Código em código: segundo código genético revelado

No metabolismo do corpo papel de liderança pertence às proteínas e ácidos nucleicos.
As substâncias proteicas formam a base de todas as estruturas celulares vitais, têm uma reatividade extraordinariamente alta e são dotadas de funções catalíticas.
Os ácidos nucleicos fazem parte do órgão celular mais importante - o núcleo, bem como o citoplasma, ribossomos, mitocôndrias, etc. Os ácidos nucleicos desempenham um papel importante e primário na hereditariedade, variabilidade corporal e síntese de proteínas.

Plano síntese proteína é armazenada no núcleo da célula, e a síntese direta ocorre fora do núcleo, por isso é necessário serviço de entrega codificado plano do núcleo para o local de síntese. Este serviço de entrega é realizado por moléculas de RNA.

O processo começa em essencial células: parte da "escada" do DNA se desenrola e se abre. Devido a isso, as letras de RNA formam ligações com as letras de DNA abertas de uma das fitas de DNA. A enzima transfere as letras do RNA para conectá-las em um fio. Assim, as letras do DNA são "reescritas" nas letras do RNA. A cadeia de RNA recém-formada é separada e a "escada" de DNA se torce novamente. O processo de ler informações do DNA e sintetizar seu molde de RNA é chamado de transcrição , e o RNA sintetizado é chamado de informativo ou i-RNA .

Após outras modificações, esse tipo de mRNA codificado está pronto. i-RNA sai do núcleo e vai para o local de síntese proteica, onde as letras i-RNA são decifradas. Cada conjunto de três letras de i-RNA forma uma "letra" que representa um determinado aminoácido.

Outro tipo de RNA procura esse aminoácido, captura-o com a ajuda de uma enzima e o entrega ao local da síntese proteica. Este RNA é chamado de RNA de transferência, ou tRNA. À medida que a mensagem de mRNA é lida e traduzida, a cadeia de aminoácidos cresce. Essa cadeia se torce e se dobra em uma forma única, criando um tipo de proteína. Até o processo de dobramento de proteínas é notável: usar um computador para calcular todas as opções levaria 1027 (!) anos para dobrar uma proteína de tamanho médio consistindo de 100 aminoácidos. E para a formação de uma cadeia de 20 aminoácidos no corpo, não leva mais de um segundo, e esse processo ocorre continuamente em todas as células do corpo.

Genes, código genético e suas propriedades.

Cerca de 7 bilhões de pessoas vivem na Terra. Exceto por 25-30 milhões de pares de gêmeos idênticos, então geneticamente todas as pessoas são diferentes : cada um é único, possui características hereditárias únicas, traços de caráter, habilidades, temperamento.

Tais diferenças são explicadas diferenças de genótipos- conjuntos de genes de um organismo; cada um é único. As características genéticas de um organismo particular são incorporadas em proteínas - consequentemente, a estrutura da proteína de uma pessoa difere, embora bastante, da proteína de outra pessoa.

Isso não significa que os humanos não têm exatamente as mesmas proteínas. Proteínas que desempenham as mesmas funções podem ser iguais ou muito ligeiramente diferentes em um ou dois aminoácidos uma da outra. Mas não existe na Terra de pessoas (com exceção de gêmeos idênticos), em que todas as proteínas seriam são os mesmos .

Informações sobre a estrutura primária de uma proteína codificado como uma sequência de nucleotídeos em uma seção de uma molécula de DNA, gene - uma unidade de informação hereditária de um organismo. Cada molécula de DNA contém muitos genes. A totalidade de todos os genes de um organismo compõe sua genótipo . Nesse caminho,

Um gene é uma unidade de informação hereditária de um organismo, que corresponde a uma seção separada do DNA

A informação hereditária é codificada usando Código genético , que é universal para todos os organismos e difere apenas na alternância de nucleotídeos que formam genes e codificam proteínas de organismos específicos.

Código genético consiste em tripletos (tripletos) de nucleotídeos de DNA que se combinam em diferentes sequências (AAT, HCA, ACH, THC, etc.), cada uma das quais codifica um aminoácido específico (que será construído na cadeia polipeptídica).

Na realidade código conta sequência de nucleotídeos em uma molécula de i-RNA , Porque remove informações do DNA (o processo transcrições ) e a traduz em uma sequência de aminoácidos nas moléculas de proteínas sintetizadas (processo transmissões ).
A composição do mRNA inclui nucleotídeos A-C-G-U, cujos trigêmeos são chamados códons : o tripleto CHT DNA no mRNA se tornará o tripleto HCA, e o tripleto AAG DNA se tornará o tripleto UUC. Exatamente códons de i-RNA reflete o código genético no registro.

Nesse caminho, código genético - um sistema unificado para registrar informações hereditárias em moléculas de ácido nucleico na forma de uma sequência de nucleotídeos . O código genético é baseado no uso de um alfabeto composto por apenas quatro letras de nucleotídeos que diferem em bases nitrogenadas: A, T, G, C.

As principais propriedades do código genético:

1. Código genético trio. Um tripleto (códon) é uma sequência de três nucleotídeos que codifica um aminoácido. Como as proteínas contêm 20 aminoácidos, é óbvio que cada um deles não pode ser codificado por um nucleotídeo ( como existem apenas quatro tipos de nucleotídeos no DNA, neste caso, 16 aminoácidos permanecem não codificados). Dois nucleotídeos para codificar aminoácidos também não são suficientes, pois neste caso apenas 16 aminoácidos podem ser codificados. Isso significa que o menor número de nucleotídeos que codificam um aminoácido deve ser pelo menos três. Neste caso, o número de tripletos de nucleotídeos possíveis é 43 = 64.

2. Redundância (degeneração) O código é uma consequência de sua natureza tripleto e significa que um aminoácido pode ser codificado por vários tripletos (uma vez que são 20 aminoácidos e existem 64 tripletos), com exceção da metionina e do triptofano, que são codificados por apenas um trio. Além disso, alguns trigêmeos desempenham funções específicas: na molécula de mRNA, os trigêmeos UAA, UAG, UGA são códons de terminação, ou seja, Pare-sinais que interrompem a síntese da cadeia polipeptídica. O tripleto correspondente à metionina (AUG), situado no início da cadeia de DNA, não codifica um aminoácido, mas desempenha a função de iniciar (excitar) a leitura.

3. Sem ambiguidade code - junto com a redundância, o código tem a propriedade singularidade : cada códon corresponde apenas 1 aminoácido específico.

4. Colinearidade código, ou seja sequência de nucleotídeos em um gene exatamente corresponde à sequência de aminoácidos na proteína.

