- รหัสพันธุกรรมคืออะไร?
- ลักษณะของรหัสพันธุกรรม
- การค้นพบรหัสพันธุกรรม
- หน้าที่ของรหัสพันธุกรรม
- ที่มาของรหัสพันธุกรรม
เราอธิบายว่ารหัสพันธุกรรมคืออะไร หน้าที่ องค์ประกอบ ต้นกำเนิด และลักษณะอื่นๆ นอกจากนี้ การค้นพบนี้เป็นอย่างไรบ้าง
รหัสพันธุกรรมคืออะไร?
รหัสพันธุกรรมคือการเรียงลำดับเฉพาะของนิวคลีโอไทด์ในลำดับที่ประกอบเป็น ดีเอ็นเอ. นอกจากนี้ยังเป็นชุดของกฎซึ่งลำดับดังกล่าวแปลโดย RNA ในลำดับกรดอะมิโนเพื่อสร้าง a โปรตีน. กล่าวอีกนัยหนึ่ง การสังเคราะห์โปรตีนขึ้นอยู่กับรหัสนี้
ทั้งหมด สิ่งมีชีวิต พวกเขามีรหัสพันธุกรรมที่จัดระเบียบ DNA และ RNA แม้จะมีความแตกต่างที่ชัดเจนระหว่างต่างๆ อาณาจักร ของชีวิต เนื้อหาทางพันธุกรรมกลายเป็นความคล้ายคลึงกันมาก บ่งบอกว่าทั้งหมด ชีวิต มันต้องมีที่มาร่วมกัน การแปรผันเล็กน้อยในรหัสพันธุกรรมสามารถก่อให้เกิดสายพันธุ์ที่แตกต่างกันได้
ลำดับของรหัสพันธุกรรมประกอบด้วยการรวมกันของสามนิวคลีโอไทด์ แต่ละชนิดเรียกว่าโคดอนและมีหน้าที่ในการสังเคราะห์กรดอะมิโนจำเพาะ (โพลีเปปไทด์)
นิวคลีโอไทด์เหล่านี้มาจากเบสไนโตรเจนสี่ประเภทที่แตกต่างกัน: อะดีนีน (A), ไทมีน (T), กัวนีน (G) และไซโตซีน (C) ใน DNA และอะดีนีน (A), ยูราซิล (U), กัวนีน (G) และไซโตซีน (C) ในอาร์เอ็นเอ
ด้วยวิธีนี้ จึงมีการสร้างสายโซ่ที่มีโคดอนมากถึง 64 ตัว โดย 61 ตัวประกอบขึ้นเป็นรหัสเอง (นั่นคือ พวกมันสังเคราะห์กรดอะมิโน) และทำเครื่องหมายตำแหน่งเริ่มต้นและหยุด 3 ตำแหน่งตามลำดับ
ตามคำสั่งที่โครงสร้างทางพันธุกรรมนี้กำหนด เซลล์ ร่างกายสามารถรวบรวมกรดอะมิโนและสังเคราะห์โปรตีนเฉพาะซึ่งจะทำหน้าที่บางอย่างในร่างกาย
ลักษณะของรหัสพันธุกรรม
รหัสพันธุกรรมมีลักษณะพื้นฐานหลายประการ ได้แก่
- ความเป็นสากล ดังที่เราได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ สิ่งมีชีวิตทั้งหมดมีรหัสพันธุกรรมมาจาก ไวรัส Y แบคทีเรีย จนกระทั่ง บุคคล, พืช Y สัตว์. ซึ่งหมายความว่า codon เฉพาะนั้นสัมพันธ์กับกรดอะมิโนชนิดเดียวกัน ไม่ว่าจะเป็นสิ่งมีชีวิตใดก็ตาม รู้จักรหัสพันธุกรรมที่แตกต่างกัน 22 รหัส ซึ่งเป็นตัวแปรของรหัสพันธุกรรมมาตรฐานในหนึ่งหรือสองรหัส
- ความจำเพาะ รหัสมีความเฉพาะเจาะจงสูง กล่าวคือ ไม่มีรหัส codon สำหรับกรดอะมิโนมากกว่าหนึ่งตัว โดยไม่ทับซ้อนกัน แม้ว่าในบางกรณีอาจมี codon เริ่มต้นที่แตกต่างกัน ซึ่งทำให้สามารถสังเคราะห์โปรตีนที่แตกต่างกันจากรหัสเดียวกันได้
- ความต่อเนื่อง รหัสมีความต่อเนื่องและไม่มีการหยุดชะงักใด ๆ เป็นสายยาวของ codon ที่ถอดความในความหมายและทิศทางเดียวกันเสมอตั้งแต่ codon เริ่มต้นไปจนถึง codon หยุด
- การเสื่อมสภาพ รหัสพันธุกรรมมีความซ้ำซ้อน แต่ไม่เคยมีความคลุมเครือ นั่นคือสอง codon สามารถสอดคล้องกับกรดอะมิโนเดียวกัน แต่ไม่เคยมี codon เดียวกันสำหรับกรดอะมิโนสองชนิดที่แตกต่างกัน ดังนั้นจึงมี codon ที่แตกต่างกันมากกว่าที่จำเป็นในการจัดเก็บ ข้อมูลทางพันธุกรรม.
