รหัสพันธุกรรม: คำอธิบาย ลักษณะ ประวัติการวิจัย รหัสในรหัส: เปิดเผยรหัสพันธุกรรมที่สอง รหัสพันธุกรรมคืออะไร

วารสารวิทยาศาสตร์ชั้นนำ ธรรมชาติประกาศการค้นพบรหัสพันธุกรรมที่สอง ซึ่งเป็น "รหัสภายในรหัส" ซึ่งเพิ่งถูกถอดรหัสโดยนักชีววิทยาระดับโมเลกุลและโปรแกรมเมอร์คอมพิวเตอร์ ยิ่งกว่านั้นเพื่อเปิดเผยพวกเขาไม่ได้ใช้ทฤษฎีวิวัฒนาการ แต่ใช้เทคโนโลยีสารสนเทศ

รหัสใหม่นี้เรียกว่า Splicing Code มันอยู่ในดีเอ็นเอ รหัสนี้ควบคุมรหัสพันธุกรรมพื้นฐานในลักษณะที่ซับซ้อนมากแต่คาดเดาได้ รหัสประกบควบคุมวิธีการและเวลาที่ยีนและองค์ประกอบควบคุมถูกประกอบเข้าด้วยกัน การเปิดเผยรหัสนี้ภายในรหัสช่วยให้กระจ่างเกี่ยวกับความลึกลับอันยาวนานของพันธุศาสตร์ที่ปรากฏขึ้นตั้งแต่โครงการจัดลำดับจีโนมมนุษย์ที่สมบูรณ์ ความลึกลับอย่างหนึ่งคือเหตุใดจึงมียีนเพียง 20,000 ยีนในร่างกายที่ซับซ้อนเท่ากับมนุษย์ (นักวิทยาศาสตร์คาดว่าจะพบอีกมาก) เหตุใดยีนจึงถูกแยกออกเป็นส่วน (exons) ที่แยกจากกันด้วยองค์ประกอบที่ไม่เข้ารหัส (อินตรอน) แล้วมารวมกัน (เช่น ต่อ) หลังจากการถอดความ และเหตุใดยีนจึงถูกเปิดใช้งานในเซลล์และเนื้อเยื่อบางเซลล์และไม่ใช่ในเซลล์อื่น นักชีววิทยาระดับโมเลกุลได้พยายามอธิบายกลไกของการควบคุมทางพันธุกรรมเป็นเวลาสองทศวรรษ บทความนี้ชี้ให้เห็นจุดสำคัญมากในการทำความเข้าใจสิ่งที่เกิดขึ้นจริง ไม่ได้ตอบคำถามทุกข้อ แต่แสดงให้เห็นว่ามีรหัสภายในอยู่ รหัสนี้คือระบบการสื่อสารที่สามารถถอดรหัสได้อย่างชัดเจน โดยที่นักวิทยาศาสตร์สามารถคาดการณ์ได้ว่าจีโนมจะมีพฤติกรรมอย่างไรในบางสถานการณ์และมีความแม่นยำที่อธิบายไม่ได้

ลองนึกภาพว่าคุณได้ยินเสียงวงออเคสตราในห้องถัดไป คุณเปิดประตูมองเข้าไปข้างในและเห็นนักดนตรีสามหรือสี่คนอยู่ในห้องที่กำลังเล่น เครื่องดนตรี. นี่คือสิ่งที่ Brandon Frey ผู้ช่วยถอดรหัส กล่าวว่าจีโนมมนุษย์ดูเหมือน เขาพูดว่า: "เราสามารถตรวจพบยีนได้เพียง 20, 000 ยีน แต่เรารู้ว่าพวกมันสร้างผลิตภัณฑ์โปรตีนและองค์ประกอบด้านกฎระเบียบจำนวนมาก ยังไง? วิธีการหนึ่งเรียกว่าการประกบทางเลือก". เอ็กซอน (ส่วนหนึ่งของยีน) ต่างกันสามารถประกอบได้หลายวิธี ตัวอย่างเช่น ยีน 3 ยีนของโปรตีน neurexin สามารถสร้างข้อความทางพันธุกรรมได้มากกว่า 3,000 ข้อความที่ช่วยควบคุมระบบเดินสายไฟของสมองเฟรย์พูด ในบทความนั้น มันบอกว่านักวิทยาศาสตร์รู้ว่า 95% ของยีนของเรามีการประกบแบบทางเลือก และในกรณีส่วนใหญ่ การถอดเสียง (โมเลกุลอาร์เอ็นเอที่เกิดจากการถอดรหัส) จะแสดงออกมาต่างกันในเซลล์และเนื้อเยื่อประเภทต่างๆ ต้องมีบางอย่างที่ควบคุมวิธีการประกอบและแสดงชุดค่าผสมนับพันเหล่านี้ นี่คืองานของ Splicing Code

ผู้อ่านที่ต้องการภาพรวมคร่าวๆ ของการค้นพบสามารถอ่านบทความได้ที่ วิทยาศาสตร์รายวันชื่อเรื่อง "นักวิจัยที่ถอดรหัส 'Splicing Code' ไขปริศนาเบื้องหลังความซับซ้อนทางชีวภาพ". บทความพูดว่า: “นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยโตรอนโตได้รับความเข้าใจใหม่ขั้นพื้นฐานว่าเซลล์ของสิ่งมีชีวิตใช้ยีนจำนวนจำกัดเพื่อสร้างอวัยวะที่ซับซ้อนอย่างเหลือเชื่อ เช่น สมองได้อย่างไร”. นิตยสาร Nature เริ่มต้นด้วย "Code Within Code" ของ Heidi Ledford ตามมาด้วยบทความโดย Tejedor และ Valcarcel เรื่อง “การควบคุมยีน: การทำลายรหัสพันธุกรรมที่สอง ในที่สุด บทความโดยกลุ่มนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโทรอนโต นำโดย Benjamin D. Blencoe และ Brandon D. Frey เรื่อง "Deciphering the Splicing Code" เป็นประเด็นชี้ขาด

บทความนี้เป็นชัยชนะของวิทยาการสารสนเทศที่เตือนเราถึงผู้ทำลายรหัสจากสงครามโลกครั้งที่สอง วิธีการของพวกเขารวมถึงพีชคณิต เรขาคณิต ทฤษฎีความน่าจะเป็น แคลคูลัสเวกเตอร์ ทฤษฎีข้อมูล การเพิ่มประสิทธิภาพโค้ดโปรแกรม และเทคนิคขั้นสูงอื่นๆ สิ่งที่พวกเขาไม่ต้องการคือทฤษฎีวิวัฒนาการที่ไม่เคยกล่าวถึงใน บทความทางวิทยาศาสตร์. เมื่ออ่านบทความนี้ คุณจะเห็นได้ว่าผู้เขียนบทนี้มีความกดดันมากเพียงใดภายใต้:

"เราอธิบายรูปแบบ 'รหัสประกบ' ที่ใช้การรวมกันของคุณสมบัติของ RNA หลายร้อยตัวเพื่อทำนายการเปลี่ยนแปลงของเนื้อเยื่อเป็นสื่อกลางในการต่อประกบทางเลือกของ exon หลายพันตัว รหัสนี้สร้างคลาสใหม่ของรูปแบบการประกบ จดจำโปรแกรมควบคุมต่างๆ ในเนื้อเยื่อต่างๆ และสร้างลำดับการควบคุมที่ควบคุมการกลายพันธุ์ เราได้เปิดเผยกลยุทธ์ด้านกฎระเบียบที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ซึ่งรวมถึง: การใช้กลุ่มทรัพย์สินขนาดใหญ่อย่างไม่คาดคิด การตรวจหาการรวม exon ในระดับต่ำซึ่งถูกลดทอนโดยคุณสมบัติของเนื้อเยื่อเฉพาะ การแสดงคุณสมบัติในอินตรอนนั้นลึกกว่าที่เคยคิดไว้ และการปรับระดับของตัวแปรต่อตามลักษณะโครงสร้างของการถอดเสียง รหัสนี้ช่วยสร้างกลุ่มของ exons ซึ่งการรวมปิดการแสดงออกในเนื้อเยื่อของผู้ใหญ่ เปิดใช้งานการย่อยสลาย mRNA และมีการยกเว้นส่งเสริมการแสดงออกในระหว่างการสร้างตัวอ่อน รหัสอำนวยความสะดวกในการเปิดเผยและ คำอธิบายโดยละเอียดเหตุการณ์ประกบทางเลือกที่มีการควบคุมทั้งจีโนม

ทีมงานที่ถอดรหัสรวมถึงผู้เชี่ยวชาญจากภาควิชาอิเล็กทรอนิกส์และวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ตลอดจนจากภาควิชาพันธุศาสตร์ระดับโมเลกุล (เฟรย์เองทำงานให้กับ Microsoft Research ซึ่งเป็นแผนกหนึ่งของ Microsoft Corporation) เช่นเดียวกับผู้ถอดรหัสในอดีต Frey และ Barash ได้พัฒนา "การวิเคราะห์ทางชีววิทยาโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยใหม่ที่ตรวจพบ 'รหัสคำ' ที่ซ่อนอยู่ภายในจีโนม". ด้วยความช่วยเหลือจากข้อมูลจำนวนมหาศาลที่สร้างขึ้นโดยนักพันธุศาสตร์ระดับโมเลกุล กลุ่มนักวิจัยได้ดำเนินการ "วิศวกรรมย้อนกลับ" ของรหัสประกบ จนสามารถคาดเดาได้ว่าพระองค์จะทรงกระทำอย่างไร. เมื่อนักวิจัยเข้าใจแล้ว พวกเขาทดสอบโค้ดสำหรับการกลายพันธุ์และดูว่ามีการใส่หรือถอด exons อย่างไร พวกเขาพบว่ารหัสอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเฉพาะเนื้อเยื่อหรือดำเนินการแตกต่างกันขึ้นอยู่กับว่าเป็นเมาส์ที่โตเต็มวัยหรือตัวอ่อน ยีน Xpo4 หนึ่งยีนมีความเกี่ยวข้องกับมะเร็ง นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่า "ข้อมูลเหล่านี้สนับสนุนข้อสรุปที่ว่าการแสดงออกของยีน Xpo4 ต้องมีการควบคุมอย่างเข้มงวดเพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบที่อาจเป็นอันตราย ซึ่งรวมถึงการสร้างมะเร็ง (มะเร็ง) เนื่องจากมีการใช้งานในระหว่างการสร้างตัวอ่อน แต่จะลดลงในเนื้อเยื่อของผู้ใหญ่ ปรากฎว่าพวกเขาประหลาดใจอย่างยิ่งกับระดับการควบคุมที่พวกเขาเห็น ไม่ว่าจะตั้งใจหรือไม่ก็ตาม Frey ไม่ได้ใช้รูปแบบสุ่มและการเลือกเป็นเบาะแส แต่เป็นภาษาของการออกแบบที่ชาญฉลาด เขาตั้งข้อสังเกต: "การเข้าใจระบบทางชีววิทยาที่ซับซ้อนก็เหมือนกับการเข้าใจวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อน"

