26.7. Основные свойства генетического кода

Были расшифрованы все 64 кодона (табл. 26.4). 61 триплет соответствует определенным аминокислотам, а три кодируют терминацию. Поскольку существует 20 аминокислот и 61 триплет для их кодирования, очевидно, что код в высокой степени вырожден. Иными словами, многие аминокислоты детерминируются более чем одним триплетом. Только триптофан и метионин кодируются всего одним триплетом. Остальные 18 аминокислот кодируются двумя и более триплетами. Так, в частности, лейцин, аргинин и серин кодируются шестью кодонами каждый. В нормальных физиологических условиях код однозначен: каждый кодон обозначает только одну аминокислоту.

Кодоны, соответствующие одной аминокислоте, называют синонимами. Например. и синонимы для гистидина. Обратите внимание, что синонимы не разбросаны случайным образом по таблице генетического кода (табл. 26.4). Аминокислота, кодируемая двумя или более синонимами, занимает одну клетку в таблице (за исключением тех случаев, когда для данной аминокислоты существует более четырех синонимов). Аминокислоты, расположенные в одной клетке, кодируются кодона-ми, у которых два первых основания одинаковые, а третье различается, например и Большинство синонимов различается только последним основанием триплета. Рассмотрение кода показывает, что и всегда кодируют одну и ту же аминокислоту, и чаще (но не всегда) кодируют одну и ту же аминокислоту. Структурные основы такой эквивалентности кодонов станут понятны после обсуждения природы антикодонов в молекулах

Каков биологический смысл сильной вырожденности генетического кода? Один из возможных ответов состоит в том, что вырожденность сводит к минимуму пагубное действие мутаций. Если бы код не был вырожден, 20 кодонов кодировали бы аминокислоты, а 44 вызывали бы терминацию цепи.

Таким образом, вероятность превращения кодона в сигнал терминации была бы гораздо выше в случае невырожденного кода, чем в существующем коде. Важно учесть, что мутации, приводящие к образованию сигнала терминации цепи, обычно приводят к синтезу неактивных белков, тогда как замещение одной аминокислоты другой обычно относительно безвредно. Кроме того, вырожденность кода может иметь определенное значение постольку, поскольку она позволяет нуклеотидному составу ДНК меняться в широких пределах, не влияя на аминокислотную последовательность белков, кодируемых этой -содержание бактериальных ДНК колеблется от 30% до более 70%. Молекулы ДНК с сильно различающимся содержанием могут кодировать одни и те же белки благодаря систематическому использованию различных синонимов.