Биологический код
Биосинтез белков (трансляция) отличается от других типов матричных биосинтезов — репликации и транскрипции — двумя принципиальными особенностями:
- Биологические коды.
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 (мономеров продукта) такова, что избирательные взаимодействия между ними, подобные 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 транскрипцию можно сравнить просто с переписыванием текста, то трансляция — это дешифровка, декодирование информации об аминокислотной последовательности, записанной (закодированной) с помощью нуклеотидной последовательности. Способ шифровки в нуклеиновых кислотах информации о первичной структуре белков получил название биологического кода (его называют также генетическим, нуклеотидным, аминокислотным кодом).Один из первых вопросов, который возникает при выяснении структуры биологического 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 1, так как в этом случае с помощью четырех нуклеотидов 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 кодирования 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.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 кислоты с известной нуклеотидной последовательностью, например поли(и).