ไฮดี้ เลดฟอร์ดกล่าวว่าความเรียบง่ายที่เห็นได้ชัดของรหัสพันธุกรรมของวัตสัน-คริก โดยมีสี่เบส, ทริปเล็ตโคดอน, กรดอะมิโน 20 ตัว และ "อักขระ" ดีเอ็นเอ 64 ตัว ซ่อนโลกทั้งใบของความซับซ้อน. ห่อหุ้มด้วยโค้ดที่ง่ายกว่านี้ โค้ด splicing ซับซ้อนกว่ามาก

แต่ระหว่าง DNA และโปรตีนนั้นมี RNA ซึ่งเป็นโลกแห่งความซับซ้อนที่แยกจากกัน RNA เป็นหม้อแปลงไฟฟ้าที่บางครั้งมีข้อความทางพันธุกรรมและบางครั้งก็ควบคุมในขณะที่ใช้โครงสร้างหลายอย่างที่สามารถส่งผลต่อการทำงานของมัน ในบทความที่ตีพิมพ์ในฉบับเดียวกัน ทีมนักวิจัยที่นำโดย Benjamin D. Blencoe และ Brandon D. Frey จากมหาวิทยาลัยโตรอนโตในออนแทรีโอ ประเทศแคนาดา รายงานความพยายามที่จะไขรหัสพันธุกรรมที่สองที่สามารถทำนายได้ว่ากลุ่ม RNA ของผู้ส่งสารเป็นอย่างไร คัดลอกจากยีนเฉพาะสามารถผสมและจับคู่เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายในเนื้อเยื่อต่างๆ กระบวนการนี้เรียกว่าประกบทางเลือก คราวนี้ไม่มีตารางง่ายๆ แต่อัลกอริธึมที่รวมคุณสมบัติต่างๆ ของ DNA มากกว่า 200 รายการเข้ากับคำจำกัดความของโครงสร้างของ RNA

งานของนักวิจัยเหล่านี้ชี้ให้เห็นถึงความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วของวิธีการคำนวณในการสร้างแบบจำลองอาร์เอ็นเอ นอกเหนือจากการทำความเข้าใจการประกบทางเลือกแล้ว วิทยาการคอมพิวเตอร์ยังช่วยนักวิทยาศาสตร์ในการทำนายโครงสร้างอาร์เอ็นเอและระบุชิ้นส่วนควบคุมขนาดเล็กของอาร์เอ็นเอที่ไม่ได้เข้ารหัสโปรตีน "เป็นช่วงเวลาที่วิเศษ"คริสโตเฟอร์ เบิร์ก นักชีววิทยาคอมพิวเตอร์ที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ในเคมบริดจ์กล่าว “ในอนาคตเราจะประสบความสำเร็จอย่างมาก”.

วิทยาการคอมพิวเตอร์ ชีววิทยาคอมพิวเตอร์ อัลกอริธึม และรหัสไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของคำศัพท์ของดาร์วินเมื่อเขาพัฒนาทฤษฎีของเขา Mendel มีรูปแบบที่เรียบง่ายมากในการกระจายคุณลักษณะในระหว่างการสืบทอด นอกจากนี้ แนวคิดที่ว่าคุณลักษณะต่างๆ ได้รับการเข้ารหัสนั้นถูกนำมาใช้ในปี 1953 เท่านั้น เราเห็นว่ารหัสพันธุกรรมดั้งเดิมนั้นควบคุมโดยรหัสที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นซึ่งรวมอยู่ในนั้น สิ่งเหล่านี้เป็นแนวคิดที่ปฏิวัติวงการ. นอกจากนี้ยังมีข้อบ่งชี้ทั้งหมดว่า การควบคุมระดับนี้ไม่ใช่ครั้งสุดท้าย. Ledford เตือนเราว่า ตัวอย่างเช่น RNA และโปรตีนมีโครงสร้างสามมิติ หน้าที่ของโมเลกุลสามารถเปลี่ยนแปลงได้เมื่อรูปร่างเปลี่ยนแปลง ต้องมีบางอย่างที่ควบคุมการพับเพื่อให้โครงสร้างสามมิติทำตามหน้าที่ต้องการ นอกจากนี้ ดูเหมือนควบคุมการเข้าถึงยีน รหัสอื่น รหัสฮิสโตน. รหัสนี้เข้ารหัสโดยเครื่องหมายโมเลกุลหรือ "หาง" บนโปรตีนฮิสโตนซึ่งทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางสำหรับขดลวดดีเอ็นเอและซุปเปอร์คอยล์ เมื่ออธิบายถึงเวลาของเรา Ledford พูดถึง "ยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาถาวรในสารสนเทศ RNC".

Tejedor และ Valcarcel ยอมรับว่าความซับซ้อนอยู่เบื้องหลังความเรียบง่าย “ในทางทฤษฎีแล้ว ทุกอย่างดูเรียบง่ายมาก: DNA ก่อตัวเป็น RNA ซึ่งจะสร้างโปรตีนขึ้นมา”, - พวกเขาเริ่มบทความของพวกเขา “แต่ความจริงนั้นซับซ้อนกว่ามาก”. ในปี 1950 เราได้เรียนรู้ว่าสิ่งมีชีวิตทั้งหมด ตั้งแต่แบคทีเรียไปจนถึงมนุษย์ มีรหัสพันธุกรรมพื้นฐาน แต่ในไม่ช้าเราก็ตระหนักว่าสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อน (ยูคาริโอต) มีคุณสมบัติที่ผิดธรรมชาติและเข้าใจยาก: จีโนมของพวกมันมีส่วนที่แปลกประหลาด introns ซึ่งจะต้องถูกลบออกเพื่อให้ exons สามารถรวมกันได้ ทำไม วันนี้หมอกจางลง "ข้อได้เปรียบหลักของกลไกนี้คือช่วยให้เซลล์ต่างๆ สามารถเลือกวิธีอื่นในการประกบสารตั้งต้นของสารตั้งต้น RNA RNA (pre-mRNA) และทำให้ยีนหนึ่งสร้างข้อความที่แตกต่างกัน"พวกเขาอธิบาย "จากนั้น mRNA ที่ต่างกันก็สามารถเข้ารหัสโปรตีนต่างๆ ที่มีฟังก์ชันต่างกันได้". คุณจะได้รับข้อมูลเพิ่มเติมจากโค้ดที่น้อยกว่า ตราบใดที่ยังมีโค้ดอื่นในโค้ดที่รู้วิธีการทำ

สิ่งที่ทำให้การถอดรหัส splicing ทำได้ยากมากคือปัจจัยที่ควบคุมการประกอบ exon นั้นถูกกำหนดโดยปัจจัยอื่นๆ มากมาย: ลำดับใกล้กับขอบเขต exon, ลำดับ intron และปัจจัยควบคุมที่ช่วยหรือยับยั้งกลไกการประกบ นอกจากนี้, "ผลกระทบของลำดับหรือปัจจัยบางอย่างอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับตำแหน่งของมันที่สัมพันธ์กับขอบเขตของอินตรอน-เอกซอนหรือหลักเกณฑ์ด้านกฎระเบียบอื่นๆ", - Tejedor และ Valcarcel อธิบาย "ดังนั้น งานที่ยากที่สุดในการคาดการณ์การประกบเฉพาะเนื้อเยื่อคือการคำนวณพีชคณิตของลวดลายและความสัมพันธ์มากมายระหว่างปัจจัยด้านกฎระเบียบที่รับรู้".

เพื่อแก้ปัญหานี้ ทีมนักวิจัยได้ป้อนข้อมูลจำนวนมากเกี่ยวกับลำดับอาร์เอ็นเอและสภาวะที่เกิดขึ้นในคอมพิวเตอร์ "จากนั้นคอมพิวเตอร์ได้รับมอบหมายงานในการระบุการรวมกันของคุณสมบัติที่จะอธิบายการเลือก exon เฉพาะเนื้อเยื่อที่สร้างจากการทดลองได้ดีที่สุด". กล่าวอีกนัยหนึ่งนักวิจัยได้ทำวิศวกรรมย้อนกลับรหัส เช่นเดียวกับผู้ถอดรหัสรหัสสงครามโลกครั้งที่สอง เมื่อนักวิทยาศาสตร์รู้อัลกอริทึมแล้ว พวกเขาสามารถคาดการณ์ได้: "มันระบุ exons ทางเลือกได้อย่างถูกต้องและแม่นยำ และทำนายกฎเกณฑ์ที่แตกต่างกันระหว่างคู่ของประเภทเนื้อเยื่อ" และเช่นเดียวกับความดีใด ๆ ทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์การค้นพบนี้ให้ความเข้าใจใหม่: “สิ่งนี้ช่วยให้เราอธิบายแรงจูงใจด้านกฎระเบียบที่กำหนดไว้ก่อนหน้านี้อีกครั้ง และชี้ไปที่คุณสมบัติที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้ของหน่วยงานกำกับดูแลที่รู้จัก เช่นเดียวกับความสัมพันธ์เชิงหน้าที่ที่คาดไม่ถึงระหว่างพวกเขา”นักวิจัยตั้งข้อสังเกต "ตัวอย่างเช่น รหัสบ่งบอกว่าการรวม exons ที่นำไปสู่โปรตีนแปรรูปเป็นกลไกทั่วไปในการควบคุมกระบวนการแสดงออกของยีนระหว่างการเปลี่ยนจากเนื้อเยื่อตัวอ่อนไปเป็นเนื้อเยื่อของผู้ใหญ่".

Tejedor และ Valcarcel ถือว่าการตีพิมพ์บทความเป็นขั้นตอนแรกที่สำคัญ: "งาน... ถูกมองว่าเป็นการค้นพบชิ้นส่วนแรกของ Rosetta Stone ที่ใหญ่กว่ามากซึ่งจำเป็นต่อการถอดรหัสข้อความทางเลือกของจีโนมของเรา" ตามที่นักวิทยาศาสตร์เหล่านี้ การวิจัยในอนาคตจะปรับปรุงความรู้ของพวกเขาเกี่ยวกับรหัสใหม่นี้อย่างไม่ต้องสงสัย ในตอนท้ายของบทความ พวกเขากล่าวถึงวิวัฒนาการในการผ่าน และพวกเขาทำมันในลักษณะที่ผิดปกติมาก พวกเขากล่าวว่า "นั่นไม่ได้หมายความว่าวิวัฒนาการสร้างรหัสเหล่านี้ ซึ่งหมายความว่าความคืบหน้าจะต้องมีความเข้าใจว่ารหัสโต้ตอบกันอย่างไร ความประหลาดใจอีกประการหนึ่งคือระดับของการอนุรักษ์ที่สังเกตได้จนถึงปัจจุบันทำให้เกิดคำถามเกี่ยวกับการมีอยู่ของ "รหัสเฉพาะสายพันธุ์" ที่เป็นไปได้.

