• Jaký je genetický kód?
• Charakteristika genetického kódu
• Objev genetického kódu
• Funkce genetického kódu
• Původ genetického kódu

Vysvětlíme, co je to genetický kód, jeho funkci, složení, původ a další vlastnosti. Také, jak bylo jeho objevení.

RNA je zodpovědná za použití kódu DNA k syntéze proteinů.

Jaký je genetický kód?

Genetický kód je specifické uspořádání nukleotidů v sekvenci, která tvoří DNA. Je to také sada pravidel, ze kterých je tato sekvence překládána pomocí RNA v aminokyselinové sekvenci, aby se vytvořila a protein. Jinými slovy, syntéza proteinů závisí na tomto kódu.

Všechny živé bytosti Mají genetický kód, který organizuje jejich DNA a RNA. Navzdory zjevným rozdílům mezi různými království života, genetický obsah se ukazuje být do značné míry podobný, což naznačuje, že celý život muselo to mít společný původ. Drobné odchylky v genetickém kódu mohou vést ke vzniku různých druhů.

Sekvence genetického kódu obsahuje kombinace tří nukleotidů, z nichž každý se nazývá kodon a je zodpovědný za syntézu specifické aminokyseliny (polypeptidu).

Tyto nukleotidy pocházejí ze čtyř různých typů dusíkatých bází: adenin (A), thymin (T), guanin (G) a cytosin (C) v DNA a adenin (A), uracil (U), guanin (G), a cytosin (C) v RNA.

Tímto způsobem se sestaví řetězec až 64 kodonů, z nichž 61 tvoří samotný kód (to znamená, že syntetizují aminokyseliny) a 3 označují počáteční a koncové pozice v sekvenci.

Podle pořadí, které tato genetická struktura určuje, buňky Tělo dokáže shromáždit aminokyseliny a syntetizovat specifické bílkoviny, které budou v těle plnit určité funkce.

Charakteristika genetického kódu

Genetický kód má řadu základních charakteristik, kterými jsou:

• Univerzálnost Jak jsme již řekli, všechny živé organismy sdílejí genetický kód, od virus Y bakterie dokud osob, rostliny Y zvířat. To znamená, že konkrétní kodon je spojen se stejnou aminokyselinou, bez ohledu na to, o jaký organismus se jedná. Je známo 22 různých genetických kódů, které jsou variantami standardního genetického kódu pouze v jednom nebo dvou kodonech.
• Specifičnost Kód je vysoce specifický, to znamená, že žádný kodon nekóduje více než jednu aminokyselinu, aniž by se překrýval, i když v některých případech mohou existovat různé startovací kodony, které umožňují syntetizovat různé proteiny ze stejného kódu.
• Kontinuita. Kód je kontinuální a nemá žádná přerušení jakéhokoli druhu, je to dlouhý řetězec kodonů, který je vždy přepisován ve stejném smyslu a směru, od startovacího kodonu po stop kodon.
• Degenerace. Genetický kód má redundanci, ale nikdy nejednoznačnosti, to znamená, že dva kodony mohou odpovídat stejné aminokyselině, ale nikdy stejný kodon dvěma různým aminokyselinám. Existuje tedy více různých kodonů, než je minimálně nutné k uložení Genetické informace.

Objev genetického kódu

Nirenberg a Matthaei zjistili, že každý kodon kóduje aminokyselinu.

Genetický kód byl objeven v 60. letech 20. století poté, co anglosaští vědci Rosalind Franklin (1920-1958), Francis Crick (1916-2004), James Watson a Maurice Wilkins (1916-2004) objevili struktura DNA, zahájení genetického studia syntézy buněčného proteinu.

V roce 1955 se vědcům Severo Ochoa a Marianne Grunberg-Manago podařilo izolovat enzym polynukleotid fosforáza. Zjistili, že v přítomnosti jakéhokoli typu nukleotidů tento protein vybudoval mRNA nebo messenger tvořený stejnou dusíkatou bází, tedy jediným nukleotidovým polypeptidem. To vrhlo světlo na možný původ DNA i RNA.

Rusko-Američan George Gamow (1904-1968) navrhl model genetického kódu tvořeného kombinacemi dnes známých dusíkatých bází. Crick, Brenner a jejich spolupracovníci však ukázali, že kodony jsou tvořeny pouze třemi dusíkatými bázemi.

První důkaz o shodě mezi stejným kodonem a aminokyselinou byl získán v roce 1961 díky Marshallu Warrenu Nirenbergovi a Heinrichu Matthaeiovi.

Uplatnění jejich metodyNirenberg a Philip Leder dokázali přeložit 54 zbývajících kodonů. Následně Har Gobind Khorana dokončil přepis kódu. Mnoho z těch, kteří se zapojili do tohoto závodu o rozluštění genetického kódu, bylo oceněno Nobelovou cenou za medicínu.

Funkce genetického kódu

V ribozomech je kodonová sekvence translatována do aminokyselinové sekvence.

Funkce genetického kódu je životně důležitá při syntéze proteinů, tedy při výrobě základních elementárních sloučenin pro existenci život jak tomu rozumíme. Proto je základním vzorem pro fyziologickou konstrukci organismyjak jeho tkání, tak jeho enzymů, látek a tekutin.

K tomu genetický kód funguje jako templát v DNA, ze kterého se syntetizuje RNA, která je jakýmsi zrcadlovým obrazem. Poté se v RNA přesune do buněčných organel odpovědných za stavbu proteinů (ribozomů).

V ribozomech začíná syntéza podle vzoru, který přešel z DNA do RNA. Každý gen je tedy spojen s aminokyselinou a vytváří řetězec polypeptidů. Takto funguje genetický kód.

Původ genetického kódu

Původ genetického kódu je pravděpodobně největší záhadou v životě. Je intuitivní, protože je to společné všem známým živým bytostem, že její výskyt na planetě byl před tím, než se objevila první živá bytost, tedy primitivní buňka, která dala vzniknout všem království života.

Zpočátku je pravděpodobné, že byl mnohem méně rozsáhlý a měl pouze informace pro kódování několika aminokyselin, ale s tím, jak vznikal a vyvíjel se život, by se jeho složitost zvětšila.