5. Código genético não sobreposto e compacto , ou seja, não contém "sinais de pontuação". Isso significa que o processo de leitura não permite a possibilidade de sobreposição de colunas (tríplices), e, a partir de um determinado códon, a leitura vai continuamente triplo a triplo até Pare-sinais ( códons de terminação).

6. Código genético universal , ou seja, os genes nucleares de todos os organismos codificam informações sobre proteínas da mesma forma, independentemente do nível de organização e posição sistemática esses organismos.

Existir tabelas de código genético para descriptografia códons i-RNA e construção de cadeias de moléculas de proteínas.

Reacções de síntese de matrizes.

Nos sistemas vivos, existem reações desconhecidas em natureza inanimada - reações de síntese de matrizes.

O termo "matriz" em tecnologia denotam a forma utilizada para a fundição de moedas, medalhas, tipo tipográfico: o metal endurecido reproduz exatamente todos os detalhes da forma utilizada para a fundição. Síntese de matriz assemelha-se a um molde em uma matriz: novas moléculas são sintetizadas em estrita conformidade com o plano estabelecido na estrutura das moléculas já existentes.

O princípio matricial está no centro as reações sintéticas mais importantes da célula, como a síntese de ácidos nucléicos e proteínas. Nessas reações, é fornecida uma sequência exata e estritamente específica de unidades monoméricas nos polímeros sintetizados.

Este é o lugar onde direcional puxando monômeros para um local específico células - em moléculas que servem de matriz onde ocorre a reação. Se tais reações ocorressem como resultado de uma colisão aleatória de moléculas, elas ocorreriam infinitamente lentamente. A síntese de moléculas complexas com base no princípio da matriz é realizada com rapidez e precisão. O papel da matriz macromoléculas de ácidos nucléicos atuam em reações de matriz ADN ou ARN .

moléculas monoméricas, a partir do qual o polímero é sintetizado - nucleotídeos ou aminoácidos - de acordo com o princípio da complementaridade são dispostos e fixados na matriz em uma ordem estritamente definida e predeterminada.

Então vem "reticulação" de unidades de monômero em uma cadeia de polímero, e o polímero acabado é descartado da matriz.

Depois disso matriz pronta para a montagem de uma nova molécula de polímero. É claro que, assim como apenas uma moeda, uma letra pode ser lançada em um determinado molde, apenas um polímero pode ser "montado" em uma determinada molécula da matriz.

Tipo de matriz de reações- uma característica específica da química dos sistemas vivos. Eles são a base da propriedade fundamental de todos os seres vivos - sua capacidade de reproduzir sua própria espécie.

Reações de síntese de matriz

1. Replicação do DNA - replicação (de lat. replicatio - renovação) - o processo de síntese de uma molécula filha de ácido desoxirribonucleico na matriz da molécula de DNA parental. Durante a divisão subsequente da célula-mãe, cada célula-filha recebe uma cópia de uma molécula de DNA idêntica ao DNA da célula-mãe original. Este processo garante a transmissão precisa da informação genética de geração em geração. A replicação do DNA é realizada por um complexo enzimático complexo, consistindo de 15 a 20 proteínas diferentes, chamadas responsivo . O material para a síntese são os nucleotídeos livres presentes no citoplasma das células. O significado biológico da replicação está na transferência exata da informação hereditária da molécula-mãe para as filhas, o que normalmente ocorre durante a divisão das células somáticas.

A molécula de DNA consiste em duas fitas complementares. Essas correntes são mantidas fracas ligações de hidrogênio capaz de ser dilacerado pela ação de enzimas. A molécula de DNA é capaz de se duplicar (replicar) e uma nova metade dela é sintetizada em cada metade antiga da molécula.
Além disso, uma molécula de mRNA pode ser sintetizada em uma molécula de DNA, que então transfere a informação recebida do DNA para o local da síntese proteica.

A transferência de informação e a síntese de proteínas seguem um princípio matricial, comparável ao trabalho de uma impressora em uma gráfica. As informações do DNA são copiadas repetidamente. Se ocorrerem erros durante a cópia, eles serão repetidos em todas as cópias subsequentes.

É verdade que alguns erros na cópia de informações por uma molécula de DNA podem ser corrigidos - o processo de eliminação de erros é chamado reparações. A primeira das reações no processo de transferência de informação é a replicação da molécula de DNA e a síntese de novas fitas de DNA.

2. Transcrição (do latim transcriptio - reescrever) - o processo de síntese de RNA usando DNA como molde, ocorrendo em todas as células vivas. Em outras palavras, é a transferência de informação genética do DNA para o RNA.

A transcrição é catalisada pela enzima RNA polimerase dependente de DNA. A RNA polimerase se move ao longo da molécula de DNA na direção 3" → 5". A transcrição consiste em etapas iniciação, alongamento e terminação . A unidade de transcrição é o operon, um fragmento da molécula de DNA que consiste em promotor, fração transcrita e terminador . O i-RNA consiste em uma fita e é sintetizado no DNA de acordo com a regra da complementaridade com a participação de uma enzima que ativa o início e o fim da síntese da molécula de i-RNA.

A molécula de mRNA finalizada entra no citoplasma nos ribossomos, onde ocorre a síntese de cadeias polipeptídicas.

3. Transmissão (de lat. tradução- transferência, movimento) - o processo de síntese de proteínas a partir de aminoácidos na matriz de informação (matriz) RNA (mRNA, mRNA) realizado pelo ribossomo. Em outras palavras, este é o processo de tradução da informação contida na sequência de nucleotídeos do i-RNA na sequência de aminoácidos do polipeptídeo.

4. Transcrição reversa é o processo de formação de DNA de fita dupla com base em informações de RNA de fita simples. Esse processo é chamado de transcrição reversa, pois a transferência da informação genética ocorre no sentido “reverso” em relação à transcrição. A ideia da transcrição reversa foi inicialmente muito impopular, pois ia contra o dogma central da biologia molecular, que assumia que o DNA é transcrito em RNA e depois traduzido em proteínas.

No entanto, em 1970, Temin e Baltimore descobriram independentemente uma enzima chamada transcriptase reversa (revertase) , e a possibilidade de transcrição reversa foi finalmente confirmada. Em 1975, Temin e Baltimore foram premiados premio Nobel no campo da fisiologia e da medicina. Alguns vírus (como o vírus da imunodeficiência humana que causa a infecção pelo HIV) têm a capacidade de transcrever RNA em DNA. O HIV tem um genoma de RNA que se integra ao DNA. Como resultado, o DNA do vírus pode ser combinado com o genoma da célula hospedeira. A principal enzima responsável pela síntese de DNA a partir do RNA é chamada de reverter. Uma das funções da reversese é criar DNA complementar (cDNA) do genoma viral. A enzima associada ribonuclease cliva o RNA e a revertase sintetiza o cDNA a partir de dupla hélice ADN. O cDNA é integrado ao genoma da célula hospedeira pela integrase. O resultado é síntese de proteínas virais pela célula hospedeira que formam novos vírus. No caso do HIV, a apoptose (morte celular) dos linfócitos T também é programada. Em outros casos, a célula pode permanecer como distribuidora de vírus.