รหัสอาจใช้ได้ในทุกเซลล์ ดังนั้นจึงต้องรับผิดชอบต่อเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมากกว่า 200 ชนิด นอกจากนี้ยังต้องรับมือกับรูปแบบการประกบทางเลือกที่หลากหลาย ไม่ต้องพูดถึง วิธีแก้ปัญหาง่ายๆในการรวมหรือการข้ามของ exon เดียว การคงไว้ซึ่งวิวัฒนาการอย่างจำกัดของระเบียบการประกบทางเลือก (ประมาณว่าระหว่างมนุษย์กับหนูทดลองประมาณ 20%) ทำให้เกิดคำถามเกี่ยวกับการมีอยู่ของรหัสเฉพาะของสปีชีส์ นอกจากนี้ ความสัมพันธ์ระหว่างการประมวลผล DNA และการถอดรหัสยีนมีอิทธิพลต่อการเชื่อมต่อทางเลือก และหลักฐานล่าสุดชี้ไปที่การบรรจุ DNA โดยโปรตีนฮิสโตนและการดัดแปลงฮิสโตนโควาเลนต์ (ที่เรียกว่ารหัสอีพิเจเนติก) ในการควบคุมการประกบ ดังนั้น วิธีการในอนาคตจะต้องสร้างการโต้ตอบที่แน่นอนระหว่างรหัสฮิสโตนและรหัสประกบ เช่นเดียวกับอิทธิพลที่ยังไม่ค่อยเข้าใจของโครงสร้างอาร์เอ็นเอที่ซับซ้อนต่อการประกบทางเลือก

รหัส รหัส และรหัสอื่น ๆ ข้อเท็จจริงที่นักวิทยาศาสตร์แทบไม่พูดถึงลัทธิดาร์วินในเอกสารเหล่านี้บ่งชี้ว่านักทฤษฎีวิวัฒนาการ ผู้ยึดมั่นในแนวคิดและประเพณีเก่าๆ มีเรื่องให้คิดมากมายหลังจากอ่านเอกสารเหล่านี้ แต่ผู้ที่มีความกระตือรือร้นเกี่ยวกับชีววิทยาของรหัสจะอยู่แถวหน้า พวกเขามีโอกาสที่ดีในการใช้ประโยชน์จากเว็บแอปพลิเคชันที่น่าตื่นเต้นที่ตัวถอดรหัสได้สร้างขึ้นเพื่อสนับสนุนการสำรวจเพิ่มเติม สามารถพบได้บนเว็บไซต์ของมหาวิทยาลัยโตรอนโตที่เรียกว่า "Alternative Splicing Prediction Website" ผู้เข้าชมจะมองว่าการวิวัฒนาการที่นี่ไร้ประโยชน์แม้จะมีสัจพจน์เก่าที่ไม่มีสิ่งใดในชีววิทยาที่เหมาะสมหากไม่มี นิพจน์นี้อาจมีลักษณะดังนี้: "ไม่มีสิ่งใดในทางชีววิทยาที่สมเหตุสมผล เว้นแต่จะมองในแง่ของวิทยาการคอมพิวเตอร์" .

ลิงค์และหมายเหตุ

เราดีใจที่สามารถบอกคุณเกี่ยวกับเรื่องนี้ได้ในวันที่เผยแพร่ บางทีนี่อาจเป็นหนึ่งในสิ่งที่สำคัญที่สุด บทความทางวิทยาศาสตร์ของปี. (แน่นอนทุก การค้นพบครั้งใหญ่ซึ่งสร้างโดยนักวิทยาศาสตร์กลุ่มอื่น ๆ เช่นการค้นพบวัตสันและคริก) สิ่งเดียวที่เราสามารถพูดได้คือ: "ว้าว!" การค้นพบครั้งนี้เป็นการยืนยันที่โดดเด่นของ Design Creation และเป็นความท้าทายครั้งใหญ่ต่ออาณาจักรดาร์วิน เป็นเรื่องที่น่าสนใจที่นักวิวัฒนาการจะพยายามแก้ไขประวัติการกลายพันธุ์แบบสุ่มและการคัดเลือกโดยธรรมชาติแบบง่าย ๆ ของพวกเขาซึ่งถูกประดิษฐ์ขึ้นในศตวรรษที่ 19 โดยคำนึงถึงข้อมูลใหม่เหล่านี้

คุณเข้าใจสิ่งที่ Tejedor และ Valcarcel กำลังพูดถึงหรือไม่? ข้อมูลพร็อพเพอร์ตี้สามารถมีโค้ดเฉพาะสำหรับข้อมูลพร็อพเพอร์ตี้เหล่านั้นได้ “ดังนั้น วิธีการในอนาคตจะต้องสร้างปฏิสัมพันธ์ที่แน่นอนระหว่างรหัสฮิสโตน [อีพิเจเนติก] กับรหัสประกบ” พวกเขาตั้งข้อสังเกต ในการแปลหมายความว่า: “พวกดาร์วินไม่ได้เกี่ยวข้องอะไรกับมัน พวกเขาไม่สามารถจัดการกับมันได้ " หากรหัสพันธุกรรมอย่างง่ายของวัตสัน-คริกเป็นปัญหาสำหรับพวกดาร์วิน แล้วตอนนี้พวกเขาพูดอะไรเกี่ยวกับรหัสประกบกัน ซึ่งสร้างสำเนาพันรายการจากยีนเดียวกัน และพวกเขาจะจัดการกับรหัส epigenetic ที่ควบคุมการแสดงออกของยีนอย่างไร? และใครจะรู้ บางทีใน "การโต้ตอบ" ที่น่าเหลือเชื่อที่เราเพิ่งเริ่มเรียนรู้ มีรหัสอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง ซึ่งชวนให้นึกถึง Rosetta Stone ที่เพิ่งเริ่มโผล่ออกมาจากทราย

ตอนนี้เรากำลังคิดเกี่ยวกับรหัสและวิทยาการคอมพิวเตอร์ เรากำลังเริ่มคิดเกี่ยวกับกระบวนทัศน์ที่แตกต่างกันสำหรับการวิจัยใหม่ จะเกิดอะไรขึ้นหากจีโนมบางส่วนทำหน้าที่เป็นเครือข่ายการจัดเก็บข้อมูล จะเกิดอะไรขึ้นหากการเข้ารหัสเกิดขึ้นหรืออัลกอริทึมการบีบอัดเกิดขึ้น เราควรจดจำเกี่ยวกับระบบสารสนเทศที่ทันสมัยและเทคโนโลยีการจัดเก็บข้อมูล บางทีเราอาจพบองค์ประกอบของการลอบสังหารด้วยซ้ำ ไม่ต้องสงสัยเลยว่า มีกลไกการต่อต้านเพิ่มเติม เช่น การทำซ้ำและการแก้ไข ที่อาจช่วยอธิบายการมีอยู่ของเทียม การคัดลอกจีโนมทั้งหมดอาจเป็นการตอบสนองต่อความเครียด ปรากฏการณ์เหล่านี้บางอย่างอาจพิสูจน์ได้ว่าเป็นตัวบ่งชี้ที่เป็นประโยชน์ของเหตุการณ์ทางประวัติศาสตร์ที่ไม่เกี่ยวข้องกับสากล บรรพบุรุษร่วมกันแต่ช่วยสำรวจจีโนมเปรียบเทียบภายในการออกแบบข้อมูลและความต้านทาน และช่วยให้เข้าใจสาเหตุของโรค

นักวิวัฒนาการพบว่าตัวเองอยู่ในปัญหาใหญ่ นักวิจัยพยายามแก้ไขโค้ด แต่ได้เฉพาะมะเร็งและการกลายพันธุ์ พวกเขาจะนำทางวงการฟิตเนสได้อย่างไร ในเมื่อมันเต็มไปด้วยหายนะที่รออยู่ข้างหน้าทันทีที่มีใครบางคนเริ่มยุ่งเกี่ยวกับรหัสที่เชื่อมโยงกันอย่างแยกไม่ออกเหล่านี้ เรารู้ว่ามีความยืดหยุ่นและการพกพาในตัว แต่ภาพรวมเป็นระบบข้อมูลที่ซับซ้อน ออกแบบ และปรับแต่งได้อย่างเหมาะสมอย่างเหลือเชื่อ ไม่ใช่ชิ้นส่วนที่สับสนที่สามารถเล่นได้ไม่รู้จบ แนวคิดทั้งหมดของโค้ดคือแนวคิดของการออกแบบที่ชาญฉลาด

A.E. Wilder-Smith มอบให้ ความหมายพิเศษ. รหัสถือว่าข้อตกลงระหว่างสองส่วน ข้อตกลงคือข้อตกลงล่วงหน้า หมายถึงการวางแผนและวัตถุประสงค์ สัญลักษณ์ SOS อย่างที่ Wilder-Smith พูด เราใช้แบบแผนเป็นสัญญาณขอความช่วยเหลือ SOS ดูไม่เหมือนภัยพิบัติ มันไม่ได้มีกลิ่นเหมือนภัยพิบัติ ไม่รู้สึกเหมือนเป็นภัยพิบัติ ผู้คนจะไม่เข้าใจว่าจดหมายเหล่านี้หมายถึงหายนะหากพวกเขาไม่เข้าใจสาระสำคัญของข้อตกลง ในทำนองเดียวกัน โคดอนอะลานีน HCC ไม่ได้ดู ได้กลิ่น หรือรู้สึกเหมือนอะลานีน codon จะไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับอะลานีนเว้นแต่จะมีข้อตกลงที่กำหนดไว้ล่วงหน้าระหว่างสองระบบการเข้ารหัส (รหัสโปรตีนและรหัส DNA) ว่า "GCC ควรย่อมาจากอะลานีน" เพื่อถ่ายทอดข้อตกลงนี้ มีการใช้กลุ่มของทรานสดิวเซอร์ aminoacyl-tRNA synthetases ซึ่งแปลรหัสหนึ่งเป็นอีกรหัสหนึ่ง

นี่คือการเสริมสร้างทฤษฎีการออกแบบในทศวรรษ 1950 และนักสร้างสรรค์หลายคนประกาศเรื่องนี้อย่างมีประสิทธิผล แต่นักวิวัฒนาการก็เหมือนพนักงานขายที่พูดจาฉะฉาน พวกเขาสร้างนิทานเกี่ยวกับนางฟ้าทิงเกอร์เบลล์ที่แหกกฎและสร้างสายพันธุ์ใหม่ผ่านการกลายพันธุ์และการคัดเลือก และทำให้หลายคนเชื่อว่าปาฏิหาริย์ยังคงเกิดขึ้นได้จนถึงทุกวันนี้ เอาล่ะ วันนี้อยู่นอกหน้าต่างศตวรรษที่ 21 และเรารู้รหัส epigenetic และรหัสประกบกัน - สองรหัสที่ซับซ้อนและมีพลังมากกว่ารหัสธรรมดาของ DNA มาก เรารู้เกี่ยวกับรหัสภายในรหัส เกี่ยวกับรหัสที่อยู่เหนือรหัสและรหัสด้านล่าง - เราทราบลำดับชั้นของรหัสทั้งหมด คราวนี้ นักวิวัฒนาการไม่สามารถเพียงแค่เอานิ้วจิ้มปืนและตบหน้าเราด้วยสุนทรพจน์ที่สวยงาม เมื่อวางปืนไว้ทั้งสองด้าน - คลังแสงทั้งหมดมุ่งเป้าไปที่องค์ประกอบโครงสร้างหลักของพวกมัน ทั้งหมดนี้เป็นเกม ยุคสมัยของวิทยาการคอมพิวเตอร์เติบโตขึ้นรอบตัวพวกเขา พวกเขาล้าสมัยไปนานแล้วและดูเหมือนชาวกรีกที่พยายามปีนรถถังสมัยใหม่และเฮลิคอปเตอร์ด้วยหอก

