Genetik kod

Genetik kod sxemasi

Genetik kod ( ingl. Genetic code ) — tirik hujayralardagi ketma-ket joylashgan kodonlar ( genlar va mRNK )ning aminokislotalar ketma-ketligiga ( oqsillar ) aylanishini belgilovchi qoidalar majmui. Bu jarayon ( translyatsiya )ni ribosoma amalga oshiradi: u mRNKning kodonlarida yozilgan ko‘rsatmalar asosida aminokislotalarni zanjirga birlashtiradi. Tegishli aminokislotalarni ribosomaga molekulalar, ya’ni tRNK yetkazadi. Yer yuzidagi barcha tirik organizmlarning genetik kodi deyarli bir xil (faqat kichik farqlar bor). Bu ularning umumiy ajdodga ega ekanidan dalolat beradi .

Genetik kod qoidalari mRNKdagi triplet (ketma-ket kelgan uchta nukleotid) qaysi aminokislotaga mos kelishini belgilaydi. Kamdan-kam istisnolardan tashqari, har bir kodon faqat bitta aminokislotaga mos keladi. Bitta aminokislota bir nechta kodon bilan kodlanishi mumkin. Bundan tashqari, oqsil sintezining boshlanishi va tugashini bildiruvchi kodonlar ham bor. Tirik organizmlarning aksariyatida ishlatiladigan genetik kod standart yoki kanonik genetik kod deb ataladi. Biroq standart genetik koddan bir necha o‘nlab istisnolar ma’lum. Masalan, mitoxondriyalarda translyatsiya jarayonida genetik kodning biroz o‘zgargan qoidalari qo‘llaniladi.

Genetik kodni eng sodda ko‘rinishda 64 ta katakdan iborat jadval bilan ifodalash mumkin: har bir katak 64 ta mumkin bo‘lgan kodondan biriga mos keladi.

O‘rganilish tarixi

Olimlar DNK ketma-ketligi oqsilning aminokislota ketma-ketligini qanday kodlashini DNK tuzilishi 1953-yilda aniqlanganidan ko‘p o‘tmay tushunishga harakat qila boshladilar ( DNKning qo‘sh spirali ). Georgiy Gamov kodonlar barcha 20 ta aminokislotani kodlashga yetishi uchun ular uchta nukleotiddan iborat bo‘lishi kerak, deb taxmin qildi (uchta nukleotiddan 64 xil kodon hosil qilish mumkin: uch pozitsiyaning har biriga to‘rtta nukleotiddan biri joylashtiriladi).

1961-yilda genetik kodning tripletli tuzilishi tajribada tasdiqlandi. O‘sha yili Marshall Nirenberg va uning hamkasbi Genrix Mattey [ingl.] hujayrasiz tizimda translyatsiyani in vitro sharoitda amalga oshirdilar. Matritsa sifatida oligonukleotid — uratsil qoldiqlaridan tashkil topgan zanjir (UUUU…) olindi. Peptid bu matritsadan sintezlanib, faqat fenilalanin aminokislotasini o‘z ichiga oldi. Shu tariqa birinchi marta kodonning ma’nosi aniqlandi: UUU kodoni fenilalaninni kodlaydi. Kodonlar bilan aminokislotalar o‘rtasidagi boshqa muvofiqlik qoidalarini o‘rganishga Severo Ochoa laboratoriyasida ham hissa qo‘shildi. Poli adeninli RNK (AAA…) poli lizinli peptidga translyatsiya qilinishi, poli sitozinli RNK (CCC…) matritsasida esa faqat prolin qoldiqlaridan iborat peptid sintezlanishi ko‘rsatildi. Qolgan kodonlarning ma’nosi turli ko polimerlardan foydalanib, Har Gobind Xorana laboratoriyasida o‘tkazilgan tajribalarda aniqlandi. Oradan ko‘p o‘tmay, Robert Xolli translyatsiya jarayonida vositachi vazifasini bajaradigan tRNK molekulasining tuzilishini aniqladi. 1968-yilda Nirenberg, Xorana va Xolli fiziologiya yoki tibbiyot bo‘yicha Nobel mukofotiga sazovor bo‘ldilar .

