren egitura berdinak bi testuen arteko korrespondentzia bezalako kode genetikoaren existentzia baieztatu zuen, baina alfabeto ezberdinak erabiliz grabatu. Proteina alfabetoak ezagunak baziren ere, DNAren seinaleak biologo, fisikari eta matematikako ikertzaile izan ziren.

Ez dago punturik puzzle hau konpontzeko urrats guztiak deskribatuz. DNAren kodonek eta proteinen aminoazidoen arteko korrespondentzia argi eta koherentea frogatu eta berretsi zuten zuzeneko esperimentu bat 1964an egin zuten C. Janowski eta S. Brennerrek. Ondoren, vitro-in vitro-en kode genetikoa deskodetzeko epea, zelulen egitura libreko proteinen sintesiaren teknika erabiliz.

E. Coli kode erabat deszifratzen zen 1966. urtean Cold Springs Harbour (AEB) biologoen sinposioan. Ondoren, kode genetikoaren erredundantzia (degenerazioa) aurkitu zen. Horrek esan nahi du, besterik gabe azaldu zen.

Deszentralizazioa jarraitzen du

Kodea hereditarioaren deszifratzeari buruzko datuak lortzea azken mendeko gertakari esanguratsuenetakoa izan zen. Gaur egun, zientziak kodetze molekularraren mekanismoak eta ezaugarri sistemikoak eta seinaleen gehiegizko mekanismoak aztertzen jarraitzen du, non kode genetikoaren endekapena adierazten da. Ikerketaren adar bereizi bat da herentziazko materialaren kodeketaren sorrera eta bilakaera. Polinukleotidoen (DNA) eta polipertidoen (proteinen) konexioaren frogak biologia molekularra garatzeko bultzada eman zuten. Eta, aldi berean, bioteknologia, bioingeniaritza, hazkuntza eta landareen aurkikuntza.

Dogmas eta arauak

Biologia molekularreko dogma nagusiak DNAren informazioa RNA-tik transferitutako informazioa da eta, ondoren, proteina batetik bestera. Kontrako norabidean, transmisioa posible da DNAren eta RNAren beste RNA batekin.

Baina matrizea edo fundazioa beti da DNA. Eta informazioaren transferentziaren funtsezko beste ezaugarri guztiak transmisioaren izaera matrize honen isla dira. Hain zuzen ere, beste molekula batzuen matrizean sintesiaren bidez egindako transferentziak, herentziazko informazioa erreproduzitzeko egitura bihurtuko dena.

Kodea genetikoa

Proteina molekulen egituraren kodeketa lineala nukleotidoen kodon osagarrien laguntzarekin egiten da (horietatik 4 bakarrik (adeina, guanina, citosina, timina (uracil)), eta horrek beste nukleotido kate bat eratzen du berez. Zenbaki bera eta nukleotidoen osagarri kimikoa sintesi horren baldintza nagusia dira. Proteina molekula bat sortzen denean, ez dago monomeroen kantitatea eta kalitatea (DNAren nukleotidoak - proteina aminoazidoak). Hau da herentziazko kode naturala: nukleotidoen sekuentzietan (kodonak) sekuentziatzeko sistema proteina aminoazidoen sekuentzia da.

Kodearen genetika hainbat propietate ditu:

• Hirukotea.
• berezitasuna.
• Orientazioa.
• Disjointness.
• Kode genetikoaren erredundantzia (degenerazioa).
• Aldakortasuna.

Hona hemen deskribapen laburra, esanahi biologikoan oinarritua.

Hiru bider, jarraitasuna eta stoplights presentzia

61 aminoazido bakoitzeko zentzu hirukote (triplete) nukleotidoei dagokie. Hiru hirukoteek ez dute aminoazidoari buruzko informazioa ematen, eta geratzen diren kodonak dira. Katearen nukleotido bakoitzak hogeita hamar zatitan banatzen du eta ez du berez. Proteina bakar baten arduradun diren nukleotidoen katearen amaieran eta hasieran, geratzen diren kodonak daude. Itzulpenaren hasiera edo gelditzea (proteina molekularen sintesia).

Espezifikotasuna, koherentea eta norabidea

Codon bakoitza (tripletena) aminoazido bakar bat kodetzen du. Hirukotea bakoitzak ez du ondokoaren mendekoak eta ez du gainjartzen. Nukleotido bakar batek hogeita hamar bat bakarrik sartu dezake kate batean. Proteina sintetikoa beti norabide bakarrean dago, eta horrek stop kodonak arautzen ditu.

Kodearen genetikaren erredundantzia

Nukleotidoen triplet bakoitzak aminoazido bat kodetzen du. 64 nukleotido guztira, horietako 61ek aminoazidoak kodetzen dituzte (kodeko semantikoak) eta hiru zentzugabeak dira, hau da, aminoazidoak ez kodetzea (stop codons). Kode genetikoaren erredundantzia (endekapena) hazkundea behin betikotu daitekeenez, erradikalek (aminoazidoen ordez aldatzen dute) eta kontserbadorea (ez aldatu aminoazidoen klasea). Oso erraza da kalkulatzea 9 aldaketetan hirugarrena (1, 2 eta 3 posizioak) egin daitezkeenean, nukleotido bakoitza 4 - 1 = 3 beste aldaera batzuek ordezkatu ahal izango lukete, eta ondoren, nukleotidoen ordezpenen aldaera kopurua guztira 61 eta 9 = 549 izango lirateke.

Kode genetikoaren endekapenaren arabera, 549 aldaera beharrezkoak dira 21 aminoazidoen inguruko informazioa kodetzeko. 549 aldaeraetatik, 23 ordezteak gelditzeko kodonak eratzea ekarriko dute, 134 + 230 ordezkoak kontserbatzaileak dira, eta 162 ordezkapen erradikalak dira.

Degenerazio eta bazterketa araua

Bi kodonek bi lehenengo nukleotido berdinak badituzte eta gainerakoak klase bereko (purine edo pyrimidine) nukleotidoek ordezkatzen dituztenak, aminoazido berberari buruzko informazioa ematen dute. Kode genetikoaren endekapen edo erredundantzia araua da. Bi salbuespen - AUA eta UGA - metodeionea lehen kodetzen du, nahiz eta isoleukina izan behar luke, eta bigarrena - stop kodonoa, triptopano kodetuko lukeen arren.

Endekapen eta unibertsaltasunaren esanahia

Biologiaren esangura handiena dute kode genetikoaren bi propietate horiek. Goian aipatutako propietate guztiak gure planeta bizidunen forma guztien informazio hereditarioaren ezaugarri dira.

Kodea genetikoaren endekapenek balio moldagarria dute, aminoazidoen kode bikoiztu bat bezala. Gainera, codoneko hirugarren nukleotidoaren esanahiaren (degenerazioa) jaitsiera esan nahi du. Aukera honek DNAren kalte mutagarriak minimizatzen ditu, proteinen egitura urratze gordinak eragingo dituena. Hau da planetako organismo bizidunen babes mekanismoa.