Стр. 127 - А.Я.Николаев - Биологическая химия (2004)

Упрощенная HTML-версия

1 3 2
Часть I. Строение информационных молекул и матричные биосинтезы
Биологический код
Биосинтез белков (трансляция) отличается от других типов матричных биосинте­
зов — репликации и транскрипции — двумя принципиальными особенностями:
1) нет соответствия между числом знаков (мономеров) в матрице и в продукте
реакции (в мРНК 4 разных нуклеотида, в белке 20 разных аминокислот);
2) структура рибонуклеотидов (мономеров матрицы) и аминокислот (мономе­
ров продукта) такова, что избирательные взаимодействия между ними, по­
добные образованию пар А«»Т или G»«C, невозможны; иначе говоря, между
мРНК (матрицей) и пептидной цепью белка (продуктом) нет комплементар-
ности.
Из этого следует, что механизм использования матрицы при биосинтезе белков
должен быть иным, чем в случае синтеза ДНК или РНК. Если репликацию и транс­
крипцию можно сравнить просто с переписыванием текста, то трансляция — это
дешифровка, декодирование информации об аминокислотной последовательнос­
ти, записанной (закодированной) с помощью нуклеотидной последовательности.
Способ шифровки в нуклеиновых кислотах информации о первичной структуре
белков получил название биологического кода (его называют также генетичес­
ким, нуклеотидным, аминокислотным кодом).
Кодовое число
Один из первых вопросов, который возникает при выяснении структуры биоло­
гического кода, это вопрос о кодовом числе, т. е. о числе нуклеотидных остатков,
кодирующих включение в белок одной аминокислоты. Очевидно, что кодовое
число не может быть равным I, так как в этом случае с помощью четырех нуклео­
тидов можно было бы закодировать только четыре аминокислоты. При кодовом
числе 2 количество разных нуклеотидных пар будет равно числу перестановок из
четырех элементов по 2, т. е. равно 42 = 16, что тоже недостаточно для кодирова­
ния всех аминокислот. Число разных троек нуклеотидов равно 43= 64. Это в три с
лишним раза превышает минимальное число, необходимое для кодирования 20
аминокислот. Экспериментально доказано, что в биологическом коде кодовое
число равно 3: тройку нуклеотидных остатков (триплет), кодирующих включение
одной аминокислоты, называют кодоном.
Смысл кодонов
Для выяснения смысла кодонов, т. е. вопроса, какой аминокислоте соответствует
каждый из кодонов, были использованы бесклеточные системы синтеза белков. В
такой системе матрицей могут служить синтетические рибонуклеиновые кисло­
ты с известной нуклеотидной последовательностью, например поли (и ). В этой
РНК имеются триплеты только одного типа — UUU:
U U U -U U U -U U U - ...
В бесклеточной системе с поли (и ) в качестве матрицы синтезируется поли­
фенилаланин —Фен—Фен—Фен—... Из этого следует, что триплет UUU служит