Genetik kod qoidalari aniqlangach, ko‘plab olimlar uning sun’iy o‘zgartirilishi [ingl.] ustida ishlay boshladilar. Masalan, 2001-yildan boshlab genetik kodga tabiiy oqsillar tarkibiga kirmaydigan 40 ta aminokislota kiritildi. Har bir aminokislota uchun alohida kodon va unga mos aminoatsil-tRNK-sintetaza yaratildi. Genetik kodni sun’iy kengaytirish va yangi aminokislotalarga ega oqsillarni yaratish oqsil molekulalarining tuzilishini chuqurroq o‘rganishga hamda oldindan belgilangan xususiyatlarga ega sun’iy oqsillar olishga yordam berishi mumkin. X. Murakami va M. Sisido ayrim uch nukleotidli kodonlarni to‘rt va besh nukleotidli kodonlarga aylantira oldilar. Stiven Brenner 65-kodonni yaratdi va u tirik organizmda ham faol ekanini ko‘rsatdi ( in vivo) .

2015-yilda tajriba o‘tkazilgan bakteriya — Escherichia coli — da barcha UGG kodonlarining ma’nosini triptofandan tabiatda uchramaydigan tienopirrol-alaninga o‘zgartirishga erishildi. 2016-yilda birinchi yarimsintetik organizm — genomi ikki sun’iy azotli asosni (X va Y) o‘z ichiga olgan va ular bo‘linish vaqtida saqlanib qoladigan bakteriya yaratildi. 2017-yilda Janubiy Koreyalik tadqiqotchilar sichqon kengaytirilgan genetik kod yordamida tabiatda uchramaydigan aminokislotalarni o‘z ichiga olgan oqsillarni sintez qila olishini ma’lum qilishdi.

Xususiyatlari

Genetik kodning translyatsiya tamoyillari deb ham ataladigan quyidagi xususiyatlari ajratiladi:

O‘qish ramkasi

Genlar nukleotid ketma-ketligining 5'→3' yo‘nalishida kodlanadi. O‘qish ramkasi translyatsiya boshlanadigan birinchi triplet bilan belgilanadi. Start-kodondan boshlanib, stop-kodon bilan tugaydigan, bir-birining ustiga tushmaydigan kodonlar ketma-ketligi ochiq o‘qish ramkasi deb ataladi. Masalan, 5'-AAATGAACG-3' ketma-ketligi (rasmga qarang) birinchi nukleotiddan o‘qilganda AAA, TGA va ACG kodonlariga bo‘linadi. Agar o‘qish ikkinchi nukleotiddan boshlansa, AAT va GAA kodonlari hosil bo‘ladi. Uchinchi nukleotiddan boshlanganda esa ATG va AAC kodonlari o‘qiladi. Shunday qilib, istalgan ketma-ketlikni 5' → 3' yo‘nalishda uch xil usulda (uch xil o‘qish ramkasida) o‘qish mumkin. Har bir holatda ribosoma turli kodonlarni tanigani sababli hosil bo‘ladigan oqsilning ketma-ketligi ham farq qiladi. DNK ikki zanjirli ekanini hisobga olsak, jami 6 ta o‘qish ramkasi bo‘lishi mumkin: bir zanjirda uchta va ikkinchisida uchta. Biroq DNKdagi genlar tasodifiy o‘qilmaydi. Bitta gen ichidagi boshqa o‘qish ramkalarida odatda ko‘plab stop-kodonlar mavjud bo‘ladi; ular noto‘g‘ri oqsil sintezini tezda to‘xtatib, uning metabolik xarajatlarini kamaytiradi.