น่าเศร้าที่ต้องยอมรับว่า นักวิวัฒนาการไม่เข้าใจสิ่งนี้ หรือถึงแม้พวกเขาจะเข้าใจ พวกเขาก็จะไม่ยอมแพ้ อนึ่ง ในสัปดาห์นี้ เช่นเดียวกับที่บทความเกี่ยวกับ Splicing Code ถูกตีพิมพ์ วาทศิลป์การต่อต้านการสร้างและการออกแบบที่ชาญฉลาดที่ชั่วร้ายและน่ารังเกียจที่สุดในหน่วยความจำล่าสุดได้หลั่งไหลมาจากหน้านิตยสารและหนังสือพิมพ์โปรดาร์วิน เรายังไม่เคยได้ยินตัวอย่างดังกล่าวอีกมาก และตราบใดที่พวกเขาถือไมโครโฟนไว้ในมือและควบคุมสถาบัน หลายคนจะตกหลุมรักพวกเขา โดยคิดว่าวิทยาศาสตร์ยังคงให้เหตุผลที่ดีแก่พวกเขา เรากำลังบอกคุณทั้งหมดนี้เพื่อที่คุณจะอ่านเนื้อหานี้ ศึกษา ทำความเข้าใจ และตุนข้อมูลที่คุณต้องการเพื่อต่อสู้กับความจริงที่คลั่งไคล้และทำให้เข้าใจผิด ตอนนี้ไปข้างหน้า!

สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีชุดโปรตีนพิเศษ สารประกอบบางชนิดของนิวคลีโอไทด์และลำดับของพวกมันในโมเลกุลดีเอ็นเอสร้างรหัสพันธุกรรม มันถ่ายทอดข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างของโปรตีน ในพันธุศาสตร์ มีการนำแนวคิดบางอย่างมาใช้ ยีนหนึ่งตัวสอดคล้องกับเอนไซม์หนึ่งตัว (โพลีเปปไทด์) ควรกล่าวว่าการวิจัยเกี่ยวกับกรดนิวคลีอิกและโปรตีนได้ดำเนินการมาเป็นระยะเวลานานพอสมควร เพิ่มเติมในบทความ เราจะพิจารณารหัสพันธุกรรมและคุณสมบัติของมันอย่างละเอียดยิ่งขึ้น จะมีการให้ลำดับเหตุการณ์สั้น ๆ ของการวิจัยด้วย

คำศัพท์

รหัสพันธุกรรมเป็นวิธีการเข้ารหัสลำดับโปรตีนกรดอะมิโนโดยใช้ลำดับนิวคลีโอไทด์ วิธีการสร้างข้อมูลนี้เป็นลักษณะของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด โปรตีนเป็นสารอินทรีย์ธรรมชาติที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง สารประกอบเหล่านี้ยังมีอยู่ในสิ่งมีชีวิต ประกอบด้วยกรดอะมิโน 20 ชนิดซึ่งเรียกว่ามาตรฐาน กรดอะมิโนถูกจัดเรียงเป็นสายโซ่และเชื่อมต่อกันตามลำดับที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด เป็นตัวกำหนดโครงสร้างของโปรตีนและคุณสมบัติทางชีวภาพของมัน นอกจากนี้ยังมีกรดอะมิโนหลายสายในโปรตีน

ดีเอ็นเอและอาร์เอ็นเอ

กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ เธอมีหน้าที่รับผิดชอบในการส่ง การจัดเก็บ และการนำข้อมูลทางกรรมพันธุ์ไปใช้ DNA ใช้เบสไนโตรเจนสี่เบส เหล่านี้รวมถึงอะดีนีน, กัวนีน, ไซโตซีน, ไทมีน RNA ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์เดียวกัน ยกเว้นที่มีไทมีน แต่มีนิวคลีโอไทด์ที่มียูราซิล (U) อยู่แทน โมเลกุล RNA และ DNA เป็นสายโซ่นิวคลีโอไทด์ ด้วยโครงสร้างนี้ ลำดับจึงถูกสร้างขึ้น - "อักษรพันธุกรรม"

การดำเนินการของข้อมูล

การสังเคราะห์โปรตีนที่เข้ารหัสโดยยีนนั้นเกิดขึ้นได้จากการรวม mRNA เข้ากับแม่แบบ DNA (การถอดความ) นอกจากนี้ยังมีการถ่ายโอนรหัสพันธุกรรมไปเป็นลำดับของกรดอะมิโน นั่นคือการสังเคราะห์สายโซ่โพลีเปปไทด์บน mRNA เกิดขึ้น ในการเข้ารหัสกรดอะมิโนทั้งหมดและส่งสัญญาณการสิ้นสุดของลำดับโปรตีน นิวคลีโอไทด์ 3 ตัวก็เพียงพอแล้ว ห่วงโซ่นี้เรียกว่าแฝดสาม

ประวัติการวิจัย

ได้ทำการศึกษาโปรตีนและกรดนิวคลีอิก เวลานาน. ในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 ความคิดแรกเกี่ยวกับธรรมชาติของรหัสพันธุกรรมก็ปรากฏขึ้นในที่สุด ในปี พ.ศ. 2496 พบว่าโปรตีนบางชนิดประกอบด้วยลำดับกรดอะมิโน จริงอยู่ในเวลานั้นพวกเขายังไม่สามารถระบุจำนวนที่แน่นอนได้และมีข้อพิพาทมากมายเกี่ยวกับเรื่องนี้ ในปี 1953 วัตสันและคริกได้ตีพิมพ์บทความสองฉบับ คนแรกประกาศโครงสร้างรองของ DNA คนที่สองพูดถึงการคัดลอกที่ยอมรับได้โดยใช้วิธีการสังเคราะห์เมทริกซ์ นอกจากนี้ เน้นที่ข้อเท็จจริงที่ว่าลำดับฐานเฉพาะคือรหัสที่นำข้อมูลทางกรรมพันธุ์ นักฟิสิกส์ชาวอเมริกันและโซเวียต Georgy Gamov ยอมรับสมมติฐานการเข้ารหัสและพบวิธีทดสอบ ในปีพ.ศ. 2497 ผลงานของเขาได้รับการตีพิมพ์ ในระหว่างที่เขาเสนอข้อเสนอเพื่อสร้างความสัมพันธ์ระหว่างโซ่ด้านข้างของกรดอะมิโนกับ "รู" รูปทรงเพชร และใช้สิ่งนี้เป็นกลไกการเข้ารหัส แล้วเรียกว่าขนมเปียกปูน Gamow อธิบายงานของเขาว่ารหัสพันธุกรรมอาจเป็นแฝดสาม งานของนักฟิสิกส์เป็นหนึ่งในงานแรกๆ ที่ถือว่าใกล้เคียงกับความจริง

การจำแนกประเภท

หลายปีผ่านไป มีการเสนอแบบจำลองต่างๆ ของรหัสพันธุกรรม โดยแบ่งเป็น 2 ประเภท คือ แบบทับซ้อนและไม่ทับซ้อนกัน อันแรกมีพื้นฐานมาจากการเกิดนิวคลีโอไทด์หนึ่งตัวในองค์ประกอบของโคดอนหลายตัว รหัสพันธุกรรมรูปสามเหลี่ยม ลำดับ และรหัสพันธุกรรมรองลงมาเป็นของมัน รุ่นที่สองถือว่าสองประเภท การไม่ซ้อนทับกันรวมถึงชุดค่าผสมและ "โค้ดที่ไม่มีเครื่องหมายจุลภาค" ตัวแปรแรกขึ้นอยู่กับการเข้ารหัสของกรดอะมิโนโดยนิวคลีโอไทด์ทริปเพลต และองค์ประกอบของมันคือองค์ประกอบหลัก ตาม "ไม่มีรหัสจุลภาค" แฝดสามบางตัวสอดคล้องกับกรดอะมิโนในขณะที่ส่วนที่เหลือไม่ตรงกัน ในกรณีนี้ เชื่อกันว่าหากมีการจัดเรียงแฝดสามตัวที่มีนัยสำคัญตามลำดับ ตัวอื่นๆ ที่อยู่ในกรอบการอ่านที่แตกต่างกันจะกลายเป็นสิ่งที่ไม่จำเป็น นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าเป็นไปได้ที่จะเลือกลำดับนิวคลีโอไทด์ที่จะตรงตามข้อกำหนดเหล่านี้ และมีแฝดสามถึง 20 ตัวพอดี

แม้ว่า Gamow et al จะตั้งคำถามกับโมเดลนี้ แต่ก็ถือว่าถูกต้องที่สุดในช่วงห้าปีข้างหน้า ในตอนต้นของครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 ข้อมูลใหม่ปรากฏขึ้นซึ่งทำให้สามารถตรวจพบข้อบกพร่องบางประการใน "โค้ดที่ไม่มีเครื่องหมายจุลภาค" พบว่า Codon สามารถกระตุ้นการสังเคราะห์โปรตีนในหลอดทดลองได้ เมื่อใกล้ถึงปี 1965 พวกเขาเข้าใจหลักการของแฝดสามทั้งหมด 64 คน เป็นผลให้พบความซ้ำซ้อนของ codon บางตัว กล่าวอีกนัยหนึ่ง ลำดับของกรดอะมิโนถูกเข้ารหัสโดยแฝดสามหลายตัว

คุณสมบัติที่โดดเด่น

คุณสมบัติของรหัสพันธุกรรม ได้แก่ :