A sequência de reações de matriz na biossíntese de proteínas pode ser representada como um diagrama.

Nesse caminho, biossíntese de proteínas- este é um dos tipos de troca plástica, durante a qual a informação hereditária codificada nos genes do DNA é realizada em uma determinada sequência de aminoácidos em moléculas de proteína.

As moléculas de proteína são essencialmente cadeias polipeptídicas formados por aminoácidos individuais. Mas os aminoácidos não são ativos o suficiente para se conectarem por conta própria. Portanto, antes de se combinarem e formarem uma molécula de proteína, os aminoácidos devem ativar . Essa ativação ocorre sob a ação de enzimas especiais.

Como resultado da ativação, o aminoácido torna-se mais lábil e, sob a ação da mesma enzima, liga-se a t- RNA. Cada aminoácido corresponde a um t- RNA, que encontra "seu" aminoácido e perdura para dentro do ribossomo.

Portanto, o ribossomo recebe vários aminoácidos ativados ligados ao seu t- RNA. O ribossomo é como transportador para montar uma cadeia de proteínas a partir de vários aminoácidos que entram nela.

Simultaneamente com o t-RNA, no qual seu próprio aminoácido "senta", " sinal» do DNA que está contido no núcleo. De acordo com este sinal, uma ou outra proteína é sintetizada no ribossomo.

A influência direta do DNA na síntese de proteínas não é realizada diretamente, mas com a ajuda de um intermediário especial - matriz ou RNA mensageiro (mRNA ou i-RNA), que sintetizado no núcleo Não é influenciado pelo DNA, portanto, sua composição reflete a composição do DNA. A molécula de RNA é, por assim dizer, um molde da forma de DNA. O mRNA sintetizado entra no ribossomo e, por assim dizer, o transfere para essa estrutura plano- em que ordem os aminoácidos ativados que entram no ribossomo devem ser combinados entre si para sintetizar uma determinada proteína. Por outro lado, A informação genética codificada no DNA é transferida para o mRNA e depois para a proteína.

A molécula de mRNA entra no ribossomo e pisca sua. O segmento que está em este momento no ribossomo códon (tríplice), interage de forma completamente específica com uma estrutura adequada para isso tripleto (anticódon) no RNA de transferência que trouxe o aminoácido para o ribossomo.

O RNA de transferência com seu aminoácido se aproxima de um certo códon de mRNA e conecta com ele; para o próximo local vizinho de i-RNA une outro tRNA com um aminoácido diferente e assim por diante até que toda a cadeia de i-RNA seja lida, até que todos os aminoácidos sejam encadeados na ordem apropriada, formando uma molécula de proteína. E o t-RNA, que entregou o aminoácido a um local específico da cadeia polipeptídica, livre de seu aminoácido e sai do ribossomo.

Então, novamente no citoplasma, o aminoácido desejado pode se juntar a ele e o transferirá novamente para o ribossomo. No processo de síntese de proteínas, não um, mas vários ribossomos, polirribossomos, estão envolvidos simultaneamente.

As principais etapas da transferência de informação genética:

1. Síntese no DNA como em um modelo de mRNA (transcrição)
2. Síntese da cadeia polipeptídica nos ribossomos de acordo com o programa contido no i-RNA (tradução) .

Os estágios são universais para todos os seres vivos, mas as relações temporais e espaciais desses processos diferem em pró e eucariotos.

No procariontes transcrição e tradução podem ocorrer simultaneamente porque o DNA está localizado no citoplasma. No eucarioto transcrição e tradução são estritamente separadas no espaço e no tempo: a síntese de vários RNAs ocorre no núcleo, após o que as moléculas de RNA devem deixar o núcleo, passando pela membrana nuclear. O RNA é então transportado no citoplasma para o local de síntese proteica.

Ministério da Educação e Ciência da Federação Russa Agencia Federal de Educação

Estado instituição educacional mais alto Educação vocacional"Estado de Altai Universidade Técnica eles. I.I. Polzunov"

Departamento de Ciências Naturais e Análise de Sistemas

Ensaio sobre o tema "Código genético"

1. O conceito de código genético

3. Informação genética

Bibliografia

1. O conceito de código genético

O código genético é um sistema único de registro de informações hereditárias em moléculas de ácidos nucléicos na forma de uma sequência de nucleotídeos, característica de organismos vivos. Cada nucleotídeo é denotado por uma letra maiúscula, que inicia o nome da base nitrogenada que faz parte dele: - A (A) adenina; - G (G) guanina; - C (C) citosina; - T (T) timina (no DNA) ou U (U) uracil (no mRNA).

A implementação do código genético na célula ocorre em duas etapas: transcrição e tradução.

A primeira delas ocorre no núcleo; consiste na síntese de moléculas de mRNA nas seções correspondentes de DNA. Nesse caso, a sequência de nucleotídeos de DNA é "reescrita" na sequência de nucleotídeos de RNA. A segunda etapa ocorre no citoplasma, nos ribossomos; neste caso, a sequência nucleotídica do i-RNA é traduzida na sequência de aminoácidos na proteína: esta etapa prossegue com a participação do RNA transportador (t-RNA) e das enzimas correspondentes.

2. Propriedades do código genético

1. Triplicidade

Cada aminoácido é codificado por uma sequência de 3 nucleotídeos.

Um tripleto ou códon é uma sequência de três nucleotídeos que codifica um aminoácido.

O código não pode ser monopleto, pois 4 (o número de nucleotídeos diferentes no DNA) é menor que 20. O código não pode ser dublado, pois 16 (o número de combinações e permutações de 4 nucleotídeos por 2) é menor que 20. O código pode ser tripleto, porque 64 (o número de combinações e permutações de 4 a 3) é maior que 20.

2. Degeneração.

Todos os aminoácidos, exceto metionina e triptofano, são codificados por mais de um tripleto: 2 aminoácidos 1 tripleto = 2 9 aminoácidos 2 tripletos cada = 18 1 aminoácido 3 tripletos = 3 5 aminoácidos 4 tripletos cada = 20 3 aminoácidos 6 tripletos cada = 18 Total de 61 códigos tripletos para 20 aminoácidos.

3. A presença de sinais de pontuação intergênicos.

Um gene é uma seção de DNA que codifica uma cadeia polipeptídica ou uma molécula de tRNA, rRNA ou sRNA.

Os genes tRNA, rRNA e sRNA não codificam proteínas.

