유전 암호 - 개념, 기능, 역사 및 특징

우리는 유전자 코드가 무엇인지, 그 기능, 구성, 기원 및 기타 특성을 설명합니다. 그리고 발견은 어땠나요?

RNA는 DNA 코드를 사용하여 단백질을 합성하는 역할을 합니다.

유전자 코드는 무엇입니까?

유전암호는 DNA를 구성하는 서열에서 특정 뉴클레오티드 배열입니다 . 이는 또한 상기 서열이 RNA 에 의해 아미노산 서열로 번역되어 단백질을 구성하는 규칙 세트입니다 . 즉, 단백질 합성은 이 코드에 달려 있습니다 .

모든 생명체는 DNA와 RNA를 구성하는 유전암호를 가지고 있습니다 . 서로 다른 생명계 사이의 명백한 차이에도 불구하고 유전적 내용은 대체로 유사한 것으로 밝혀졌으며, 이는 모든 생명이 공통의 기원을 가졌음에 틀림없다는 것을 암시합니다. 유전암호의 작은 변화로 인해 다른 종이 탄생할 수 있습니다 .

유전자 코드의 서열은 세 개의 뉴클레오티드 조합으로 구성되며 , 각각은 코돈이라고 불리며 특정 아미노산(폴리펩타이드) 합성을 담당합니다.

이 뉴클레오티드는 DNA의 아데닌(A), 티민(T), 구아닌(G) 및 시토신(C)과 아데닌(A), 우라실(U), 구아닌(G) 및 시토신의 네 가지 유형의 질소 염기에서 유래합니다. (C) RNA에서.

이러한 방식으로 최대 64개의 코돈으로 구성된 사슬이 만들어지며 , 그 중 61개는 코드 자체를 구성하고(즉, 아미노산을 합성함) 3개는 시퀀스의 시작 및 중지 위치를 표시합니다.

이 유전적 구조가 결정하는 순서에 따라 신체의 세포는 아미노산을 모으고 특정 단백질을 합성할 수 있으며, 이는 신체의 특정 기능을 수행합니다.

참조: 유전학

유전자 코드의 특징

유전암호에는 다음과 같은 일련의 기본 특성이 있습니다.

• 보편성. 이전에 말했듯이, 바이러스 와 박테리아 부터 사람 , 식물 , 동물 에 이르기까지 모든 살아있는 유기체는 유전암호를 공유합니다 . 이는 특정 코돈이 어떤 유기체인지에 관계없이 동일한 아미노산과 연관되어 있음을 의미합니다. 22개의 서로 다른 유전자 코드가 알려져 있는데, 이는 단 하나 또는 두 개의 코돈으로 구성된 표준 유전자 코드의 변형입니다.

• 특성. 코드는 매우 구체적입니다. 즉, 중복이 발생하지 않고 하나 이상의 아미노산에 대한 코돈 코드가 없습니다. 그러나 어떤 경우에는 동일한 코드에서 다른 단백질이 합성될 수 있는 다른 시작 코돈이 있을 수 있습니다.

• 연속성. 코드는 연속적이며 어떤 종류의 중단도 없으며 시작부터 종료 코돈까지 항상 동일한 의미와 방향으로 전사되는 긴 코돈 사슬입니다.

• 퇴화. 유전암호는 중복성을 갖지만 절대 모호하지 않습니다. 즉, 두 개의 코돈이 동일한 아미노산에 해당할 수 있지만 동일한 코돈이 두 개의 다른 아미노산에 해당할 수는 없습니다. 따라서 유전 정보를 저장하는 데 최소한으로 필요한 것보다 더 많은 다른 코돈이 있습니다 .

유전암호의 발견

Nirenberg와 Matthaei는 각 코돈이 아미노산을 암호화한다는 것을 확인했습니다.

유전암호는 앵글로색슨 과학자 로절린드 프랭클린(1920~1958), 프랜시스 크릭(1916~2004), 제임스 왓슨(1928), 모리스 윌킨스(1916~2004)가 DNA 구조를 발견한 이후인 1960년대에 발견됐다 . 세포 단백질 합성에 대한 유전적 연구를 시작합니다.

1955년에 과학자 Severo Ochoa와 Marianne Grunberg-Manago는 폴리 뉴클레오티드 포스포라제 효소를 분리하는 데 성공했습니다. 그들은 어떤 유형의 뉴클레오티드가 있을 때 이 단백질이 동일한 질소 염기로 구성된 mRNA 또는 메신저, 즉 단일 뉴클레오티드의 폴리펩티드를 구축한다는 것을 발견했습니다. 이는 DNA와 RNA의 기원 가능성을 밝혀줍니다.

러시아계 미국인 조지 가모프(George Gamow, 1904-1968)는 오늘날 알려진 질소 염기의 조합으로 형성된 유전암호 모델을 제안했습니다. 그러나 Crick, Brenner 및 그들의 공동 연구자들은 코돈이 단지 3개의 질소 염기로만 구성되어 있음을 입증했습니다 .

동일한 코돈과 아미노산 사이의 일치에 대한 최초의 증거는 Marshall Warren Nirenberg와 Heinrich Matthaei 덕분에 1961년에 얻어졌습니다.

Nirenberg와 Philip Leder는 그들의 방법을 적용하여 나머지 코돈 중 54개를 번역할 수 있었습니다. 그 후 Har Gobind Khorana가 코드 전사를 완료했습니다. 유전암호를 해독하기 위한 경주에 참여한 많은 사람들이 노벨 의학상을 수상했습니다.

유전암호의 기능

리보솜에서는 코돈 서열이 아미노산 서열로 번역됩니다.

유전암호의 기능은 단백질 합성, 즉 우리가 이해하는 생명체 의 존재를 위한 기본 원소 화합물의 제조에 필수적입니다. 따라서 이는 유기체 , 조직, 효소, 물질 및 체액 모두 의 생리학적 구성에 대한 기본 패턴입니다 .

이를 위해 유전암호는 DNA의 주형 역할을 하며, 이로부터 RNA가 합성되는데, 이는 일종의 거울상이다. 그런 다음 RNA는 단백질 생성을 담당하는 세포 소기관(리보솜)으로 이동합니다.

리보솜에서는 DNA에서 RNA로 가는 패턴에 따라 합성이 시작됩니다 . 따라서 각 유전자는 아미노산과 연관되어 폴리펩타이드 사슬을 형성합니다. 이것이 유전암호가 작동하는 방식입니다.

유전암호의 기원

유전암호의 기원은 아마도 생명의 가장 큰 미스터리일 것입니다. 그것이 알려진 모든 생명체에게 공통적이라는 점을 감안할 때, 행성에 그것의 출현은 최초의 생명체 , 즉 모든 생명의 왕국을 낳을 원시 세포 의 출현보다 이전이었다는 것이 직관됩니다 .

처음에는 아마도 훨씬 덜 광범위 하고 몇 가지 아미노산을 암호화하는 정보만 가지고 있었을 것입니다. 그러나 생명체가 출현하고 진화함에 따라 복잡성이 커졌을 것입니다.

계속: 핵산