Start- va stop-kodonlar

mRNK ketma-ketligidagi axborotni aminokislotalar ketma-ketligiga translyatsiya qilish start-kodon deb ataladigan kodondan, odatda AUGdan boshlanadi. Eukariotlarda u metionin sifatida, bakteriyalarda esa formilmetionin sifatida o‘qiladi. Translyatsiyani boshlash uchun start-kodonning o‘zi yetarli emas; buning uchun translyatsiyani boshlovchi omillar va qo‘shni ketma-ketliklardagi maxsus elementlar, masalan, bakteriyalarda Shayn — Dalgarno ketma-ketligi Ayrim organizmlarda GUG ham start-kodon bo‘lib xizmat qiladi, garchi odatda u valinni kodlasa ham. UUG kodoni ham start-kodon sifatida ishlatiladi, ammo standart kodda u leysinni kodlaydi .

Boshlovchi kodondan so‘ng ribosoma kodonlarni ketma-ket o‘qib, aminokislotalarni bir-biriga ulaydi va translyatsiyani to‘xtatish signali — stop-kodonga yetguncha davom etadi. Uchta stop-kodon mavjud bo‘lib, ularning har biri alohida nomga ega: UAG (qahrabo), UGA (opal) va UAA (oxra). Stop-kodonlar terminator kodonlar deb ham ataladi. Hujayralarda stop-kodonlarga mos keladigan tRNK yo‘q. Shu sababli ribosoma stop-kodonga yetganda, u bilan tRNK emas, translyatsiyani tugatish omillari o‘zaro ta’sirlashadi. Ular gidroliz yordamida aminokislota zanjiriga birikkan oxirgi tRNKni ajratadi, keyin esa ribosomaning dissotsiatsiyalanishiga olib keladi. Bakteriyalarda translyatsiyaning tugashida uchta oqsil omili [ingl.] qatnashadi: RF-1, RF-2 va RF-3. RF-1 UAG va UAA kodonlarini, RF-2 esa UAA va UGA kodonlarini taniydi. RF-3 yordamchi vazifani bajaradi. RF-1 va RF-2 ning uch o‘lchovli tuzilishi shakli va zaryad taqsimoti jihatidan tRNKga o‘xshaydi va shu bois molekulyar mimikriya [ingl.] ga misol bo‘ladi. Eukariotlarda translyatsiyani tugatuvchi eRF1 omili uchala stop-kodonni ham taniydi. Ribosomaga bog‘liq GTFaza eRF3, eukariotlarning ikkinchi translyatsiyani tugatish omili hisoblanadi va eRF1 ga tayyor polipeptidni .

ribosomadan ajratib olishda yordam beradi. Organizm genomida stop-kodonlarning taqsimlanishi tasodifiy emas va GC-tarkib bilan bog‘liq bo‘lishi mumkin. Masalan, E. coli K-12 shtammi genomida 2705 ta TAA (63 %), 1257 ta TGA (29 %) va 326 ta TAG (8 %) kodoni bor, GC-tarkib esa 50,8 % ni tashkil etadi. Turli bakteriyalar genomlarini keng ko‘lamda o‘rganish TAA kodonining ulushi GC-tarkib bilan musbat, TGA ulushi esa manfiy korrelyatsiyaga ega ekanini ko‘rsatdi. Eng kam ishlatiladigan TAG stop-kodonining chastotasi GC-tarkibga bog‘liq emas. Stop-kodonlarning translyatsiyani to‘xtatish kuchi ham bir xil emas. Spontan to‘xtash eng ko‘p UGA kodonida, eng kam esa UAA kodonida sodir bo‘ladi.

Translyatsiyani tugatishda stop-kodonning o‘zidan tashqari, uning atrofi ham muhim. Stop-kodondan bevosita keyingi (+4) nukleotid ayniqsa katta ahamiyatga ega. Ehtimol, +4 nukleotid va undan keyingi boshqa nukleotidlar tugatish omillarining bog‘lanish joylarini hosil qilib, translyatsiya tugashiga ta’sir qiladi. Shu sababli ayrim tadqiqotchilar uch nukleotidli stop-kodon o‘rniga to‘rt nukleotidli stop-signalni hisobga olishni taklif etadilar. Stop-kodondan oldingi nukleotidlar ham translyatsiyaga ta’sir qiladi. Masalan, achitqilarda ko‘rsatilishicha, adenin , stop-kodonning birinchi nukleotididan 2 pozitsiya oldin joylashganda, UAG stop-kodonida (ehtimol, boshqa stop-kodonlarda ham) translyatsiyani to‘xtatishga yordam beradi.