No final de cada gene que codifica um polipeptídeo, há pelo menos um dos 3 códons de terminação, ou sinais de parada: UAA, UAG, UGA. Eles encerram a transmissão.

Convencionalmente, o códon AUG também pertence aos sinais de pontuação - o primeiro após a sequência líder. Desempenha a função de uma letra maiúscula. Nesta posição, codifica a formilmetionina (em procariontes).

4. Singularidade.

Cada tripleto codifica apenas um aminoácido ou é um terminador de tradução.

A exceção é o códon AUG. Nos procariontes, na primeira posição (letra maiúscula) codifica a formilmetionina, e em qualquer outra posição codifica a metionina.

5. Compacidade ou ausência de pontuações intragênicas.

Dentro de um gene, cada nucleotídeo é parte de um códon significativo.

Em 1961 Seymour Benzer e Francis Crick provaram experimentalmente que o código é triplo e compacto.

A essência do experimento: mutação "+" - a inserção de um nucleotídeo. Mutação "-" - perda de um nucleotídeo. Uma única mutação "+" ou "-" no início de um gene corrompe o gene inteiro. Uma mutação dupla "+" ou "-" também estraga todo o gene. Uma mutação tripla "+" ou "-" no início do gene estraga apenas parte dele. Uma mutação quádrupla "+" ou "-" novamente estraga todo o gene.

O experimento prova que o código é triplo e não há sinais de pontuação dentro do gene. O experimento foi realizado em dois genes de fagos adjacentes e mostrou, além disso, a presença de marcas de pontuação entre os genes.

3. Informação genética

A informação genética é um programa das propriedades de um organismo, recebido de ancestrais e embutido em estruturas hereditárias na forma de um código genético.

Supõe-se que a formação da informação genética procedeu de acordo com o esquema: processos geoquímicos - formação mineral - catálise evolutiva (autocatálise).

É possível que os primeiros genes primitivos fossem cristais microcristalinos de argila, e cada nova camada de argila se alinhe de acordo com as características estruturais da anterior, como se recebesse dela informações sobre a estrutura.

A realização da informação genética ocorre no processo de síntese de moléculas proteicas com o auxílio de três RNAs: informacional (mRNA), de transporte (tRNA) e ribossomal (rRNA). O processo de transferência de informação passa: - pelo canal de comunicação direta: DNA - RNA - proteína; e - por canal retorno: meio - proteína - DNA.

Os organismos vivos são capazes de receber, armazenar e transmitir informações. Além disso, os organismos vivos tendem a usar as informações recebidas sobre si mesmos e o mundo ao seu redor da maneira mais eficiente possível. A informação hereditária embutida nos genes e necessária para a existência, desenvolvimento e reprodução de um organismo vivo é transmitida de cada indivíduo para seus descendentes. Essas informações determinam a direção do desenvolvimento do organismo e, no processo de sua interação com o ambiente, a reação ao seu indivíduo pode ser distorcida, garantindo assim a evolução do desenvolvimento dos descendentes. No processo de evolução de um organismo vivo surge e é lembrado nova informação, inclusive para ele o valor da informação aumenta.

Durante a implementação de informações hereditárias sob certas condições ambiente externo o fenótipo de organismos de uma dada espécie biológica é formado.

A informação genética determina a estrutura morfológica, crescimento, desenvolvimento, metabolismo, armazém mental, predisposição a doenças e defeitos genéticos do corpo.

Muitos cientistas, enfatizando com razão o papel da informação na formação e evolução dos seres vivos, apontaram essa circunstância como um dos principais critérios da vida. Então, V. I. Karagodin acredita: “O viver é tal forma de existência da informação e das estruturas por ela codificadas, que garante a reprodução dessa informação em condições ambientais adequadas”. A conexão da informação com a vida também é notada por A.A. Lyapunov: "A vida é um estado altamente ordenado da matéria que usa informações codificadas pelos estados de moléculas individuais para desenvolver reações persistentes." Nosso conhecido astrofísico N.S. Kardashev também enfatiza o componente informacional da vida: "A vida surge devido à possibilidade de síntese tipo especial moléculas capazes de lembrar e usar a princípio as informações mais simples sobre meio Ambiente e estrutura própria, que eles usam para autopreservação, para reprodução e, o mais importante para nós, para obter mais mais O ecologista F. Tipler chama a atenção para essa capacidade dos organismos vivos de armazenar e transmitir informações em seu livro "Física da Imortalidade": "Defino a vida como algum tipo de informação codificada que é preservada pela seleção natural". a informação é eterna, infinita e imortal.

A descoberta do código genético e o estabelecimento das leis da biologia molecular mostraram a necessidade de combinar a genética moderna e a teoria darwiniana da evolução. Assim, nasceu um novo paradigma biológico - a teoria sintética da evolução (STE), que já pode ser considerada como biologia não clássica.

As principais ideias da evolução de Darwin com sua tríade - hereditariedade, variabilidade, seleção natural - na visão moderna da evolução do mundo vivo são complementadas por ideias não apenas de seleção natural, mas de tal seleção, que é determinada geneticamente. O início do desenvolvimento da evolução sintética ou geral pode ser considerado o trabalho de S.S. Chetverikov sobre genética de populações, na qual foi demonstrado que não as características individuais e os indivíduos são submetidos à seleção, mas o genótipo de toda a população, mas é realizado através das características fenotípicas dos indivíduos. Isso leva à disseminação de mudanças benéficas por toda a população. Assim, o mecanismo de evolução é implementado tanto através de mutações aleatórias no nível genético, quanto através da herança das características mais valiosas (o valor da informação!), que determinam a adaptação das características mutacionais ao ambiente, proporcionando a prole mais viável .

Mudanças climáticas sazonais, vários desastres naturais ou causados ​​pelo homem, por um lado, levam a uma mudança na frequência de repetição de genes nas populações e, como resultado, a uma diminuição variabilidade hereditária. Esse processo às vezes é chamado de deriva genética. E, por outro lado, a alterações na concentração de várias mutações e diminuição da diversidade de genótipos contidos na população, o que pode levar a mudanças na direção e intensidade da seleção.

4. Decifrando o código genético humano

Em maio de 2006, cientistas trabalhando no sequenciamento do genoma humano publicaram um mapa genético completo do cromossomo 1, que foi o último cromossomo humano sequenciado de forma incompleta.

Um mapa genético humano preliminar foi publicado em 2003, marcando o fim formal do Projeto Genoma Humano. Dentro de sua estrutura, fragmentos de genoma contendo 99% dos genes humanos foram sequenciados. A precisão da identificação do gene foi de 99,99%. No entanto, ao final do projeto, apenas quatro dos 24 cromossomos haviam sido totalmente sequenciados. O fato é que, além dos genes, os cromossomos contêm fragmentos que não codificam nenhuma característica e não estão envolvidos na síntese de proteínas. O papel que esses fragmentos desempenham na vida do organismo ainda é desconhecido, mas cada vez mais pesquisadores estão inclinados a acreditar que seu estudo requer a maior atenção.

