|
Каков же тот код, который переписывается с молекулы ДНК на молекулу РНК и далее переводится с четырехбуквенного алфавита оснований, входящих в состав нуклеиновых кислот, на 20-буквенный алфавит аминокислот, образующих первичную структуру белков?
В настоящее время уже подошли к выяснению природы этого кода. Очень изящными опытами, поставленными на бактериофаге кишечной палочки, имеющем ряд мутантов, удалось путем скрещивания этих мутаятных штаммов и получения двойных и тройных, искусственных и естественных гибридов этих мутантов подойти к общей природе записи этого кода. Оказалось, что запись кода осуществляется при помощи триплетов нуклеотидов. Такой триплет определяет одну аминокислоту. Три буквы четырехбуквенного алфавита переводятся в одну букву 20-значной азбуки. Запись этих триплетов считывается с определенной точки. Стоит нарушить последовательность этой записи в пределах одного так называемого цистрона (структурного гена, определяющего строение одного белка или одной полипептидной цепочки), как запись нарушается и образуется уже измененный белок. Каждый триплет кодирует включение в состав белка только одной аминокислоты. Нуклеотидные остатки данного триплета не участвуют в соседних триплетах. Иными словами, код является неперекрывающимся. Одна и та же аминокислота может иногда определяться двумя триплетами и более. Это свойство называют «вырожденностью» (множественностью) кода. Эти общие свойства, однако, еще не говорят о том, какие именно триплеты определяют ту или иную аминокислоту. Решающий прогресс в этом направлении был сделан американским ученым Ниренбергом, который впервые доложил на V Международном биохимическом конгрессе (Москва, 1961 г.), что, добавив искусственный полирибонуклеотид, состоящий из остатков одной только уридиловой кислоты, к бесклеточной системе из рибосом и других компонентов бактерий, синтезирующей белок, он нашел, что образованный белок (полипептид) со¬стоял из остатков только одной аминокислоты - фенилаланина, избирательно включившейся в этот полимер. Это открытие, показавшее, что триплет из трех остатков уридина –У-У-У - кодирует включение в белок аминокислоты - фенилаланина, и послужило началом раскрытия всего аминокислотного кода. Путем добавления различных синтетических полимеров нуклеотидов известного состава к такой системе и учета активности включения разных аминокислот удалось, принимая в расчет статистическую вероятность различных сочетаний, раскрыть триплеты, кодирующие все 20 аминокислот, входящих в состав белковой молекулы. По этому методу о последовательности нуклеотидов в каждом триплете высказывались, однако, лишь предположения на основании косвенных данных. В последнее время путем биосинтеза комплементарных полирибонуклеотидов на матрице синтетически полученных дезоксирибонуклеотидов определенного строения и путем обработки синтетических полирибонуклеотидов специфическими рибонуклеазами получены небольшие полирибонуклеотиды с определенной последовательностью нуклеотидов, на которых воспроизведено связывание специфических S-PHK и включение в белок определенных аминокислот. Благодаря этому теперь известна и последовательность нуклеотидов в кодонах (триплетах нуклеотидов т-РНК). При транскрипции с молекулы ДНК на молекулу РНК происходит переписывание кода ДНК, т. е. каждое основание переписывается как дополнительное (комплементарное) к нему, а именно: тимин на аденин, аденин на урацил, цитозин на гуанин и гуанин на цитозин. Этот комплементарный к ДНК код РНК, передающийся при помощи информационной РНК, переводится далее в 20-значную азбуку аминокислот, составляющих белковую молекулу. |