Нестандартный генетический код

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «НОВОСИБИРСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ».

Физический факультет

Кафедра химической и биологической физики

Манина Антонина Андреевна

РЕФЕРАТ

Нестандартный генетический код

3 курс, группа №18346

Работу проверил:

к.ф.-м.н. Ломзов А. А.

 «                »                2020 г.

Оглавление

Список сокращений        3

Введение        4

История обнаружения, методы исследования и общие факты        4

Нестандартные аминокислоты        5

Селеноцистеин [3]        6

Инфузория Euplotes [5]        7

Пирролизин [4]        8

Примеры организмов, использующих нестандартный генетический код [6]        9

Blastocrithidia        9

Condylostoma magnum        9

Acetohalobium arabaticum        9

Rhabdopleura compacta        9

Scenedesmus obliquus        9

Плоские черви класса Rhabditophora [7]        10

Radopholus similis [8]        10

Инфузории-туфельки [9]        10

Ashbya gossypii [10]        11

Mycobacterium smegmatis        11

Заключение        11

Список литературы        12

Список сокращений

РНК – рибонуклеиновая(рибонуклеиновые) кислота(кислоты)

Мт ДНК – митохондриальная дезоксирибонуклеиновая кислота

В наименованиях кодонов:

У – урацил

А – аденин

Г - гуанин

Ц - цитозин

Мтмб - монометиламинметилтрансфераза

Введение

Как известно, генетический код – это система записи информации о последовательности расположения аминокислот в белках с помощью последовательности расположения нуклеотидов в рибонуклеиновых кислотах (далее: Список сокращений). Существенной особенностью генетического кода является строгое однозначное соответствие между кодонами – сочетаниями трёх нуклеотидов, являющимися значащими единицами генетического кода, и аминокислотами. Стандартный код состоит из трёх стоп-кодонов (так называемый межгенный «знак препинания») и 61 значащего кодона, которые кодируют аминокислоты.  

На протяжении длительного времени свойства генетического кода считались одинаковыми для всех живых организмов, но, на самом деле, генетический код не является универсальным. На данный момент известно несколько десятков примеров, когда живые организмы используют его изменённую версию – так называемый нестандартный генетический код. Известны различные нестандартные варианты генетического кода для митохондриальных, прокариотических и эукариотических геномов. Наиболее часто встречающееся отклонение – переназначение стоп-кодона. Впервые факт существования подобных отклонений выявили в 1979 году путём секвенирования генов митохондриальных геномов человека, показав, что генетический код человеческих митохондрий отличается от ядерного.

 Возможность альтернирования генетического кода стала важным толчком в развитии инженерии генного кода. Изучая природные случаи использования нестандартного генетического кода различными организмами, можно выявить стратегии переназначения кодонов и использовать их в попытках синтезировать новые коды, включающие в себя нестандартные аминокислоты.

История обнаружения, методы исследования и общие факты

На протяжении долгого времени считалось, что генетический код универсален для всех организмов. Однако в 1979 году учёные впервые обнаружили нестандартный генетический код, путём секвенирования (определение аминокислотной или нуклеотидной последовательности биополимеров) последовательности митохондриальной дезоксирибонуклеиновой кислоты (далее: Список сокращений) клетки HeLa (линия «бессмертных» человеческих клеток) и аминокислотной последовательности соответствующего белка сердца коровы, что показало, что Список сокращений-кодон, который используется в качестве кодона терминации, или стоп-кодона, в стандартном генетическом коде, в данном случае кодирует триптофан (ароматическая альфа-аминокислота, входящая в состав всех известных живых организмов) [2]. Так же выяснилось, что АУА-кодон может кодировать метионин (алифатическая серосодержащая альфа-аминокислота, входящая в число незаменимых аминокислот) вместо изолейцина (алифатическая альфа-аминокислота, также входящая в число незаменимых аминокислот).