Hoje não é segredo para ninguém que o programa de vida de todos os organismos vivos está escrito na molécula de DNA. A maneira mais fácil de pensar em uma molécula de DNA é como uma longa escada. As colunas verticais dessa escada são compostas de moléculas de açúcar, oxigênio e fósforo. Todas as informações importantes de trabalho na molécula são registradas nos degraus da escada - elas consistem em duas moléculas, cada uma das quais está presa a uma das prateleiras verticais. Essas moléculas, as bases nitrogenadas, são chamadas de adenina, guanina, timina e citosina, mas geralmente são chamadas simplesmente pelas letras A, G, T e C. A forma dessas moléculas permite que elas formem ligações - etapas concluídas - de apenas um certo tipo. Estas são as ligações entre as bases A e T e entre as bases G e C (o par formado desta forma é chamado "par de razões"). Não pode haver outros tipos de ligações na molécula de DNA.

Descendo os degraus ao longo de uma fita da molécula de DNA, você obtém a sequência de bases. É essa mensagem em forma de sequência de bases que determina o fluxo das reações químicas na célula e, consequentemente, as características do organismo que possui esse DNA. De acordo com o dogma central da biologia molecular, as informações sobre as proteínas são codificadas na molécula de DNA, que, por sua vez, atua como enzimas. cm. Catalisadores e enzimas), regulam tudo reações químicas em organismos vivos.

Uma correspondência estrita entre a sequência de pares de bases em uma molécula de DNA e a sequência de aminoácidos que compõem as enzimas proteicas é chamada de código genético. O código genético foi decifrado logo após a descoberta da estrutura de fita dupla do DNA. Sabia-se que a molécula recém-descoberta informativo, ou matriz O RNA (mRNA ou mRNA) carrega informações escritas no DNA. Os bioquímicos Marshall W. Nirenberg e J. Heinrich Matthaei de Instituto Nacional cuidados de saúde na cidade de Bethesda, perto de Washington, DC, encenou os primeiros experimentos que levaram ao desvendamento do código genético.

Eles começaram sintetizando moléculas artificiais de mRNA consistindo apenas na repetição da base nitrogenada uracil (que é análoga à timina, "T", e forma ligações apenas com adenina, "A", da molécula de DNA). Eles adicionaram esses mRNAs a tubos de ensaio com uma mistura de aminoácidos, com apenas um dos aminoácidos em cada tubo marcado com um rótulo radioativo. Os pesquisadores descobriram que o mRNA sintetizado artificialmente por eles iniciava a formação de proteínas em apenas um tubo de ensaio, onde estava localizado o aminoácido marcado fenilalanina. Assim, eles estabeleceram que a sequência "-U-U-U-" na molécula de mRNA (e, portanto, a sequência equivalente "-A-A-A-" na molécula de DNA) codifica uma proteína que consiste apenas no aminoácido fenilalanina. Este foi o primeiro passo para decifrar o código genético.

Hoje sabe-se que três pares de bases de uma molécula de DNA (tal tripleto é chamado de códon) codificam um aminoácido em uma proteína. Ao realizar experimentos semelhantes ao descrito acima, os geneticistas acabaram decifrando todo o código genético, no qual cada um dos 64 códons possíveis corresponde a um aminoácido específico.

Conduzindo Revista Ciência Natureza anunciou a descoberta de um segundo código genético - uma espécie de "código dentro de um código", que foi recentemente decifrado por biólogos moleculares e programadores de computador. Além disso, para revelá-lo, eles não usaram a teoria evolucionária, mas a tecnologia da informação.

O novo código é chamado de código de emenda. Está dentro do DNA. Esse código controla o código genético subjacente de uma maneira muito complexa, mas previsível. O código de splicing controla como e quando os genes e os elementos reguladores são montados. Revelar esse código dentro de um código ajuda a esclarecer alguns dos mistérios de longa data da genética que surgiram desde o Projeto de Sequenciamento do Genoma Humano Completo. Um desses mistérios era por que existem apenas 20.000 genes em um organismo tão complexo quanto o ser humano? (Os cientistas esperavam encontrar muito mais.) Por que os genes são divididos em segmentos (exons) que são separados por elementos não codificantes (íntrons) e então unidos (ou seja, spliced) após a transcrição? E por que os genes são ativados em algumas células e tecidos e não em outros? Por duas décadas, os biólogos moleculares tentaram elucidar os mecanismos de regulação genética. Este artigo aponta para uma ponto importante entender o que realmente está acontecendo. Ele não responde a todas as perguntas, mas demonstra que o código interno existe. Esse código é um sistema de comunicação que pode ser decifrado com tanta clareza que os cientistas podem prever como um genoma pode se comportar em determinadas situações e com precisão inexplicável.

Imagine que você ouve uma orquestra na sala ao lado. Você abre a porta, olha para dentro e vê três ou quatro músicos na sala tocando o instrumentos musicais. É assim que Brandon Frey, que ajudou a decifrar o código, diz que o genoma humano se parece. Ele diz: “Conseguimos detectar apenas 20.000 genes, mas sabíamos que eles formam um grande número de produtos proteicos e elementos reguladores. Como? Um dos métodos é chamado de emenda alternativa". Diferentes exons (partes de genes) podem ser montados de diferentes maneiras. “Por exemplo, três genes para a proteína neurexina podem criar mais de 3.000 mensagens genéticas que ajudam a controlar o sistema de fiação do cérebro”. diz Frey. Bem ali no artigo, diz que os cientistas sabem que 95% dos nossos genes têm splicing alternativo, e na maioria dos casos em tipos diferentes transcritos (moléculas de RNA resultantes da transcrição) são expressos de forma diferente nas células e tecidos. Deve haver algo que controle como essas milhares de combinações são montadas e expressas. Esta é a tarefa do código de emenda.

Os leitores que desejam uma visão geral rápida da descoberta podem ler o artigo em Ciência diária intitulado "Pesquisadores que decifraram o 'Splicing Code' desvendam o mistério por trás da complexidade biológica". O artigo diz: “Cientistas da Universidade de Toronto ganharam uma nova compreensão fundamental de como as células vivas usam número limitado genes para formar órgãos incrivelmente complexos como o cérebro.". A própria revista Nature começa com "Code Within Code" de Heidi Ledford. Isto foi seguido por um artigo de Tejedor e Valcarcel intitulado “Regulação genética: quebrando o segundo código genético. Finalmente, um artigo de um grupo de pesquisadores da Universidade de Toronto liderado por Benjamin D. Blencoe e Brandon D. Frey, "Deciphering the Splicing Code", foi decisivo.