Ba’zan stop-kodonlar ma’noli kodon vazifasini bajaradi. Masalan, UGA kodoni nostandart selenotsistein aminokislotasini kodlashi mumkin, agar transkriptda uning yonida SECIS-element mavjud bo‘lsa. UAG stop-kodoni boshqa nostandart aminokislota — pirrolizinni kodlashi mumkin. Ba’zan tRNKga ta’sir qiladigan mutatsiyalarda stop-kodon ma’noli kodon sifatida taniladi. Bu hodisa eng ko‘p viruslarda uchraydi, biroq bakteriyalarda, achitqilarda , drozofila va odamlarda ham kuzatilgan bo‘lib, boshqaruv vazifasini bajaradi.

Genetik kod va mutatsiyalar

DNK replikatsiyasi jarayonida qiz zanjir sintezida ba’zan xatolar yuz beradi. Bu xatolar mutatsiyalar deb ataladi va organizmning fenotipiga ta’sir ko‘rsatishi mumkin, ayniqsa ular genning kodlovchi qismiga taalluqli bo‘lsa. 1 ta xato har 10—100 million asos juftligiga (a. j .) to‘g‘ri keladi, chunki DNK-polimerazalar o‘z xatolarini samarali tuzata oladi.

Nuqtaviy mutatsiyalar deganda bitta azotli asosning boshqa asosga almashishi tushuniladi. Agar yangi asos dastlabkisi bilan bir xil sinfga mansub bo‘lsa (ikkalasi ham purinlar yoki ikkalasi ham pirimidinlar bo‘lsa), bunday mutatsiya tranzitsiya deb ataladi. Purin pirimidinga yoki pirimidin puringa almashsa, transversiya deyiladi. Tranzitsiyalar transversiyalarga qaraganda ko‘proq uchraydi. Nuqtaviy mutatsiyalarga missens va nonsens mutatsiyalar misol bo‘ladi. Ular mos ravishda o‘roqsimon hujayrali anemiya va talassemiya kabi kasalliklarni keltirib chiqarishi mumkin. Klinik jihatdan ahamiyatli missens mutatsiyalarda aminokislota qoldig‘i fizik-kimyoviy xossalari boshqacha bo‘lgan qoldiqqa almashadi, nonsens mutatsiyalarda esa muddatidan oldin stop-kodon paydo bo‘ladi.

Nukleotidlar soni uchga karrali bo‘lmagan kiritilishlar va deletsiyalar (ular birgalikda indellar [ingl.] deb ataladi) tufayli to‘g‘ri o‘qish ramkasi buziladigan mutatsiyalar ramka siljishi mutatsiyalari deyiladi. Bunday mutatsiyalarda hosil bo‘ladigan oqsil mahsuloti yovvoyi tipdagidan butunlay farq qiladi. Odatda o‘qish ramkasi siljiganda muddatidan oldin stop-kodonlar paydo bo‘ladi va qisqargan oqsillar hosil bo‘ladi. Bunday mutatsiyalar oqsil vazifasini jiddiy buzadi, shu sababli ular tanlanish jarayonida kamdan-kam mustahkamlanadi: oqsil yo‘qligi ko‘pincha organizm tug‘ilishidan avval nobud bo‘lishiga olib keladi. O‘qish ramkasi siljishi mutatsiyalari Tey — Saks kasalligi bilan bog‘liq .

Mutatsiyalarning aksariyati zararli yoki neytral [ingl.] bo‘lsa-da, ayrimlari foydali chiqadi. Ular organizmga muayyan tashqi muhit sharoitlarida yovvoyi tipga nisbatan yaxshiroq moslashish yoki ko‘payish tezligini oshirish imkonini beradi. Bunday holatda mutatsiya asta-sekin populyatsiyada neytral tanlanish jarayonida tarqaladi. RNK genomiga ega viruslar juda tez mutatsiyalanadi. Bu ko‘pincha ular uchun foydali, chunki immun tizimi viruslarning ayrim antigen variantlarini samarali tanisa ham, biroz o‘zgargan turlariga qarshi ojiz qolishi mumkin. Masalan, jinssiz ko‘payadigan E. coli kabi organizmlarning yirik populyatsiyalarida bir vaqtning o‘zida bir nechta foydali mutatsiya yuz berishi mumkin. Bu hodisa klonal interferensiya [ingl.] deb nomlanadi va mutatsiyalar o‘rtasida raqobatni yuzaga keltiradi.