รูปแบบต่างๆ

เป็นครั้งแรกที่มีการค้นพบความเบี่ยงเบนของรหัสพันธุกรรมจากมาตรฐานในปี 2522 ระหว่างการศึกษายีนยลในร่างกายมนุษย์ มีการระบุแวเรียนต์ที่คล้ายคลึงกันเพิ่มเติม ซึ่งรวมถึงรหัสยลทางเลือกจำนวนมาก สิ่งเหล่านี้รวมถึงการถอดรหัสของ codon หยุด UGA ที่ใช้เป็นคำจำกัดความของทริปโตเฟนในไมโคพลาสมา GUG และ UUG ในอาร์เคียและแบคทีเรียมักถูกใช้เป็นตัวแปรเริ่มต้น บางครั้งรหัสยีนสำหรับโปรตีนจาก codon เริ่มต้นที่แตกต่างจากที่ปกติใช้โดยสายพันธุ์นั้น นอกจากนี้ ในโปรตีนบางชนิด ไรโบโซมจะแทรกซีลีโนซิสเทอีนและไพร์โรไลซีนซึ่งเป็นกรดอะมิโนที่ไม่ได้มาตรฐาน เธออ่านโคดอนหยุด ขึ้นอยู่กับลำดับที่พบใน mRNA ปัจจุบัน selenocysteine ​​​​ถือเป็น pyrrolizan ที่ 21 ซึ่งเป็นกรดอะมิโนที่ 22 ที่มีอยู่ในโปรตีน

ลักษณะทั่วไปของรหัสพันธุกรรม

อย่างไรก็ตาม ข้อยกเว้นทั้งหมดนั้นหายาก ในสิ่งมีชีวิต โดยทั่วไป รหัสพันธุกรรมมีลักษณะทั่วไปหลายประการ ซึ่งรวมถึงองค์ประกอบของ codon ซึ่งรวมถึงนิวคลีโอไทด์สามตัว (สองตัวแรกเป็นของตัวกำหนด) การถ่ายโอน codon โดย tRNA และไรโบโซมในลำดับกรดอะมิโน

พวกมันเรียงกันเป็นลูกโซ่ ดังนั้นจึงได้ลำดับตัวอักษรทางพันธุกรรม

รหัสพันธุกรรม

โปรตีนของสิ่งมีชีวิตเกือบทั้งหมดสร้างขึ้นจากกรดอะมิโนเพียง 20 ชนิดเท่านั้น กรดอะมิโนเหล่านี้เรียกว่าบัญญัติ โปรตีนแต่ละตัวเป็นสายโซ่หรือหลายสายของกรดอะมิโนที่เชื่อมต่อกันในลำดับที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด ลำดับนี้กำหนดโครงสร้างของโปรตีนและคุณสมบัติทางชีวภาพทั้งหมดของมัน

ค

CUU (Leu/L) ลิวซีน
CUC (ลิว/ลิตร) ลิวซีน
CUA (Leu/L) ลิวซีน
CUG (ลิว/ลิตร) ลิวซีน

ในโปรตีนบางชนิด กรดอะมิโนที่ไม่ได้มาตรฐานเช่นซีลีโนซิสเทอีนและไพร์โรไลซีนจะถูกแทรกโดยไรโบโซมที่อ่านค่าโคดอนซึ่งขึ้นอยู่กับลำดับใน mRNA ปัจจุบัน Selenocysteine ​​​​ถือเป็นลำดับที่ 21 และ pyrrolysine เป็นกรดอะมิโนที่ 22 ที่ประกอบเป็นโปรตีน

แม้จะมีข้อยกเว้นเหล่านี้ รหัสพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดมีลักษณะทั่วไป: โคดอนประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์สามชนิด โดยที่สองตัวแรกถูกกำหนดไว้ โคดอนถูกแปลโดย tRNA และไรโบโซมเป็นลำดับของกรดอะมิโน

ความเบี่ยงเบนจากรหัสพันธุกรรมมาตรฐาน

ตัวอย่าง	codon	ความหมายปกติ	อ่านเหมือน:
ยีสต์บางชนิดในสกุล แคนดิดา	CUG	ลิวซีน	เงียบสงบ
โดยเฉพาะไมโตคอนเดรีย Saccharomyces cerevisiae	มธ.(U,C,A,G)	ลิวซีน	เงียบสงบ
ไมโตคอนเดรียของพืชชั้นสูง	CGG	อาร์จินีน	ทริปโตเฟน
ไมโตคอนเดรีย (ในสิ่งมีชีวิตที่ศึกษาทั้งหมดโดยไม่มีข้อยกเว้น)	UGA	หยุด	ทริปโตเฟน
ไมโทคอนเดรียของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม, แมลงหวี่, S.cerevisiaeและง่าย ๆ มากมาย	AU	ไอโซลิวซีน	เมไทโอนีน = เริ่ม
โปรคาริโอต	GUG	วาลีน	เริ่ม
ยูคาริโอต (หายาก)	CUG	ลิวซีน	เริ่ม
ยูคาริโอต (หายาก)	GUG	วาลีน	เริ่ม
โปรคาริโอต (พบน้อย)	UUG	ลิวซีน	เริ่ม
ยูคาริโอต (หายาก)	ACG	ธรีโอนีน	เริ่ม
ไมโทคอนเดรียของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม	AGC, AGU	เงียบสงบ	หยุด
แมลงหวี่ไมโตคอนเดรีย	AG	อาร์จินีน	หยุด
ไมโทคอนเดรียของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม	เอจี (A, G)	อาร์จินีน	หยุด

ประวัติความคิดเกี่ยวกับรหัสพันธุกรรม

อย่างไรก็ตาม ในช่วงต้นทศวรรษ 1960 ข้อมูลใหม่เผยให้เห็นความล้มเหลวของสมมติฐาน "โค้ดที่ปราศจากเครื่องหมายจุลภาค" จากนั้นการทดลองแสดงให้เห็นว่า codon ซึ่ง Crick พิจารณาว่าไม่มีความหมาย สามารถกระตุ้นการสังเคราะห์โปรตีนในหลอดทดลอง และในปี 1965 ความหมายของแฝดแฝดทั้ง 64 ตัวได้ถูกสร้างขึ้น ปรากฎว่าโคดอนบางตัวมีความซ้ำซ้อน กล่าวคือ กรดอะมิโนจำนวนหนึ่งถูกเข้ารหัสโดยแฝดสามสอง สี่หรือหกตัว

ดูสิ่งนี้ด้วย

หมายเหตุ

1. รหัสพันธุกรรมสนับสนุนการแทรกเป้าหมายของกรดอะมิโนสองตัวโดยหนึ่ง codon Turanov AA, Lobanov AV, Fomenko DE, Morrison HG, Sogin ML, Klobutcher LA, Hatfield DL, Gladyshev VN ศาสตร์. 2552 ม.ค. 9;323(5911):259-61.
2. โคดอน AUG เข้ารหัสเมไทโอนีน แต่ยังทำหน้าที่เป็นโคดอนเริ่มต้น ตามกฎแล้ว การแปลจะเริ่มจากโคดอน AUG ตัวแรกของ mRNA
3. NCBI: "รหัสพันธุกรรม" เรียบเรียงโดย Andrzej (Anjay) Elzanowski และ Jim Ostell
4. Jukes TH, โอซาว่า เอส, รหัสพันธุกรรมในไมโตคอนเดรียและคลอโรพลาสต์, ประสบการณ์. 1990 ธ.ค. 1;46(11-12):1117-26.
5. Osawa S, Jukes TH, Watanabe K, Muto A (มีนาคม 1992) "หลักฐานล่าสุดสำหรับวิวัฒนาการของรหัสพันธุกรรม". จุลินทรีย์ รายได้ 56 (1): 229–64. PMID 1579111
6. แซงเจอร์ เอฟ. (1952). "การเรียงตัวของกรดอะมิโนในโปรตีน". Adv โปรตีนเคมี. 7 : 1-67. PMID 14933251 .
7. M. Ichasรหัสชีวภาพ - สันติภาพ พ.ศ. 2514
8. วัตสัน เจดี, คริก เอฟเอช. (เมษายน 2496). «โครงสร้างโมเลกุลของกรดนิวคลีอิก โครงสร้างของกรดนิวคลีอิกดีออกซีไรโบส" ธรรมชาติ 171 : 737-738. PMID 13054692 .
9. วัตสัน เจดี, คริก เอฟเอช. (พฤษภาคม 1953). "ผลกระทบทางพันธุกรรมของโครงสร้างของกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก". ธรรมชาติ 171 : 964-967. PMID 13063483 .
10. คริก เอฟ.เอช. (เมษายน 2509). "รหัสพันธุกรรม - เมื่อวาน วันนี้ และพรุ่งนี้" Cold Spring Harb Symp ควอนท์ไบโอล: 1-9. PMID 5237190
11. G. GAMOW (กุมภาพันธ์ 2497) "ความสัมพันธ์ที่เป็นไปได้ระหว่างกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกกับโครงสร้างโปรตีน" ธรรมชาติ 173 : 318. ดอย: 10.1038/173318a0 . PMID 13882203 .
12. GAMOW G, RICH A, YCAS M. (1956) "ปัญหาการถ่ายโอนข้อมูลจากกรดนิวคลีอิกไปเป็นโปรตีน". Adv จิตเวชศาสตร์การแพทย์ 4 : 23-68. PMID 13354508 .
13. Gamow G, Ycas M. (1955) ความสัมพันธ์ทางสถิติของโปรตีนและองค์ประกอบ RIBONUCLEIC ACID ". Proc Natl Acad Sci สหรัฐอเมริกา 41 : 1011-1019. PMID 16589789 .
14. คริก FH, Griffith JS, Orgel LE (1957). รหัสที่ไม่มีเครื่องหมายจุลภาค ". Proc Natl Acad Sci สหรัฐอเมริกา 43 : 416-421. PMID 16590032
15. เฮย์ส บี. (1998). "การประดิษฐ์รหัสพันธุกรรม" (พิมพ์ซ้ำ PDF). นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน 86 : 8-14.

วรรณกรรม

• Azimov A. รหัสพันธุกรรม ตั้งแต่ทฤษฎีวิวัฒนาการจนถึงการถอดรหัส DNA - M.: Tsentrpoligraf, 2006. - 208 s - ISBN 5-9524-2230-6.
• Ratner V. A. รหัสพันธุกรรมเป็นระบบ - Soros Educational Journal, 2000, 6, No. 3, pp. 17-22
• คริก เอฟเอช, บาร์เน็ตต์ แอล, เบรนเนอร์ เอส, วัตต์ส-โทบิน อาร์เจ ลักษณะทั่วไปของรหัสพันธุกรรมของโปรตีน - Nature, 1961 (192), pp. 1227-32

ลิงค์

• รหัสพันธุกรรม- บทความจากสารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่

มูลนิธิวิกิมีเดีย 2010 .