Este artigo é uma vitória da ciência da informação que nos lembra os decifradores da Segunda Guerra Mundial. Seus métodos incluíam álgebra, geometria, teoria da probabilidade, cálculo vetorial, teoria da informação, otimização de código de programa e outras técnicas avançadas. O que eles não precisavam era de teoria evolucionária que nunca foi mencionado artigos científicos. Lendo este artigo, você pode ver quanta tensão os autores desta abertura estão:

“Descrevemos um esquema de ‘código de emenda’ que usa combinações de centenas de propriedades de RNA para prever mudanças mediadas por tecidos em emendas alternativas de milhares de éxons. O código estabelece novas classes de padrões de splicing, reconhece diferentes programas regulatórios em diferentes tecidos e estabelece sequências regulatórias controladas por mutações. Descobrimos estratégias regulatórias amplamente utilizadas, incluindo: uso de pools de propriedades inesperadamente grandes; detecção níveis baixos inclusões de exões que são atenuadas pelas propriedades de tecidos específicos; a manifestação de propriedades nos íntrons é mais profunda do que se pensava; e modulação dos níveis da variante de splice pelas características estruturais do transcrito. O código ajudou a estabelecer uma classe de exons cuja inclusão silencia a expressão em tecidos adultos, ativando a degradação do mRNA, e cuja exclusão promove a expressão durante a embriogênese. O código facilita a divulgação e descrição detalhada eventos de splicing alternativos regulados em todo o genoma.

A equipe que decifrou o código incluiu especialistas do Departamento de Eletrônica e Engenharia de Computação, bem como do Departamento de Genética Molecular. (O próprio Frey trabalha para a Microsoft Research, uma divisão da Microsoft Corporation) Como os decodificadores do passado, Frey e Barash desenvolveram « novo método análise biológica assistida por computador que descobre as 'palavras de código' escondidas dentro do genoma". Com a ajuda de uma enorme quantidade de dados criados por geneticistas moleculares, um grupo de pesquisadores realizou "engenharia reversa" do código de splicing até que eles pudessem prever como ele iria agir. Uma vez que os pesquisadores pegaram o jeito, eles testaram o código para mutações e viram como os éxons foram inseridos ou removidos. Eles descobriram que o código pode até causar alterações específicas do tecido ou agir de maneira diferente, dependendo de ser um camundongo adulto ou um embrião. Um gene, Xpo4, está associado ao câncer; Os pesquisadores observaram: “Esses dados suportam a conclusão de que a expressão do gene Xpo4 deve ser rigidamente controlada para evitar possíveis efeitos prejudiciais, incluindo oncogênese (câncer), uma vez que é ativo durante a embriogênese, mas é reduzido em tecidos adultos. Acontece que eles ficaram absolutamente surpresos com o nível de controle que viram. Intencionalmente ou não, Frey não usou a variação aleatória e a seleção como pista, mas a linguagem do design inteligente. Ele notou: "Compreender o complexo sistema biológico como entender um circuito eletrônico complexo.”

Heidi Ledford disse que a aparente simplicidade do código genético de Watson-Crick, com suas quatro bases, códons tripletos, 20 aminoácidos e 64 "caracteres" de DNA - esconde todo um mundo de complexidade. Encapsulado dentro desse código mais simples, o código de emenda é muito mais complexo.

Mas entre o DNA e as proteínas está o RNA - mundo separado dificuldades. O RNA é um transformador que às vezes carrega mensagens genéticas e às vezes as controla, enquanto usa muitas estruturas que podem influenciar sua função. Em um artigo publicado na mesma edição, uma equipe de pesquisadores liderada por Benjamin D. Blencow e Brandon D. Frey, da Universidade de Toronto, em Ontário, Canadá, relata tentativas de desvendar um segundo código genético que pode prever como os segmentos de RNA mensageiro são transcritos de um determinado gene podem se misturar e combinar para formar uma variedade de produtos em diferentes tecidos. Este processo é conhecido como emenda alternativa. Desta vez não há uma tabela simples - em vez disso, algoritmos que combinam mais de 200 várias propriedades DNA com definições de estrutura de RNA.

O trabalho desses pesquisadores aponta para o rápido progresso que os métodos computacionais têm feito na modelagem do RNA. Além de entender o splicing alternativo, a ciência da computação está ajudando os cientistas a prever estruturas de RNA e identificar pequenos fragmentos reguladores de RNA que não codificam proteínas. "É um momento maravilhoso", diz Christopher Berg, biólogo da computação do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, em Cambridge. “No futuro, teremos um enorme sucesso”.

Ciência da computação, biologia da computação, algoritmos e códigos não faziam parte do vocabulário de Darwin quando ele desenvolveu sua teoria. Mendel tinha um modelo muito simplificado de como os traços são distribuídos durante a herança. Além disso, a ideia de que os recursos são codificados só foi introduzida em 1953. Vemos que o código genético original é regulado por um código ainda mais complexo incluído nele. São ideias revolucionárias.. Além disso, há todas as indicações de que este nível de controle não é o último. Ledford nos lembra que, por exemplo, RNA e proteínas têm uma estrutura tridimensional. A função das moléculas pode mudar quando sua forma muda.Deve haver algo que controle o dobramento para que a estrutura tridimensional faça o que a função exige. Além disso, o acesso aos genes parece ser controlado outro código, código de histonas. Esse código é codificado por marcadores moleculares ou "caudas" em proteínas histonas que servem como centros para o enrolamento e superenrolamento do DNA. Descrevendo nosso tempo, Ledford fala de "renascimento permanente da informática RNC".

Tejedor e Valcarcel concordam que a complexidade está por trás da simplicidade. “Em teoria, tudo parece muito simples: o DNA forma o RNA, que então cria uma proteína”, - eles começam seu artigo. “Mas a realidade é muito mais complicada.”. Na década de 1950, aprendemos que todos os organismos vivos, de bactérias a humanos, têm um código genético básico. Mas logo percebemos que organismos complexos (eucariotos) têm algumas propriedades não naturais e difíceis de entender: seus genomas têm seções peculiares, íntrons, que devem ser removidos para que os éxons possam se unir. Por quê? A neblina está se dissipando hoje “A principal vantagem desse mecanismo é que ele permite que diferentes células escolham formas alternativas splicing do RNA mensageiro precursor (pré-mRNA) e, assim, um gene forma mensagens diferentes”. eles explicam, "e então diferentes mRNAs podem codificar diferentes proteínas com diferentes funções". De menos código, você obtém mais informações, desde que haja esse outro código dentro do código que saiba fazer isso.

