Генетический код – открытие и эволюция Что такое генетический код? –И что не следует называть «генетическим кодом» Как был расшифрован код Откуда взялся генетический код?

Центральная Догма ДНК РНК белок Что было раньше, курица или яйцо ДНК или белок?

РНК-овый мир

Адаптерная гипотеза (Фрэнсис Крик) AGGCUUUGCAAAG…AGGCUUUGCAAAG…

Ранние идеи о природе кода 20 аминокислот – 64 кодона – либо вырожденность, либо запрет на некоторые кодоны Георгий Гамов: «ромбический» код и «треугольный» код (порядок неважен, важен нуклеотидный состав) Перекрывающийся код

Код без знаков препинания

Как расшифровали код? In vitro трансляция гомополимеров UUUUUUUU… Phe Phe Phe… CCCCCCCCC… Pro Pro Pro…. In vitro трансляция смеси сополимеров Связывание триплетов

Основные идеи об эволюции кода Фрэнсис Крик (1960е гг):замороженная случайность Любые изменения в адаптерах слишком вредны (меняются все белки сразу) Карл Вёзе (1966): похожие кодоны означают похожие аминокислоты минимизирует эффект мутаций минимизирует эффект ошибок трансляции Дж.Вонг (1980-е): теория коэволюции С. Фриланд и др. (2000) «Генетический код – один на миллион»

Альтернативные коды

ароматические неполярные полярные заряд цистеин

Copyright restrictions may apply. Freeland, S. J. et al. Mol Biol Evol : Genetic code is one in a million

Метод Монте-Карло На компьютере генерируется большое число генетических кодов (со случайным помещением аминокислот в таблицу) Для каждого подсчитывается сходство между аминокислотами, оказавшимися рядом Сравнивается средний результат с результатом настоящего кода

Код эволюционировал от простого к сложному В каком порядке добавлялись аминокислоты? E.N. Trifonov The triplet code from first principles. J Biomol Struct Dyn. 22:1-11. «Консенсус»: G, A, D, V, P, S, E, (L, T), R, (I, Q, N), H, K, C, F, Y, M, W

I. King Jordan, Fyodor A. Kondrashov, Ivan A. Adzhubei, Yuri I. Wolf, Eugene V. Koonin, Alexey S. Kondrashov and Shamil Sunyaev Nature 433, A universal trend of amino acid gain and loss in protein evolution

Как же могут возникать изменения в коде? Сокращение двусмысленности Захват кодонов UUU L UUC L UUA L UUG L UUU L UUC L UUA L UUG L UUU L, F UUC L, F UUA L UUG L UUU gone UUC gone UUA L UUG L UUU F UUC F UUA L UUG L UUU F UUC F UUA L UUG L

Два разных класса ААтРНК- синтетаз

Совсем непохожи друг на друга O'Donoghue P, Luthey-Schulten Z Microbiol Mol Biol Rev. 67:

Эволюционировали вместе с кодом или подстраивались под уже готовый код?

Apparently chemists and protein molecules do not share the same opinions regarding the definition of the most prominent properties of a residue Zuckerkandl and Pauling, 1965

BLOSUM Matrix

Results: EX in different pairs of amino acids

Как менялась помехоустойчивость кода