유전 코드(GENETIC CODE)

GENETIC CODE

복제 및 전사 중에 핵산이 복사되어 다른 핵산이 형성됩니다. 따라서 이러한 프로세스는 상보성을 기반으로 개념화하기 쉽습니다. 번역 과정에서는 아미노산의 중합체를 합성하기 위해 뉴클레오타이드의 중합체로부터 유전 정보를 전달해야 합니다. 뉴클레오티드와 아미노산 사이에는 상보성이 존재하지 않으며 이론적으로 상보성을 끌어낼 수 없다. 그러나 핵산 (유전 물질)의 변화가 단백질의 아미노산 변화의 원인이라는 생각을 뒷받침하는 충분한 증거가 존재했습니다. 이것은 단백질의 합성 동안 아미노산의 서열을 지시할 수 있는 유전 암호의 제안으로 이어집니다.
유전 물질의 생화학적 특성과 DNA의 구조를 결정하는 것이 매우 자극적이라면 유전 암호의 명제와 해독이 가장 어렵습니다. 진정한 의미에서, 물리학자, 유기화학자, 생화학자, 유전학자 등 여러 분야의 과학자들의 참여가 필요했습니다. 물리학자 조지 가모프는 염기가 4개밖에 없고, 20개의 아미노산을 코딩할 필요가 있는 경우, 코드는 염기의 조합을 구성할 필요가 있다고 주장했습니다. 그는 20개의 아미노산을 모두 코딩하기 위해 코드가 3개의 뉴클레오티드로 구성되어야 한다고 제안했고 이것은 43 (4 × 4 × 4) 순열 조합이 64 개의 코돈을 생성하기 때문에 매우 대담한 제안이었습니다. 
코돈이 트리플렛이라는 증거를 제공하는 것은 더 어려운 작업이었습니다. Har Gobind Khorana에 의해 개발된 화학 방법은 염기 (호모 폴리머 및 코 폴리머)의 정의된 조합을 가진 RNA 분자의 합성에 도움이 되었습니다. 마샬 닐렌버그의 단백질 합성을 위한 무 세포 시스템은 결국 암호 해독에 도움이 되었습니다. Severo Ochoa 효소 (폴리뉴클레오티드 포스포릴라제)는 템플릿에 의존하지 않는 방식으로 정의된 서열을 가진 RNA를 중합하는 것(RNA의 효소 합성)에도 도움이 되었다. 마지막으로 유전 암호 보드가 만들어졌습니다.

유전 암호의 두드러진 특징은 다음과 같습니다.
(i) 코돈이 트리플렛이다. 61개의 코돈은 아미노산을 코딩하고, 3개의 코돈은 아미노산을 코딩하지 않기 때문에 종결 코돈으로서 기능합니다.
(ii) 일부 아미노산은 여러 코돈에 의해 코딩되어 있기 때문에 코드가 축소되었습니다.
(iii) 코돈은 mRNA 내에서 연속적으로 판독된다. 구두점이 없습니다.
(iv) 코드는 거의 보편적입니다. 예를 들어, 박테리아에서 인간까지 UUU는 페닐알라닌 (phe)을 암호화합니다. 이 규칙의 일부 예외는 미토콘드리아 코돈과 일부 원생동물에서 발견되었습니다.
(v) AUG에는 이중 기능이 있습니다. 이것은 메티오닌 (met)을 코딩하고 시작 코돈으로도 작동합니다.
(vi) UAA, UAG, UGA는 종결 코돈입니다.
다음이 mRNA의 뉴클레오타이드의 서열인 경우, 그것에 의해 코딩되는 아미노산의 서열을 예측합니다

돌연변이와 유전 암호

유전코드

유전자와 DNA의 관계는 돌연변이 연구에 의해 가장 잘 이해됩니다. DNA 세그먼트에서 큰 결실과 재구성의 영향을 쉽게 이해할 수 있습니다. 그것은 유전자, 따라서 기능의 상실 또는 획득을 초래할 수 있습니다. 여기서 점 돌연변이의 영향을 설명합니다. 점 돌연변이의 고전적인 예는 아미노산 잔기 글루탐산이 발린으로 변화하는 베타글로빈 사슬의 유전자 내 단일 염기쌍의 변화이다.
그것은 겸상 적혈구 빈혈이라는 병리를 유발합니다. 구조 유전자에서 염기를 삽입하거나 제거하는 점 돌연변이의 영향은 다음의 간단한 예에서 더 잘 이해할 수 있습니다.

 

하나 또는 두 개의 염기를 삽입하거나 삭제하면 삽입 또는 삭제 위치에서 읽기 프레임이 변경됩니다. 그러나, 이러한 돌연변이를 프레임 시프트 삽입 또는 결실 돌연변이라고 한다. 3개 이상의 염기의 삽입 또는 결실은 하나 이상의 코돈을 삽입 또는 삭제하고, 따라서 하나 이상의 아미노산을 삽입 또는 삭제하며, 그 시점부터 리딩 프레임은 변경되지 않습니다.

tRNA – 어댑터 분자
코드 제안의 시작부터, 아미노산은 코드를 독자적으로 읽는 구조적 특수성이 없기 때문에, 코드를 읽고 그것을 아미노산에 링크하는 메커니즘이 필요하다는 것이 프랜시스 클릭에는 분명했습니다. 그는 한편으로는 코드를 읽고 다른 한편으로는 특정 아미노산에 결합하는 어댑터 분자의 존재를 가정했다. 당시 sRNA(가용성 RNA)라고 불리던 tRNA는 유전 암호가 가정되기 전부터 알려져 있었습니다. 그러나 어댑터 분자로서의 역할이 할당된 것은 쭉 뒤가 되고 나서입니다.

tRNA는 코드에 상보적인 염기를 갖는 안티코돈 루프를 갖고, 또한 아미노산과 결합하는 아미노산 수용체 말단을 갖는다.
tRNA는 각 아미노산에 특이적입니다. 시작에는 이니시에이터 tRNA라는 또 다른 특정 tRNA가 있습니다. 종결 코돈 tRNA 없음. 그림 5.12는 클로버 잎처럼 보이는 tRNA의 2 차 구조를 보여줍니다. 실제 구조에서, tRNA는 역 L형처럼 보이는 소형 분자입니다.