นิเวศวิทยาของชีวิต จิตวิทยา: ผู้คนมักสนใจอนาคตของพวกเขาตลอดเวลา ดังนั้นพวกเขาจึงมักหันไปหาหมอดูและผู้ทำนาย ผู้มีอิทธิพลที่มีอำนาจกังวลเป็นพิเศษเกี่ยวกับชะตากรรมที่เตรียมไว้สำหรับพวกเขา ดังนั้นพวกเขาจึงสามารถรักษาผู้เผยพระวจนะส่วนตัวไว้กับพวกเขาได้ ตัวอย่างเช่น ในสมัยโบราณ ในหมู่ชาวกรีก แม้แต่เทพเจ้าเองก็พึ่งพาโชคชะตาและเชื่อฟังเทพธิดาแห่งโชคชะตา

ผู้คนมักสนใจอนาคตของพวกเขาตลอดเวลา ดังนั้นพวกเขาจึงมักหันไปหาหมอดูและผู้ทำนาย ผู้มีอิทธิพลที่มีอำนาจกังวลเป็นพิเศษเกี่ยวกับชะตากรรมที่เตรียมไว้สำหรับพวกเขา ดังนั้นพวกเขาจึงสามารถรักษาผู้เผยพระวจนะส่วนตัวไว้กับพวกเขาได้ ตัวอย่างเช่น ในสมัยโบราณ ในหมู่ชาวกรีก แม้แต่เทพเจ้าเองก็พึ่งพาโชคชะตาและเชื่อฟังเทพธิดาแห่งโชคชะตา ในยุคปัจจุบัน วิทยาศาสตร์และนักวิทยาศาสตร์ได้เข้าไปพัวพันกับชะตากรรมแล้ว มีมากมาย การค้นพบที่น่าสนใจที่ช่วยให้เราเข้าใจแก่นแท้และอนาคตของเรา

วิทยาศาสตร์ได้พบว่าแท้จริงแล้ว มีบางสถานการณ์ของชะตากรรมตามรหัสพันธุกรรมของมนุษย์ซึ่งขึ้นอยู่กับอารมณ์ที่เขาจะมีและความสามารถที่เขาจะมี

รหัสพันธุกรรมถูกสร้างขึ้นโดยพ่อแม่ของเราและมีคุณสมบัติและความสามารถ. แต่การปรากฏตัวของพวกเขาไม่ได้หมายถึงการนำไปปฏิบัติเสมอไป - พวกเขาสามารถพัฒนาภายใต้เงื่อนไขที่เอื้ออำนวยหรือไม่พัฒนาเลย

ความสามารถเกิดขึ้นจริงใน จำนวนสูงสุดในผู้ที่มีสุขภาพจิตดีและพยายามพัฒนาทางร่างกายและจิตใจอย่างต่อเนื่อง พวกเขาเรียนรู้และเข้าถึงขั้นตอนใหม่ของการพัฒนาอยู่เสมอ ผู้ที่ทุกข์ทรมานจากโรคประสาทต่างๆ มักพบข้อแก้ตัวและเหตุผลหลายประการที่ทำให้พวกเขาล้มเหลวในการประสบความสำเร็จ พวกเขาตำหนิโชคชะตาและชีวิตสำหรับสิ่งนี้

หากอารมณ์เป็นลักษณะทางสรีรวิทยาและขึ้นอยู่กับชุดของยีน ตัวละครจะเกิดขึ้นในกระบวนการของการศึกษา ด้วยความช่วยเหลือและการมีส่วนร่วมโดยตรงของผู้ปกครอง ในขณะที่เด็กยังคงต้องพึ่งพาอาศัยกัน พ่อแม่และพฤติกรรมของพวกเขาก็มีบทบาทสำคัญในชีวิตของเขา การศึกษามีบทบาทสำคัญมาก มันเหมือนกับประติมากร - เขาสร้างงานที่เสร็จแล้วจากฐาน

เด็กสองคนที่เลี้ยงมาในครอบครัวเดียวกันจะมีลักษณะและพฤติกรรมต่างกัน เพราะมีรหัสพันธุกรรมและอารมณ์ที่แตกต่างกัน ดังนั้น พี่น้องอาจไม่เหมือนกันเลย ตัวละครเป็นระบบของลักษณะบุคลิกภาพส่วนบุคคลที่ต่อเนื่องและเกือบคงที่ซึ่งสะท้อนถึงทัศนคติและพฤติกรรมของเธอที่มีต่อตัวเอง ผู้คนและการทำงาน ตัวละครมีคุณสมบัติพื้นฐานหลายประการ - ความสมบูรณ์, กิจกรรม, ความแข็ง, ความมั่นคงและความยืดหยุ่น

พารามิเตอร์เชิงปริมาณ

ความซื่อสัตย์- นี่คือการไม่มีความขัดแย้งเกี่ยวกับผู้คน ตัวเอง โลกรอบตัวและการทำงาน ความซื่อสัตย์สุจริตแสดงออกอย่างสมดุลในคุณลักษณะและความสนใจทั้งหมดของแต่ละบุคคลในความเข้ากันได้ของทัศนคติต่อแง่มุมต่าง ๆ ของชีวิต ฉันเชื่อว่าตัวละครส่วนใหญ่มีส่วนสำคัญ ในแง่ที่ว่าพฤติกรรมภายนอกของบุคคลนั้นสะท้อนถึงเขา ระบบภายในความสัมพันธ์.

ซึ่งหมายความว่าหากบุคคลประพฤติผิดซ้ำแล้วซ้ำอีก เขาก็มีความขัดเคืองอย่างมากในเนื้อหาของเขา ดังนั้น ผู้หญิงมักไม่ประสบความสำเร็จในการเลือกคู่ครอง ไม่ได้เตรียมการทางจิตใจ และไม่รู้ว่าคำชมเชยและการประกาศความรักของผู้ที่ได้รับเลือกหมายความว่าอย่างไร

คุณต้องฟังอย่างระมัดระวังและชั่งน้ำหนักทุกคำ ถ้าผู้ชายบอกผู้หญิงว่าไม่มีใครสวยไปกว่าเธอ ว่าเธอใจดีและดีกว่าใคร แสดงว่าคุณมีคนเจ้าชู้อยู่ต่อหน้าคุณ เขามีคนที่จะเปรียบเทียบ และในไม่ช้าเขาก็จะถูกคนอื่นพาตัวไป และแต่ละคนต่อไปก็จะเป็นคนที่สวยที่สุดเช่นกัน

หากชายหนุ่มมั่นใจว่าเขาไม่เห็นความหมายของชีวิตโดยปราศจากคนรักของเขา หากไม่มีเธอ เขาจะหลงทางและหายตัวไปโดยสิ้นเชิง เป็นไปได้มากว่าเขาติดเหล้าหรือเป็นคนที่จะกลายเป็นหนึ่งเดียวในอนาคต เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องรู้ประเด็นด้านพฤติกรรมเหล่านี้ ยิ่งคุณมีขอบเขตกว้างเท่าไร โอกาสที่คุณจะมีเรื่องราวส่วนตัวที่ไม่มีความสุขในชีวิตก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น

กิจกรรมแสดงออกถึงความสามารถในการรับมือกับสถานการณ์ที่ไม่พึงประสงค์และปริมาณพลังงานที่จะเข้าสู่การต่อสู้กับอุปสรรค ตัวละครแข็งแกร่งและอ่อนแอขึ้นอยู่กับกิจกรรม ความแข็งแกร่งของตัวละครขึ้นอยู่กับสังคม - ความซับซ้อนของบุคลิกภาพโดยตรง บุคคลที่มีบุคลิกอ่อนแอสามารถปฏิบัติตามข้อกำหนดที่กำหนดโดยสังคมได้เนื่องจากการดำเนินการตามกิจกรรมจะถูกกำหนดโดยตัวละคร และถ้าทิศทางของกิจกรรมรวมกับโชคชะตาบุคคลจะมีพลังงานเพียงพอ

ความแข็งแสดงออกในความอุตสาหะและความอุตสาหะของบุคคลในกระบวนการบรรลุเป้าหมายและปกป้องความคิดเห็นของเขา บางครั้ง การมีบุคลิกเข้มแข็งเกินไปอาจกลายเป็นความดื้อรั้นได้ ความมั่นคงเป็นตัวกำหนดความไม่ผันแปรของตัวละครของเรา แม้จะมีความแปรปรวนของโลก เหตุการณ์ และจุดยืนของเราในสังคม ตัวละครเป็นคุณลักษณะที่ค่อนข้างเสถียร ดังนั้นจึงยากที่จะเปลี่ยน บุคคลที่มีอุปนิสัยไม่มั่นคงมักจะมีปัญหาทางจิตหลายอย่างโดยทั่วไป และหนึ่งในปัญหาหลักคือความไม่มั่นคง

พลาสติก- ความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับโลกที่เปลี่ยนแปลง ความสามารถในการเปลี่ยนแปลงและปรับตัวให้เข้ากับความเป็นจริงที่ไม่ปกติโดยสิ้นเชิง ในสถานการณ์ที่ตึงเครียด หากแม้มีการเปลี่ยนแปลงพื้นฐานอักขระไม่เปลี่ยนแปลง สิ่งนี้บ่งชี้ถึงความแข็งแกร่ง

พารามิเตอร์เชิงปริมาณ

นักจิตอายุรเวทชื่อดัง Bern โดยคำนึงถึงลักษณะนิสัยที่หลากหลาย โดยระบุพารามิเตอร์หลักสามประการที่สามารถกำหนดตัวละครได้: ความสัมพันธ์กับตัวเองคือ "ฉัน" ความสัมพันธ์กับคนที่คุณรักคือ "คุณ" ความสัมพันธ์กับทุกคนโดยทั่วไปคือ “พวกเขา” .

เบิร์นแนะนำว่าคุณสมบัติเหล่านี้ที่พ่อแม่ปลูกฝังในวัยเด็กสามารถมีความหมายทั้งด้านบวกและด้านลบและกำหนดพฤติกรรมและพฤติกรรมของเขาในอนาคต เส้นทางชีวิตเรียกว่า "สถานการณ์" บ่อยครั้งที่ผู้คนไม่เข้าใจว่าทำไมเหตุการณ์ดังกล่าวถึงเกิดขึ้นกับพวกเขา และไม่เชื่อมโยงพวกเขากับวัยเด็กของพวกเขา ฉันเพิ่มพารามิเตอร์ที่สี่ลงในระบบเบิร์น - "แรงงาน"

หากวัยเด็กของบุคคลนั้นผ่านไปด้วยดีและเขาได้รับการเลี้ยงดูที่ดี พารามิเตอร์ทั้งหมดจะเป็นค่าบวกพร้อมเครื่องหมายบวก แต่ถ้าผู้ปกครองทำผิดพลาดในการเลี้ยงดูดังนั้นพารามิเตอร์บางส่วนหรือทั้งหมดจึงได้รับเครื่องหมายลบและความซับซ้อนสามารถก่อตัวได้ - สังคมซึ่งจะมีอิทธิพลอย่างมากต่อพฤติกรรมและชะตากรรมของบุคคล

แต่ละคนมีความสามัคคีและมีสุขภาพดี บุคลิกภาพที่มีพารามิเตอร์ "I" กับ "+". ซึ่งหมายความว่าเขาได้รับการเลี้ยงดูที่เหมาะสม เขาประเมินตนเองอย่างเพียงพอและตระหนักว่าเขาประสบความสำเร็จ อย่าสับสนทัศนคติกับการเห็นคุณค่าในตนเอง ตำแหน่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นจริงจากบุคคลและเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของผู้ปกครองในวัยเด็กทิศทางของมันค่อนข้างยากที่จะเปลี่ยน