O que torna tão difícil decifrar o código de splicing é que os fatores que controlam a montagem do exon são definidos por muitos outros fatores: sequências próximas aos limites do exon, sequências de íntrons e fatores reguladores que auxiliam ou inibem o mecanismo de splicing. Além do mais, "os efeitos de uma determinada sequência ou fator podem variar dependendo de sua localização em relação aos limites do íntron-exão ou outros motivos reguladores", - Tejedor e Valcarcel explicam. “Portanto, a tarefa mais difícil de prever o splicing específico do tecido é calcular a álgebra da miríade de motivos e as relações entre os fatores reguladores que os reconhecem”..

Para resolver esse problema, uma equipe de pesquisadores inseriu no computador uma enorme quantidade de dados sobre as sequências de RNA e as condições em que foram formadas. "O computador recebeu então a tarefa de identificar a combinação de propriedades que melhor explicariam a seleção de exon específica do tecido experimentalmente estabelecida".. Em outras palavras, os pesquisadores fizeram engenharia reversa do código. Como os decifradores de código da Segunda Guerra Mundial, uma vez que os cientistas conheçam o algoritmo, eles podem fazer previsões: "Ele identificou corretamente e com precisão os éxons alternativos e previu sua regulação diferencial entre pares de tipos de tecidos". E, como qualquer boa teoria científica, a descoberta forneceu novos insights: “Isso nos permitiu reexplicar motivações regulatórias previamente estabelecidas e apontou para propriedades anteriormente desconhecidas de reguladores conhecidos, bem como conexões funcionais entre eles", observaram os pesquisadores. “Por exemplo, o código implica que a inclusão de exons que levam a proteínas processadas é um mecanismo geral para controlar o processo de expressão gênica durante a transição do tecido embrionário para o tecido adulto”..

Tejedor e Valcarcel consideram a publicação de seu artigo um primeiro passo importante: "O trabalho... é melhor visto como a descoberta do primeiro fragmento da Pedra de Roseta, muito maior, necessária para decifrar as mensagens alternativas do nosso genoma." De acordo com esses cientistas, pesquisas futuras, sem dúvida, melhorarão seus conhecimentos sobre esse novo código. Na conclusão de seu artigo, eles mencionam a evolução de passagem, e o fazem muito de uma forma inusitada. Eles dizem: “Isso não significa que a evolução criou esses códigos. Isso significa que o progresso exigirá uma compreensão de como os códigos interagem. Outra surpresa foi que o grau de conservação observado até hoje levanta a questão da possível existência de "códigos específicos da espécie".

O código provavelmente funciona em todas as células e, portanto, deve ser responsável por mais de 200 tipos de células de mamíferos. Ele também precisa lidar com uma enorme variedade de padrões de splicing alternativos, sem mencionar as decisões simples de incluir ou pular um único exon. A limitada retenção evolutiva da regulação do splicing alternativo (estimado em cerca de 20% entre humanos e camundongos) levanta a questão da existência de códigos espécie-específicos. Além disso, a relação entre o processamento do DNA e a transcrição gênica influencia o splicing alternativo, e evidências recentes apontam para o empacotamento do DNA por proteínas histonas e modificações covalentes de histonas (o chamado código epigenético) na regulação do splicing. Portanto, métodos futuros terão que estabelecer a interação exata entre o código de histonas e o código de splicing. O mesmo vale para a influência ainda pouco compreendida estruturas complexas RNA para splicing alternativo.

Códigos, códigos e mais códigos. O fato de os cientistas não dizerem quase nada sobre o darwinismo nesses artigos indica que os teóricos evolucionistas, adeptos de velhas ideias e tradições, têm muito em que pensar depois de lerem esses artigos. Mas aqueles que estão entusiasmados com a biologia dos códigos estarão na vanguarda. Eles têm uma grande oportunidade de aproveitar o excitante aplicativo da web que os decifradores de código criaram para incentivar uma maior exploração. Ele pode ser encontrado no site da Universidade de Toronto chamado "Alternative Splicing Prediction Website". Os visitantes procurarão em vão por menção à evolução aqui, apesar do antigo axioma de que nada na biologia faz sentido sem ela. Uma nova versão esta expressão de 2010 pode soar assim: "Nada em biologia faz sentido a menos que seja visto à luz da ciência da computação" .

Links e notas

Estamos felizes em poder contar a você sobre essa história no dia em que foi publicada. Talvez este seja um dos artigos científicos mais significativos do ano. (Claro que cada grande descoberta, feita por outros grupos de cientistas, como a descoberta de Watson e Crick.) A única coisa que podemos dizer sobre isso é: “Uau!” Esta descoberta é uma confirmação notável da Criação Projetada e um enorme desafio para o império darwiniano. É interessante como os evolucionistas tentarão corrigir sua história simplificada de mutações aleatórias e seleção natural, que foi inventada no século 19, à luz desses novos dados.

Você entende o que Tejedor e Valcarcel estão falando? As visualizações podem ter seu próprio código específico para essas visualizações. “Portanto, os métodos futuros terão que estabelecer a interação exata entre o código da histona [epigenética] e o código de emenda”, observam. Na tradução, isso significa: “Os darwinistas não têm nada a ver com isso. Eles simplesmente não conseguem lidar com isso." Se o código genético simples de Watson-Crick era um problema para os darwinistas, então o que eles dizem agora sobre o código de splicing, que cria milhares de transcrições dos mesmos genes? E como eles vão lidar com o código epigenético que controla a expressão gênica? E quem sabe, nessa incrível “interação” que estamos apenas começando a conhecer, outros códigos estejam envolvidos, lembrando a Pedra de Roseta, apenas começando a emergir da areia?

Agora que estamos pensando em códigos e ciência da computação, estamos começando a pensar em diferentes paradigmas para novas pesquisas. E se o genoma funcionar parcialmente como uma rede de armazenamento? E se a criptografia ocorrer nele ou ocorrerem algoritmos de compactação? Devemos nos lembrar dos modernos sistemas de informação e tecnologias de armazenamento de informações. Talvez encontremos até elementos de esteganografia. Sem dúvida, existem mecanismos de resistência adicionais, como duplicações e correções, que podem ajudar a explicar a existência de pseudogenes. A cópia do genoma inteiro pode ser uma resposta ao estresse. Alguns desses fenômenos podem ser indicadores úteis eventos históricos, que não têm nada a ver com um ancestral comum universal, mas ajudam a explorar a genômica comparativa dentro da informática e do design de resistência e ajudam a entender a causa de uma doença.