การค้นพบรหัสพันธุกรรม
Nirenberg และ Matthaei พบว่าแต่ละ codon เข้ารหัสกรดอะมิโนรหัสพันธุกรรมถูกค้นพบในปี 1960 หลังจากที่นักวิทยาศาสตร์ชาวแองโกล-แซกซอน โรซาลินด์ แฟรงคลิน (2463-2401) ฟรานซิส คริก (2459-2547) เจมส์ วัตสัน และมอริซ วิลกินส์ (พ.ศ. 2459-2547) ค้นพบ โครงสร้างดีเอ็นเอ, เริ่มการศึกษาทางพันธุกรรมของการสังเคราะห์โปรตีนในเซลล์.
ในปี 1955 นักวิทยาศาสตร์ Severo Ochoa และ Marianne Grunberg-Manago สามารถแยก เอนไซม์ พอลินิวคลีโอไทด์ ฟอสโฟเรส พวกเขาพบว่าเมื่อมีนิวคลีโอไทด์ชนิดใดก็ตาม โปรตีนนี้สร้าง mRNA หรือสารที่ประกอบด้วยไนโตรเจนเบสเดียวกัน นั่นคือ นิวคลีโอไทด์พอลิเปปไทด์เดี่ยว สิ่งนี้ทำให้กระจ่างถึงต้นกำเนิดที่เป็นไปได้ของทั้ง DNA และ RNA
George Gamow ชาวรัสเซีย - อเมริกัน (1904-1968) เสนอแบบจำลองของรหัสพันธุกรรมที่เกิดขึ้นจากการรวมกันของฐานไนโตรเจนที่รู้จักกันในปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม คริก เบรนเนอร์ และผู้ทำงานร่วมกันแสดงให้เห็นว่าโคดอนประกอบด้วยเบสไนโตรเจนเพียงสามชนิดเท่านั้น
หลักฐานแรกของการติดต่อระหว่าง codon เดียวกันและกรดอะมิโนได้รับในปี 1961 ต้องขอบคุณ Marshall Warren Nirenberg และ Heinrich Matthaei
กำลังใช้ วิธีการNirenberg และ Philip Leder สามารถแปล codon ที่เหลือได้ 54 รายการ ต่อจากนั้น Har Gobind Khorana ทำการถอดความรหัสเสร็จสิ้น ผู้ที่เกี่ยวข้องจำนวนมากในการแข่งขันนี้เพื่อถอดรหัสพันธุกรรมได้รับรางวัลโนเบลสาขาการแพทย์
หน้าที่ของรหัสพันธุกรรม
หน้าที่ของรหัสพันธุกรรมมีความสำคัญในการสังเคราะห์โปรตีน กล่าวคือ ในการผลิตสารประกอบองค์ประกอบพื้นฐานสำหรับการดำรงอยู่ของ ชีวิต ตามที่เราเข้าใจ จึงเป็นแบบแผนพื้นฐานในการสร้างสรีรวิทยาของ สิ่งมีชีวิตทั้งเนื้อเยื่อ เอ็นไซม์ สาร และของเหลว
สำหรับสิ่งนี้ รหัสพันธุกรรมทำงานเป็นแม่แบบใน DNA ซึ่ง RNA ถูกสังเคราะห์ขึ้น ซึ่งเป็นภาพสะท้อนชนิดหนึ่ง จากนั้นใน RNA จะเคลื่อนไปยังออร์แกเนลล์ของเซลล์ที่รับผิดชอบในการสร้างโปรตีน (ไรโบโซม)
ในไรโบโซม การสังเคราะห์เริ่มต้นตามรูปแบบที่ส่งผ่านจาก DNA ไปยัง RNA ยีนแต่ละตัวจึงสัมพันธ์กับกรดอะมิโน สร้างสายโซ่ของพอลิเปปไทด์ นี่คือวิธีการทำงานของรหัสพันธุกรรม
ที่มาของรหัสพันธุกรรม
ที่มาของรหัสพันธุกรรมน่าจะเป็นปริศนาที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในชีวิต เป็นไปตามสัญชาตญาณ เนื่องจากเป็นเรื่องธรรมดาสำหรับสิ่งมีชีวิตทั้งหมด ที่การปรากฏตัวของมันบนโลกนี้มาก่อนสิ่งมีชีวิตแรก นั่นคือ เซลล์ดึกดำบรรพ์ที่จะก่อให้เกิดทุกคน อาณาจักรแห่งชีวิต.
ในขั้นต้น มีแนวโน้มว่ามันจะครอบคลุมน้อยกว่ามากและมีเพียงข้อมูลที่จะเข้ารหัสสำหรับกรดอะมิโนสองสามตัว แต่มันจะมีความซับซ้อนเพิ่มขึ้นเมื่อชีวิตเกิดขึ้นและวิวัฒนาการ