- Mã di truyền là gì?
- Đặc điểm của mã di truyền
- Khám phá mã di truyền
- Chức năng của mã di truyền
- Nguồn gốc của mã di truyền
Chúng tôi giải thích mã di truyền là gì, chức năng, thành phần, nguồn gốc và các đặc điểm khác của nó. Ngoài ra, khám phá của nó như thế nào.
Mã di truyền là gì?
Mã di truyền là thứ tự cụ thể của các nucleotide trong trình tự tạo nên DNA. Nó cũng là tập hợp các quy tắc mà từ đó trình tự nói trên được dịch bởi RNA trong một trình tự axit amin, để tạo ra một chất đạm. Nói cách khác, sự tổng hợp protein phụ thuộc vào mã này.
Tất cả sinh vật sống Chúng có một mã di truyền tổ chức DNA và RNA của chúng. Mặc dù có sự khác biệt rõ ràng giữa các vương quốc của sự sống, nội dung di truyền hóa ra giống nhau ở một mức độ lớn, cho thấy rằng toàn bộ mạng sống nó phải có một nguồn gốc chung. Những biến thể nhỏ trong mã di truyền có thể làm phát sinh một loài khác.
Trình tự của mã di truyền bao gồm sự kết hợp của ba nucleotide, mỗi nucleotide được gọi là codon và chịu trách nhiệm tổng hợp một axit amin cụ thể (polypeptide).
Những nucleotide này đến từ bốn loại bazơ nitơ khác nhau: adenine (A), thymine (T), guanine (G) và cytosine (C) trong DNA, và adenine (A), uracil (U), guanine (G), và cytosine (C) trong RNA.
Bằng cách này, một chuỗi có tới 64 codon được xây dựng, 61 trong số đó tạo nên mã tự nó (nghĩa là chúng tổng hợp các axit amin) và 3 vị trí bắt đầu và dừng đánh dấu trong trình tự.
Theo thứ tự mà cấu trúc di truyền này xác định, tế bào Cơ thể có thể tập hợp các axit amin và tổng hợp các protein cụ thể, sẽ thực hiện các chức năng nhất định trong cơ thể.
Đặc điểm của mã di truyền
Mã di truyền có một loạt các đặc điểm cơ bản, đó là:
- Tính phổ quát Như chúng ta đã nói trước đây, tất cả các sinh vật sống đều chia sẻ mã di truyền, từ vi-rút Y vi khuẩn cho đến khi người, cây Y động vật. Điều này có nghĩa là một codon cụ thể được liên kết với cùng một axit amin, bất kể đó là sinh vật nào. Có 22 mã di truyền khác nhau được biết đến, là các biến thể của mã di truyền chuẩn chỉ trong một hoặc hai codon.
- Tính đặc hiệu Mã có tính đặc hiệu cao, nghĩa là không có codon nào mã cho nhiều hơn một axit amin, không trùng lặp, mặc dù trong một số trường hợp có thể có các codon bắt đầu khác nhau, cho phép tổng hợp các protein khác nhau từ cùng một mã.
- Liên tục. Mã liên tục và không có bất kỳ sự gián đoạn nào, là một chuỗi dài các codon luôn được phiên mã theo cùng một ý nghĩa và hướng, từ codon bắt đầu đến codon dừng.
- Sự thoái hóa. Mã di truyền có thừa, nhưng không bao giờ mơ hồ, nghĩa là, hai codon có thể tương ứng với cùng một axit amin, nhưng không bao giờ cùng một codon với hai axit amin khác nhau. Do đó, có nhiều codon khác nhau hơn mức tối thiểu cần thiết để lưu trữ Thông tin di truyền.
Khám phá mã di truyền
Nirenberg và Matthaei nhận thấy rằng mỗi codon mã hóa một axit amin.Mã di truyền được phát hiện vào những năm 1960, sau khi các nhà khoa học Anglo-Saxon là Rosalind Franklin (1920-1958), Francis Crick (1916-2004), James Watson và Maurice Wilkins (1916-2004) phát hiện ra Cấu trúc DNA, bắt đầu nghiên cứu di truyền tổng hợp protein tế bào.
Năm 1955, các nhà khoa học Severo Ochoa và Marianne Grunberg-Manago đã tìm cách cô lập men polynucleotide phosphorase. Họ phát hiện ra rằng với sự hiện diện của bất kỳ loại nucleotide nào, protein này đã xây dựng mRNA hoặc chất truyền tin được tạo thành từ cùng một cơ sở nitơ, tức là polypeptide nucleotide đơn. Điều này làm sáng tỏ nguồn gốc có thể có của cả DNA và RNA.
Người Mỹ gốc Nga George Gamow (1904-1968) đã đề xuất mô hình mã di truyền được hình thành bởi sự kết hợp của các bazơ nitơ được biết đến ngày nay. Tuy nhiên, Crick, Brenner và các cộng sự của họ đã chỉ ra rằng codon chỉ được tạo thành từ ba bazơ nitơ.
Bằng chứng đầu tiên về sự tương ứng giữa cùng một codon và một axit amin đã được thu được vào năm 1961 nhờ Marshall Warren Nirenberg và Heinrich Matthaei.
Áp dụng của họ phương phápNirenberg và Philip Leder đã có thể dịch 54 codon còn lại. Sau đó, Har Gobind Khorana đã hoàn thành việc phiên mã. Nhiều người trong số những người tham gia vào cuộc chạy đua giải mã di truyền này đã được trao giải Nobel Y học.
Chức năng của mã di truyền
Chức năng của mã di truyền rất quan trọng trong quá trình tổng hợp protein, nghĩa là, trong việc sản xuất các hợp chất nguyên tố cơ bản cho sự tồn tại của mạng sống như chúng tôi hiểu về nó. Do đó, nó là khuôn mẫu cơ bản cho việc xây dựng sinh lý của sinh vật, cả các mô và các enzym, chất và chất lỏng của nó.
Vì vậy, mã di truyền hoạt động như một khuôn mẫu trong DNA, từ đó RNA được tổng hợp, là một loại hình ảnh phản chiếu. Sau đó, trong RNA, nó di chuyển đến các bào quan tế bào chịu trách nhiệm cấu tạo nên các protein (ribosome).
Trong ribosome, quá trình tổng hợp bắt đầu theo khuôn mẫu được truyền từ DNA sang RNA. Do đó, mỗi gen được liên kết với một axit amin, tạo nên một chuỗi polypeptit. Đây là cách mã di truyền hoạt động.
Nguồn gốc của mã di truyền
Nguồn gốc của mã di truyền có lẽ là bí ẩn lớn nhất trong cuộc đời. Theo trực giác, vì tất cả các sinh vật đã biết, đều có trực giác, rằng sự xuất hiện của nó trên hành tinh này là trước khi xuất hiện của sinh vật đầu tiên, tức là, tế bào nguyên thủy sẽ phát sinh ra tất cả vương quốc của sự sống.
Ban đầu, có vẻ như nó ít mở rộng hơn nhiều và chỉ có thông tin để mã hóa một vài axit amin, nhưng nó sẽ ngày càng phức tạp hơn khi sự sống xuất hiện và phát triển.