ความนับถือตนเองอาจขึ้นอยู่กับสถานการณ์ หากบุคคลมีความต้องการสูงเกินไปสำหรับตนเองและสำหรับเหตุการณ์ ความนับถือตนเองก็ต่ำ ไม่มีความสำเร็จและความโชคดีใดที่จะทำให้คนพอใจได้เขาจะต้องการสิ่งที่ดีกว่าเสมอเห็นข้อบกพร่องและข้อเสียเสมอ

ที่ ตำแหน่ง "คุณ" กับ "+"สัมพันธภาพกับคนใกล้ชิดและคนรอบข้างมีความเจริญรุ่งเรือง เป็นมิตร และนำมาซึ่งความสุข คนพร้อมเสมอที่จะช่วยเหลือคนที่เขารักสนับสนุนเขาพิจารณาพวกเขา คนที่ประสบความสำเร็จ. หาก "-" มีผลเหนือกว่าในพารามิเตอร์ "คุณ" แสดงว่าอารมณ์ของบุคคลนั้นในตอนแรกเป็นศัตรูและขัดแย้งกับคนใกล้ชิด บ่อยครั้งที่บุคลิกดังกล่าวโดดเด่นด้วยอารมณ์ขันที่เฉียบแหลมการวิจารณ์ทุกสิ่งและทุกคนความจับจองและความไม่พอใจ ในการสร้างความสัมพันธ์กับคนเหล่านี้ คุณต้องยอมจำนนต่อพวกเขาตลอดเวลา

เมื่อสื่อสารกัน พวกเขามักจะเลือกบทบาทของผู้ข่มเหง แต่ก็มีผู้ไถ่ด้วยเช่นกัน ในบทบาทนี้ ความก้าวร้าวไม่ปรากฏให้เห็นในแวบแรก ตัวอย่างเช่น เหล่านี้คือผู้นำที่รับทุกประเด็นสำคัญและ งานที่ท้าทายจึงขัดขวางการเติบโตของเพื่อนร่วมงาน

เมื่อไหร่ พารามิเตอร์ "พวกเขา" ถูกตั้งค่าเป็น "+"- เป็นคนที่ชอบสื่อสารกับผู้คน พบปะและทำความรู้จักเพื่อนใหม่ ในผู้คนเขามองเห็นแง่บวกน่าสนใจและมีค่าควรมากมาย หากพารามิเตอร์ "พวกเขา" เท่ากับ "-" แสดงว่าบุคคลนั้นสังเกตเห็นข้อบกพร่องในคนก่อนจากนั้นจึงเห็นคุณธรรมเท่านั้น ในเวลาเดียวกัน ตัวเขาเองเป็นคนขี้อายอย่างยิ่ง สื่อสารยากและไม่เต็มใจที่จะติดต่อและทำความรู้จักกับเพื่อนใหม่

เมื่อไหร่ "แรงงาน" สำหรับบุคคลใน "+"จากนั้นเขาก็สนุกกับกระบวนการทำงาน ชอบแก้ปัญหาที่ซับซ้อนเพื่อการพัฒนาตนเองและการเติบโตอย่างมืออาชีพ เขาสนุกกับการค้นหาวิธีแก้ไขปัญหาอย่างสร้างสรรค์ ส่วนประกอบวัสดุไม่สำคัญสำหรับเขานัก แต่เขาประสบความสำเร็จในระดับสูงและประสบความสำเร็จ

หาก "แรงงาน" มีเครื่องหมาย "-" แสดงว่าบุคคลนั้นให้ความสำคัญกับการได้มาซึ่งวัตถุ เงินไม่ใช่การพัฒนา เป็นความกังวลหลักของเขาในงานใดๆ ดังนั้นเขาจึงไล่ตามเงินก้อนใหญ่และ ชีวิตที่ดีขึ้นในการแสวงหาที่จะลืมที่จะอยู่ที่นี่และตอนนี้

หากมี “-” ในพารามิเตอร์ตัวใดตัวหนึ่ง ค่าบวกของพารามิเตอร์อื่นๆ จะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า ตัวอย่างเช่น หาก “คุณ” มีเครื่องหมาย “-” ค่าบวกของ “I” อาจเกินจริงเกินไป

ตอนนี้มันชัดเจนสำหรับเราว่า บุคคลสามารถมีความสามัคคี มีสุขภาพดี และเจริญรุ่งเรืองได้เฉพาะกับค่านิยมด้านบวกทั้งหมดเท่านั้นเฉพาะบุคคลดังกล่าวเท่านั้นที่จะเข้าใจตนเองอย่างถูกต้องและเพียงพอ ชัยชนะและความพ่ายแพ้ ผู้ที่เขารัก ข้อบกพร่องและข้อดีของพวกเขา เขาจะประสบความสำเร็จในการสื่อสารกับผู้คน ขยายแวดวงคนรู้จัก ประสบความสำเร็จในการทำงานและธุรกิจที่เขาโปรดปราน สัมผัสกับความวุ่นวายของชีวิตด้วยสติปัญญาและความสงบ

สิ่งนี้จะเป็นที่สนใจของคุณ:

มีคนแบบนี้และมีหลายคน และเพื่อเพิ่มจำนวนบุคลิกลักษณะดังกล่าว ผู้ปกครองรุ่นเยาว์ควรเลี้ยงลูกอย่างระมัดระวังมากขึ้นโดยไม่รบกวนการพัฒนาและการเรียนรู้เกี่ยวกับโลกของพวกเขา สนับสนุน แต่อย่าเข้าไปยุ่ง อย่ากำหนดกฎเกณฑ์ของคุณเอง และอย่าทำลายจิตใจของเด็ก

ท้ายที่สุดแล้ว ไม่มีใครมารบกวนต้นไม้ให้เติบโต ต้นไม้นั้นแข็งแรงและแข็งแรง เด็กก็เช่นกัน คุณเพียงแค่ต้องช่วยเพียงเล็กน้อย แต่อย่าพยายามกำหนดแผนชีวิตของคุณ ตัวเด็กเองรู้ว่าเขาต้องการอะไรและสนใจอะไร และเป็นการดีที่สุดที่จะไม่ยุ่งเกี่ยวกับการเลือกของเขาเพราะนี่คือโชคชะตาของเขาที่ตีพิมพ์

กระทรวงศึกษาธิการและวิทยาศาสตร์ สหพันธรัฐรัสเซีย หน่วยงานรัฐบาลกลางของการศึกษา

สถานะ สถาบันการศึกษาสูงกว่า อาชีวศึกษา"รัฐอัลไต มหาวิทยาลัยเทคนิคพวกเขา. ครั้งที่สอง โปลซูนอฟ"

ภาควิชาวิทยาศาสตร์ธรรมชาติและการวิเคราะห์ระบบ

เรียงความในหัวข้อ "รหัสพันธุกรรม"

1. แนวคิดของรหัสพันธุกรรม

3. ข้อมูลทางพันธุกรรม

บรรณานุกรม

1. แนวคิดของรหัสพันธุกรรม

รหัสพันธุกรรมเป็นระบบแบบครบวงจรสำหรับการบันทึกข้อมูลทางพันธุกรรมในโมเลกุลกรดนิวคลีอิกในรูปแบบของลำดับของนิวคลีโอไทด์ ลักษณะของสิ่งมีชีวิต นิวคลีโอไทด์แต่ละตัวเขียนแทนด้วยอักษรตัวใหญ่ซึ่งขึ้นต้นชื่อของฐานไนโตรเจนที่เป็นส่วนหนึ่งของมัน: - A (A) อะดีนีน; - G (G) กวานีน; - C (C) ไซโตซีน; - T (T) ไทมีน (ใน DNA) หรือ U (U) uracil (ใน mRNA)

การใช้รหัสพันธุกรรมในเซลล์เกิดขึ้นในสองขั้นตอน: การถอดความและการแปล

สิ่งแรกเกิดขึ้นที่นิวเคลียส ประกอบด้วยการสังเคราะห์โมเลกุล mRNA ในส่วนที่เกี่ยวข้องของ DNA ในกรณีนี้ ลำดับดีเอ็นเอนิวคลีโอไทด์ถูก "เขียนใหม่" ในลำดับอาร์เอ็นเอนิวคลีโอไทด์ ขั้นตอนที่สองเกิดขึ้นในไซโตพลาสซึมบนไรโบโซม ในกรณีนี้ ลำดับนิวคลีโอไทด์ของ i-RNA จะถูกแปลเป็นลำดับของกรดอะมิโนในโปรตีน: ขั้นตอนนี้ดำเนินการด้วยการมีส่วนร่วมของการถ่ายโอน RNA (t-RNA) และเอนไซม์ที่เกี่ยวข้อง

2. คุณสมบัติของรหัสพันธุกรรม

1. Tripletity

กรดอะมิโนแต่ละตัวถูกเข้ารหัสโดยลำดับของนิวคลีโอไทด์ 3 ตัว

ทริปเล็ตหรือโคดอนคือลำดับของนิวคลีโอไทด์สามตัวที่กำหนดรหัสสำหรับกรดอะมิโนหนึ่งตัว

รหัสไม่สามารถเป็นโมโนเพิลได้เนื่องจาก 4 (จำนวนนิวคลีโอไทด์ที่แตกต่างกันใน DNA) มีค่าน้อยกว่า 20 รหัสไม่สามารถดับเบิ้ลได้เพราะ 16 (จำนวนการรวมและการเรียงสับเปลี่ยนของ 4 นิวคลีโอไทด์โดย 2) น้อยกว่า 20 รหัสสามารถเป็นแฝดได้เพราะ 64 (จำนวนชุดค่าผสมและพีชคณิตจาก 4 ถึง 3) มากกว่า 20

2. ความเสื่อม.