Os evolucionistas encontram-se em um grande dilema. Os pesquisadores tentaram modificar o código, mas obtiveram apenas câncer e mutações. Como eles vão atravessar o campo da aptidão quando tudo está minado com catástrofes esperando nos bastidores assim que alguém começar a interferir nessas inextricavelmente códigos relacionados? Sabemos que há alguma resiliência e portabilidade embutidas, mas o quadro todo é um sistema de informações incrivelmente complexo, projetado e otimizado, não um amontoado de peças que podem ser tocadas indefinidamente. Toda a ideia de código é o conceito de design inteligente.

A.E. Wilder-Smith enfatizou isso. O código pressupõe um acordo entre as duas partes. Um acordo é um acordo prévio. Implica planejamento e propósito. O símbolo SOS, como diria Wilder-Smith, usamos por convenção como um sinal de socorro. O SOS não parece um desastre. Não cheira a desastre. Não parece um desastre. As pessoas não entenderiam que essas cartas representam um desastre se não entendessem a essência do próprio acordo. Da mesma forma, um códon de alanina, HCC, não tem aparência, cheiro ou sensação de alanina. Um códon não teria nada a ver com alanina, a menos que houvesse um acordo pré-estabelecido entre os dois sistemas de codificação (código de proteína e código de DNA) de que "GCC deveria significar alanina". Para transmitir esse acordo, é utilizada uma família de transdutores, as aminoacil-tRNA sintetases, que traduzem um código em outro.

Isso foi para fortalecer a teoria do design na década de 1950, e muitos criacionistas a pregaram de forma eficaz. Mas os evolucionistas são como vendedores eloquentes. Eles inventaram suas histórias sobre a fada Sininho, que decifra o código e cria novas espécies por meio de mutação e seleção, e convenceu muitas pessoas de que milagres ainda podem acontecer hoje. Bem, bem, hoje é o século 21 fora da janela e conhecemos o código epigenético e o código de splicing - dois códigos que são muito mais complexos e dinâmicos do que o simples código do DNA. Conhecemos os códigos dentro dos códigos, os códigos acima dos códigos e os códigos abaixo dos códigos - conhecemos toda uma hierarquia de códigos. Desta vez, os evolucionistas não podem simplesmente colocar o dedo em uma arma e nos blefar com seus belos discursos quando as armas são colocadas em ambos os lados - todo um arsenal voltado para seus principais elementos estruturais. Tudo isso é um jogo. Toda uma era de ciência da computação cresceu em torno deles, eles estão fora de moda há muito tempo e se parecem com os gregos que estão tentando escalar com lanças em tanques modernos e helicópteros.

É triste admitir que os evolucionistas não entendem isso, ou mesmo que entendam, não vão desistir. Aliás, esta semana, assim que foi publicado o artigo sobre o Splicing Code, o mais revoltado e odiado por recentemente retórica contra o criacionismo e o design inteligente. Ainda estamos para ouvir muitos outros exemplos desse tipo. E enquanto eles segurarem os microfones nas mãos e controlarem as instituições, muitas pessoas vão se apaixonar por eles, pensando que a ciência continua a dar-lhes uma boa razão. Estamos lhe dizendo tudo isso para que você leia este material, estude-o, compreenda-o e armazene as informações necessárias para combater essa bobagem fanática e enganosa com a verdade. Agora, vá em frente!

Sob o código genético, costuma-se entender tal sistema de sinais denotando o arranjo sequencial de compostos nucleotídeos em DNA e RNA, que corresponde a outro sistema de sinais que exibe a sequência de compostos de aminoácidos em uma molécula de proteína.

É importante!

Quando os cientistas conseguiram estudar as propriedades do código genético, a universalidade foi reconhecida como uma das principais. Sim, por mais estranho que possa parecer, tudo está unido por um código genético universal e comum. Foi formado durante um longo período de tempo e o processo terminou há cerca de 3,5 bilhões de anos. Portanto, na estrutura do código podem ser traçados traços de sua evolução, desde o momento de sua criação até hoje.

Quando se fala em sequência de elementos no código genético, significa que está longe de ser caótico, mas tem uma ordem estritamente definida. E isso também determina em grande parte as propriedades do código genético. Isso é equivalente ao arranjo de letras e sílabas nas palavras. Vale a pena quebrar a ordem habitual, e a maior parte do que vamos ler nas páginas de livros ou jornais se transformará em bobagens ridículas.

Propriedades básicas do código genético

Normalmente, o código carrega algumas informações criptografadas de uma maneira especial. Para decifrar o código, você precisa conhecer as características distintivas.

Assim, as principais propriedades do código genético são:

• trio;
• degeneração ou redundância;
• singularidade;
• continuidade;
• a versatilidade já mencionada acima.

Vamos dar uma olhada em cada propriedade.

1. Triplicidade

É quando três compostos de nucleotídeos formam uma cadeia sequencial dentro de uma molécula (ou seja, DNA ou RNA). Como resultado, um composto tripleto é criado ou codifica um dos aminoácidos, sua localização na cadeia peptídica.

Os códons (são palavras-código!) distinguem-se por sua sequência de conexão e pelo tipo dos compostos nitrogenados (nucleotídeos) que os compõem.

Em genética, costuma-se distinguir 64 tipos de códons. Podem formar combinações de quatro tipos 3 nucleotídeos cada. Isso equivale a elevar o número 4 à terceira potência. Assim, é possível a formação de 64 combinações de nucleotídeos.

2. Redundância do código genético

Essa propriedade é observada quando vários códons são necessários para criptografar um aminoácido, geralmente dentro de 2-6. E apenas o triptofano pode ser codificado com um único tripleto.

3. Singularidade

Está incluído nas propriedades do código genético como um indicador de herança genética saudável. Por exemplo, o trigêmeo GAA em sexto lugar na cadeia pode informar os médicos sobre um bom estado do sangue, sobre a hemoglobina normal. É ele quem carrega informações sobre a hemoglobina, e também é codificada por ele. E se uma pessoa está anêmica, um dos nucleotídeos é substituído por outra letra do código - U, que é um sinal da doença.

4. Continuidade

Ao escrever essa propriedade do código genético, deve-se lembrar que os códons, como elos da cadeia, estão localizados não à distância, mas em proximidade direta, um após o outro na cadeia do ácido nucleico, e essa cadeia não é interrompida - tem sem começo nem fim.

5. Versatilidade

Nunca se deve esquecer que tudo na Terra está unido por um código genético comum. E, portanto, em um primata e uma pessoa, em um inseto e um pássaro, um baobá de cem anos e uma folha de grama que mal saiu do solo, aminoácidos semelhantes são codificados em trigêmeos idênticos.

É nos genes que estão armazenadas as informações básicas sobre as propriedades de um organismo, uma espécie de programa que o organismo herda daqueles que viveram antes e que existe como código genético.