Degeneratsiyalanganlik

Bir aminokislotani turli kodonlar kodlay olishi kodning degeneratsiyalanganligi deyiladi. Genetik kodni birinchi bo‘lib degeneratsiyalangan [ingl.] deb Nirenberg va Bernfild atagan. Biroq ko‘p ma’noli kodonlar yo‘q: har bir kodon o‘z ma’nosiga ega. Masalan, GAA va GAG kodonlarining ikkalasi ham glutamatni kodlaydi, lekin ularning hech biri boshqa aminokislotani ham kodlamaydi. Bitta aminokislotaga mos kodonlar istalgan pozitsiyada farqlanishi mumkin, biroq ko‘pincha dastlabki ikkita pozitsiya bir xil bo‘lib, faqat oxirgisi farqlanadi. Shu sababli kodonning uchinchi pozitsiyasidagi mutatsiya oqsil mahsulotiga katta ehtimol bilan ta’sir qilmaydi.

Bu xususiyatni asoslarning noaniq juftlashuvi gipotezasi orqali tushuntirish mumkin. Uni Frensis Krik taklif qilgan. Bu gipotezaga ko‘ra, DNK kodonining uchinchi nukleotidi tRNK antikodoni bilan to‘liq komplementar bo‘lmasligi mumkin. Bu tRNK turlarining soni kodonlar soniga mos kelmasligini qoplaydi.

Fizik-kimyoviy xossalari yaqin bo‘lgan aminokislotalar kodonlari ham ko‘pincha o‘xshash bo‘ladi. Shu tufayli mutatsiyalar oqsil tuzilishini jiddiy buzmaydi. Masalan, NUN kodonlari (N — istalgan nukleotid) odatda gidrofob aminokislotalarni kodlaydi. NCN o‘rtacha gidrofoblikka ega kichik aminokislotalarni, NAN esa o‘rtacha kattalikdagi gidrofil aminokislotalarni kodlaydi. Genetik kodning gidrofoblik jihatidan qanchalik maqbul tuzilganini ko‘rish uchun singulyar qiymatlarga ajratish usuli bilan 12 ta o‘zgaruvchi (4 ta nukleotid 3 ta pozitsiyaga taqsimlangan) matematik tahlil qilinganda, aminokislota gidrofobligini kodoniga qarab bashorat qilishda kuchli korrelyatsiya (0,95) aniqlanadi. Sakkizta aminokislotaga uchinchi pozitsiyadagi mutatsiyalar umuman ta’sir qilmaydi. Ikkinchi pozitsiyadagi mutatsiyalar esa odatda fizik-kimyoviy xossalari mutlaqo boshqacha bo‘lgan aminokislotaga almashinishga olib keladi. Biroq oqsil mahsulotiga eng katta ta’sir birinchi pozitsiyadagi mutatsiyalarda kuzatiladi. Masalan, zaryadlangan aminokislotaning qarama-qarshi zaryadli aminokislotaga almashishiga faqat birinchi pozitsiyadagi mutatsiya sabab bo‘lishi mumkin, ikkinchi pozitsiyadagisi emas. Zaryadning bunday almashishi oqsil tuzilishiga katta ta’sir ko‘rsatishi ehtimol.

Standart genetik kod

Quyidagi jadvalda aksariyat pro kariotlar va eukariotlar uchun umumiy genetik kod keltirilgan. Jadvalda barcha 64 ta kodon va ularga mos aminokislotalar ko‘rsatilgan. Asoslarning tartibi mRNKning 5'-uchidan 3'-uchigacha berilgan. Aminokislotalarning uch harfli va bir harfli belgilari keltirilgan.

