12 ДУПЛЕТНЫЙКОД

Генетический код – это
Способ записи информации о первичной структуре белков через последовательность нуклеотидов ДНК и РНК
= «Словарь» перевода с языка нуклеиновых кислот на язык белков.

Каким должен быть дуплетный код
Число возможных дуплетов = 16
Им можно закодировать не более 15 а.к.
один из дуплетов – на СТОП-кодон

Наш метод создания кода:
Выбрали белки лизоцим (129 а.к.) и миоглобин (154 а.к.);
Разделили а.к. на две группы:
а) обязательно кодируемые
б) с похожими радикалами
Посмотрели, какие а.к. наиболее часто встречаются в данных белках;
Подобрали дуплеты и а.к. так, чтобы коэффициент q был как можно больше.

Проблема глицина:
считать глицин полярной или неполярной а.к.?
Мы считали неполярной, потому что:
Gly – п: qтр=1,16
Gly – н/п: qтр=1,28

Знаком начала гена мы выбрали
СТАРТ-кодон АУ
кодирует Мет, а в начале гена фМет.
(в триплетном АУГ)
Знак окончания гена –
СТОП-кодон УА
(в триплетном УАА, УАГ, УГА)

Идеальный дуплетный код

Свойства дуплетного кода:
Отсутствие межкодонных знаков препинания
Наличие межгенных знаков препинания
Однозначность
Неперекрываемость
Дуплетность
Нет вырожденности (избыточности)
Экономичность (на белок той же длины нужно меньше ДНК)

Сравним эти два кода – построенный нами дуплетный и стандартный триплетный
Один из самых важных параметров - помехоустойчивость

Помехоустойчивость
X Y
1 2
Консервативная замена – не меняет класс аминокислоты
Радикальная замена – меняет класс аминокислоты

Гидрофобные (неполярные)
Классификация аминокислот по полярности радикала
Гидрофильные
Полярные
Заряженные (ионы)
+
─

Подсчёт коэффициента помехоустойчивости (q).
Число радикальных замен = 40,
А консервативных - 44,
Учитывая, что глицин – неполярная аминокислота и не включая кодон УА
q = 44/40 = 1,1.

Недостатки дуплетного кода:
Таким кодом невозможно закодировать больше, чем 15 аминокислот.
Возможный путь преодоления: Посттрансляционная модификация

Molecular Cell Biology
Harvey Lodish et al.
Примеры пострансляционной модификации аминокислот

Недостатки дуплетного кода:
Коэффициент помехоустойчивости (q) меньше, чем у триплетного кода (qтр~1,28, а qдп~1,1)
Нет вырожденности (избыточности).