กรดอะมิโนทั้งหมด ยกเว้นเมไทโอนีนและทริปโตเฟน ถูกเข้ารหัสโดยทริปเพล็ตมากกว่าหนึ่งตัว: กรดอะมิโน 2 ตัว 1 ทริปเพล็ต = กรดอะมิโน 2 ตัว กรดอะมิโน 9 ตัว ทริปละ 2 ตัว = 18 ตัวต่อกรดอะมิโน 1 ตัว 3 ทริปเพลต = 3 5 ตัว กรดอะมิโน 4 ตัวต่อตัว = 20 กรดอะมิโน 3 ตัว ตัวละ 6 ตัว = 18 รวมทั้งหมด 61 รหัสสำหรับกรดอะมิโน 20 ตัว

3. การมีอยู่ของเครื่องหมายวรรคตอน intergenic

ยีนเป็นส่วนหนึ่งของ DNA ที่กำหนดรหัสสำหรับสายโพลีเปปไทด์หนึ่งสายหรือหนึ่งโมเลกุลของ tRNA, rRNA หรือ sRNA

ยีน tRNA, rRNA และ sRNA ไม่ได้เข้ารหัสโปรตีน

ที่ส่วนท้ายของยีนแต่ละตัวที่เข้ารหัสโพลีเปปไทด์ มีโคดอนการสิ้นสุดอย่างน้อยหนึ่งตัวจากทั้งหมด 3 โคดอน หรือสัญญาณหยุด: UAA, UAG, UGA พวกเขายุติการออกอากาศ

ตามอัตภาพ codon AUG ยังเป็นของเครื่องหมายวรรคตอน - ครั้งแรกหลังจากลำดับผู้นำ มันทำหน้าที่ของตัวพิมพ์ใหญ่ ในตำแหน่งนี้ รหัสสำหรับฟอร์มิลเมไทโอนีน (ในโปรคาริโอต)

4. เอกลักษณ์

แฝดสามแต่ละตัวเข้ารหัสกรดอะมิโนเพียงตัวเดียวหรือเป็นตัวยุติการแปล

ข้อยกเว้นคือรหัส AUG ในโปรคาริโอตในตำแหน่งแรก ( ตัวพิมพ์ใหญ่) เป็นรหัสสำหรับฟอร์มิลเมไทโอนีน และรหัสอื่น ๆ สำหรับเมไทโอนีน

5. ความกะทัดรัดหรือไม่มีเครื่องหมายวรรคตอน intragenic

ภายในยีน นิวคลีโอไทด์แต่ละตัวเป็นส่วนหนึ่งของโคดอนที่มีนัยสำคัญ

ในปี พ.ศ. 2504 Seymour Benzer และ Francis Crick ได้ทดลองพิสูจน์แล้วว่าโค้ดนี้มีขนาดเล็กและกะทัดรัด

สาระสำคัญของการทดลอง: การกลายพันธุ์ "+" - การแทรกนิวคลีโอไทด์หนึ่งตัว การกลายพันธุ์ "-" - การสูญเสียนิวคลีโอไทด์หนึ่งตัว การกลายพันธุ์ "+" หรือ "-" เพียงครั้งเดียวที่จุดเริ่มต้นของยีนทำให้ยีนเสียหายทั้งหมด การกลายพันธุ์ "+" หรือ "-" สองครั้งยังทำให้ยีนเสียหายทั้งหมด การกลายพันธุ์ "+" หรือ "-" สามครั้งที่จุดเริ่มต้นของยีนทำให้เสียเพียงบางส่วนเท่านั้น การกลายพันธุ์ "+" หรือ "-" สี่เท่าจะทำลายยีนทั้งหมดอีกครั้ง

การทดลองนี้พิสูจน์ว่ารหัสนั้นเป็นแฝดสามและไม่มีเครื่องหมายวรรคตอนในยีน การทดลองดำเนินการกับยีนฟาจสองยีนที่อยู่ติดกัน และแสดงให้เห็นนอกจากนี้ยังมีเครื่องหมายวรรคตอนระหว่างยีนอีกด้วย

3. ข้อมูลทางพันธุกรรม

ข้อมูลทางพันธุกรรมเป็นโปรแกรมคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิตที่ได้รับจากบรรพบุรุษและฝังอยู่ในโครงสร้างทางพันธุกรรมในรูปแบบของรหัสพันธุกรรม

สันนิษฐานว่าการก่อตัวของข้อมูลทางพันธุกรรมดำเนินการตามโครงการ: กระบวนการธรณีเคมี - การก่อตัวของแร่ - ตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงวิวัฒนาการ (การเร่งปฏิกิริยาอัตโนมัติ)

เป็นไปได้ว่ายีนดึกดำบรรพ์แรกเป็นผลึกไมโครคริสตัลลีนของดินเหนียว และชั้นดินเหนียวใหม่แต่ละชั้นเรียงกันตามลักษณะโครงสร้างของชั้นก่อนหน้า ราวกับว่าได้รับข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างจากยีนนั้น

การรับรู้ข้อมูลทางพันธุกรรมเกิดขึ้นในกระบวนการสังเคราะห์โมเลกุลโปรตีนด้วยความช่วยเหลือของ RNA สามตัว: ข้อมูล (mRNA) การขนส่ง (tRNA) และไรโบโซม (rRNA) กระบวนการถ่ายโอนข้อมูลดำเนินไป: - ผ่านช่องทางการสื่อสารโดยตรง: DNA - RNA - โปรตีน; และ - โดย channel ข้อเสนอแนะ: ปานกลาง - โปรตีน - ดีเอ็นเอ

สิ่งมีชีวิตสามารถรับ จัดเก็บ และส่งข้อมูลได้ นอกจากนี้ สิ่งมีชีวิตมักจะใช้ข้อมูลที่ได้รับเกี่ยวกับตนเองและโลกรอบตัวอย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุด ข้อมูลทางพันธุกรรมที่ฝังอยู่ในยีนและจำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิตเพื่อการดำรงอยู่ การพัฒนาและการสืบพันธุ์จะถ่ายทอดจากแต่ละคนไปยังลูกหลานของเขา ข้อมูลนี้กำหนดทิศทางของการพัฒนาของสิ่งมีชีวิตและในกระบวนการปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม ปฏิกิริยาต่อแต่ละบุคคลสามารถบิดเบือนได้ ดังนั้นจึงมั่นใจได้ถึงวิวัฒนาการของการพัฒนาของลูกหลาน ในกระบวนการวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต ข้อมูลใหม่เกิดขึ้นและถูกจดจำ รวมถึงคุณค่าของข้อมูลที่เพิ่มขึ้น

ในการดำเนินการตามข้อมูลทางพันธุกรรมในสภาพแวดล้อมบางอย่างฟีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิตที่กำหนด สายพันธุ์.

ข้อมูลทางพันธุกรรมเป็นตัวกำหนดโครงสร้างทางสัณฐานวิทยา การเจริญเติบโต การพัฒนา เมตาบอลิซึม คลังข้อมูลทางจิต ความโน้มเอียงต่อโรคและความบกพร่องทางพันธุกรรมของร่างกาย

นักวิทยาศาสตร์หลายคนได้เน้นย้ำถึงบทบาทของข้อมูลในการก่อตัวและวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตอย่างถูกต้อง สังเกตว่าเหตุการณ์นี้เป็นหนึ่งในเกณฑ์หลักของชีวิต ดังนั้น V.I. Karagodin เชื่อว่า: "สิ่งมีชีวิตเป็นรูปแบบของการดำรงอยู่ของข้อมูลและโครงสร้างที่เข้ารหัสโดยข้อมูลดังกล่าว ซึ่งทำให้แน่ใจได้ว่าข้อมูลนี้จะทำซ้ำได้ในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม" A.A. ยังระบุถึงความเชื่อมโยงของข้อมูลกับชีวิต Lyapunov: "ชีวิตเป็นสถานะของสสารที่มีคำสั่งสูงซึ่งใช้ข้อมูลที่เข้ารหัสโดยสถานะของโมเลกุลแต่ละตัวเพื่อพัฒนาปฏิกิริยาที่คงอยู่" นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่มีชื่อเสียงของเรา N.S. Kardashev ยังเน้นย้ำองค์ประกอบข้อมูลของชีวิต: “ชีวิตเกิดขึ้นเนื่องจากความเป็นไปได้ของการสังเคราะห์โมเลกุลชนิดพิเศษที่สามารถจดจำและใช้ข้อมูลที่ง่ายที่สุดในตอนแรก สิ่งแวดล้อมและโครงสร้างของตัวเองซึ่งใช้สำหรับการอนุรักษ์ตนเองเพื่อการสืบพันธุ์และที่สำคัญอย่างยิ่งสำหรับเราเพื่อให้ได้ข้อมูลเพิ่มเติม "นักนิเวศวิทยา S.S. Chetverikov เกี่ยวกับพันธุศาสตร์ของประชากรซึ่งแสดงให้เห็นว่าไม่ใช่ลักษณะเฉพาะและรายบุคคล จะถูกคัดเลือก แต่จีโนไทป์ของประชากรทั้งหมด แต่จะดำเนินการผ่านลักษณะฟีโนไทป์ของแต่ละบุคคล สิ่งนี้นำไปสู่การแพร่กระจายของการเปลี่ยนแปลงที่เป็นประโยชน์ในประชากรทั้งหมด ดังนั้น กลไกของวิวัฒนาการจึงเกิดขึ้นโดยการสุ่ม การกลายพันธุ์ในระดับพันธุกรรม และผ่านการสืบทอดของลักษณะที่มีค่าที่สุด (คุณค่าของข้อมูล!) ซึ่งกำหนดการปรับตัวของลักษณะการกลายพันธุ์ให้เข้ากับสิ่งแวดล้อม ให้ลูกหลานที่มีศักยภาพมากที่สุด

การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศตามฤดูกาล ภัยพิบัติทางธรรมชาติหรือที่มนุษย์สร้างขึ้นต่างๆ นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงความถี่ของการทำซ้ำของยีนในประชากรและเป็นผลให้ลดลง ความแปรปรวนทางพันธุกรรม. กระบวนการนี้บางครั้งเรียกว่าการเบี่ยงเบนทางพันธุกรรม และในทางกลับกัน การเปลี่ยนแปลงในความเข้มข้นของการกลายพันธุ์ต่างๆ และการลดลงของความหลากหลายของจีโนไทป์ที่มีอยู่ในประชากร ซึ่งอาจนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในทิศทางและความเข้มข้นของการดำเนินการคัดเลือก

4. การถอดรหัสรหัสพันธุกรรมมนุษย์

ในเดือนพฤษภาคม 2549 นักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานเกี่ยวกับการจัดลำดับจีโนมมนุษย์ได้เผยแพร่แผนที่ทางพันธุกรรมที่สมบูรณ์ของโครโมโซม 1 ซึ่งเป็นโครโมโซมมนุษย์ลำดับสุดท้ายที่มีลำดับไม่ครบถ้วน

แผนที่พันธุกรรมมนุษย์เบื้องต้นได้รับการตีพิมพ์ในปี 2546 ซึ่งเป็นการสิ้นสุดโครงการจีโนมมนุษย์อย่างเป็นทางการ ภายในโครงร่างของมัน ชิ้นส่วนจีโนมที่มี 99% ของยีนมนุษย์ถูกจัดลำดับ ความแม่นยำในการระบุยีนคือ 99.99% อย่างไรก็ตาม ในตอนท้ายของโครงการ มีโครโมโซมเพียง 4 ใน 24 ตัวที่ได้รับการจัดลำดับอย่างสมบูรณ์ ความจริงก็คือนอกเหนือจากยีนแล้ว โครโมโซมยังมีชิ้นส่วนที่ไม่เข้ารหัสลักษณะใด ๆ และไม่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์โปรตีน บทบาทที่ชิ้นส่วนเหล่านี้มีต่อชีวิตของสิ่งมีชีวิตนั้นยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด แต่นักวิจัยจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ มีแนวโน้มที่จะเชื่อว่าการศึกษาของพวกมันต้องการความสนใจที่ใกล้ที่สุด