Muqobil genetik kodlar

Nostandart aminokislotalar

Ayrim oqsillarda mRNKda maxsus signal ketma-ketligi mavjudligiga qarab, nostandart aminokislotalar stop-kodonlar yordamida kodlanadi. Masalan, UGA stop-kodoni selenotsisteinni , UAG esa pirrolizinni kodlashi mumkin. Selenotsistein va pirrolizin mos ravishda 21- va 22-proteinogen aminokislotalar hisoblanadi. Selenotsisteindan farqli ravishda pirrolizinning o‘z aminoatsil-tRNK-sintetazasi bor. Odatda bir organizm hujayralarida ishlatiladigan genetik kod o‘zgarmasa-da, arxeya Acetohalobium arabaticum [ingl.] 20 ta aminokislotali koddan pirrolizinni ham o‘z ichiga olgan 21 ta aminokislotali kodga turli o‘sish sharoitlarida o‘ta oladi .

Variatsiyalar

Standart genetik koddan chetlanishlar mavjudligi 1970-yillardayoq taxmin qilingan. Birinchi chetlanish 1979-yilda odam mitoxondriyalarida aniqlangan. Keyinchalik standart koddan biroz farq qiladigan yana bir qancha muqobil genetik kodlar, jumladan, muqobil mitoxondrial kodlar tavsiflangan.

Masalan, bakteriyalarning turkumlaridan biri Mycoplasma bo‘lib, uning vakillarida UGA stop-kodoni triptofanni kodlaydi. Ayrim achitqilarda «CTG- klada » guruhida (jumladan, patogen tur Candida albicans ) CUG kodoni standart genetik koddagi leysin o‘rniga serinni kodlaydi. Viruslar xo‘jayin hujayralar bilan bir xil genetik koddan foydalangani uchun standart genetik koddan og‘ishlar viruslarning ko‘payishini buzishi mumkin. Biroq ayrim viruslar, masalan, Totivirus [ingl.] turkumiga mansub viruslar xo‘jayin organizmning o‘zi qo‘llaydigan muqobil genetik koddan foydalanadi.

Bakteriyalar va arxeyalarda GUG va UUG ko‘pincha start-kodon bo‘lib xizmat qiladi. Standart genetik koddan ayrim og‘ishlar odamning yadro genomida ham uchraydi: masalan, 4 % mRNKda ferment — malatdegidrogenaza — uchun stop-kodonlardan biri triptofan yoki argininni kodlaydi. Stop-kodonning ma’nosi uning atrofidagi ketma-ketlikka bog‘liq. Organizmdagi genetik kod farqlarini uning genomidagi juda konservativ genlarni topib, ularning kodonlarini yaqin qarindosh organizmlardagi gomologik oqsillarning tegishli aminokislotalari bilan taqqoslash orqali aniqlash mumkin. FACIL dasturi shu tamoyil asosida ishlaydi: har bir kodon qaysi aminokislotaga qanday chastotada mos kelishini hisoblaydi, stop-kodonni qo‘llab-quvvatlash darajasini aniqlaydi va natijani logotip (LOGO) ko‘rinishida taqdim etadi. Sanab o‘tilgan barcha farqlarga qaramay, barcha organizmlar ishlatadigan genetik kodlar umumiy jihatdan o‘xshash.

Quyidagi jadvalda hozirgacha ma’lum bo‘lgan nostandart genetik kodlar keltirilgan. Jami 23 ta nostandart genetik kod bor. Standart genetik koddan eng ko‘p uchraydigan farq — UGA stop-kodonining triptofanni kodlaydigan ma’noli kodonga aylanishidir.

Kodonlardan foydalanish afzalligi

Ko‘pgina organizmlar genomida kodonlardan foydalanish afzalligi deb ataladigan hodisa kuzatiladi. Ya’ni ma’lum bir aminokislotani kodlaydigan sinonim kodonlarning uchrash chastotasi bir xil emas: ayrim kodonlar boshqalariga nisbatan ko‘proq ishlatiladi. Evolyutsion jihatdan kodonlar afzalligi qanday paydo bo‘lgani aniq emas. Bir gipotezaga ko‘ra, eng ko‘p mutatsiyaga uchraydigan kodonlar kamroq uchraydi. Boshqa gipotezaga ko‘ra, kodonlardan foydalanish afzalligi tabiiy tanlanish orqali genlar ekspressiyasining eng yuqori samaradorligi va aniqligini ta’minlaydigan kodonlar foydasiga boshqariladi. Kodonlardan foydalanish afzalligi katta darajada GC-tarkib bilan bog‘liq. Ba’zi hollarda genomning GC-tarkibiga qarab kodonlardan foydalanish chastotasini ham bashorat qilish mumkin. Funksional jihatdan kodonlar afzalligi translyatsiya samaradorligi va aniqligi, shu sababli gen ekspressiyasi darajasi bilan bog‘liq.

vazifasini bajaradi.

RNK dunyosi gipotezasi Hozirda hayotning paydo bo‘lishi Yer sayyorasida qanday yuz berganini tushuntiruvchi eng ko‘p qabul qilingan qarash — RNK dunyosi gipotezasi . Genetik kodning paydo bo‘lishini tushuntiruvchi har qanday model asosiy vazifalarning RNK fermentlaridan ( ribozimlardan ) oqsil fermentlariga o‘tganini nazarda tutadi. RNK dunyosi gipotezasiga ko‘ra, tRNKlar aminoatsil-tRNK-sintetazalardan oldin paydo bo‘lgan, shu sababli mazkur fermentlar tRNK xususiyatlariga ta’sir ko‘rsata olmagan.

Genetik kod so‘nggi universal umumiy ajdodda (LUCA), ehtimol, RNKga emas, DNKga asoslangan edi. Genetik kod uch nukleotidli kodonlardan tashkil topgan, jami 64 xil kodon bo‘lishi mumkin edi. Oqsillarni yaratishda atigi 20 ta aminokislotadan foydalanilganligi sababli, ayrim aminokislotalar bir nechta kodon yordamida kodlangan.

Agar kodonlar bilan aminokislotalar o‘rtasidagi moslik tasodifiy bo‘lganida, tabiatda 1,5 × 10 84 ta genetik kod mavjud bo‘lar edi. Bu son 21 ta elementni (aminokislotalarni kodlaydigan 20 ta kodon va bitta stop-kodon) 64 ta katakka, har bir element kamida bir marta ishlatiladigan tarzda taqsimlash usullari sonidan kelib chiqqan. Biroq kodonlar va aminokislotalar o‘rtasidagi moslik tasodifiy emas. Umumiy biosintez yo‘liga ega aminokislotalar kodonlarining birinchi pozitsiyasi odatda bir xil bo‘ladi. Bu hozirgidan kamroq aminokislotani o‘z ichiga olgan, soddaroq qadimiy genetik kodning izi bo‘lishi mumkin. U rivojlanish davomida asta-sekin barcha 20 ta aminokislotani qamrab olgan. Fizik-kimyoviy xossalari o‘xshash aminokislotalarning kodonlari ham odatda o‘xshash bo‘ladi. Bu nuqtaviy mutatsiyalar va translyatsiya buzilishlarining oqibatlarini yumshatadi.

Genetik kod tasodifiy shakllanmaganligi sababli uning kelib chiqishini tushuntiruvchi asosli gipoteza standart genetik kodning bir qator xususiyatlarini tushuntirishi kerak: masalan, D -aminokislotalar uchun kodonlar yo‘qligi, faqat 20 ta aminokislotaning (mumkin bo‘lgan 64 tadan) kiritilgani, sinonim almashinuvlarning kodonlarning uchinchi pozitsiyasi bilan cheklangani va aynan UAG, UGA hamda UAA kodonlarining stop-kodon sifatida ishlashi. Genetik kod kelib chiqishiga oid uchta asosiy gipoteza mavjud. Ularning har biri ko‘plab modellarda ifodalangan, ayrim modellar esa aralashdir.

Adabiyotlar