3. Генетичний код є однозначним. Кожен триплет відповідає лише одній амінокислоті (або є стоп-кодоном). Той самий триплет у клітині не може кодувати дві різні амінокислоти (рис. 133).

4. Генетичний код є надлишковим. Існують чотири типи РНК-нуклеотидів (А, У, Г, Ц), а триплет є комбінацією з трьох нуклеотидів. Відповідно, може бути всього 4 х 4 х 4 = 64 різних послідовностей із трьох зазначених літер. Отже, у такий спосіб можна закодувати не більше ніж 64 одиниці інформації. Проте до складу білків входять лише 20 різних амінокислот і 3 стоп-кодони. «Беззмістовних» триплетів не існує, а тому деякі амінокислоти закодовано більше ніж одним кодоном. Можна пересвідчитися, що амінокислота триптофан кодується лише одним триплетом, натомість аргінін - аж шістьма (рис. 133). Надлишковість надає коду певної стійкості до змін, тобто мутацій. У деяких випадках заміна одного нуклеотиду на інший не призведе до зміни амінокислоти, а отже, і структури синтезованого білка (спробуйте за допомогою схеми генетичного коду знайти варіанти таких замін).

5. Генетичний код є універсальним. Відповідність послідовностей триплетів та амінокислот є однаковою в усіх клітинах усіх організмів і навіть неклітинних форм життя (вірусів). Це правило має кілька винятків: дещо змінений генетичний код працює в мітохондріях, хлоропластах, у деяких найпростіших і бактерій. Тим не менше, загалом генетичний код є універсальним правилом кодування структури білків більшістю генів.

Утворення білків на основі інформації, що зберігається в молекулах нуклеїнових кислот, є одним із ключових процесів, властивих живим системам (рис. 134). Різноманітність просторових структур, яких можуть набувати білкові молекули, зумовлює виконання ними найрізноманітніших функцій, що виявляється як ознаки організмів.

Рис. 134. Принцип функціонування генетичного коду

1 - транскрипція, 2 - трансляція.

Послідовність матричного ланцюга ДНК показано коричневим кольором, комплементарний йому ланцюг - сірим, послідовність відповідної мРНК - червоним. Показано відповідність кожного триплета кодованій амінокислоті.

Синтез поліпептидного ланцюга за участі рибосом на матриці мРНК називають трансляцією.

Вона здійснюється за участю рибосом - органел, притаманних усім клітинам. Крім рибосом та мРНК, для трансляції потрібна енергія (АТФ) та амінокислоти, зв’язані з тРНК. Молекула тРНК має специфічну будову (рис. 135). До одного її кінця приєднується залишок амінокислоти. Також тРНК містить три особливі нуклеотиди, комплементарні до триплета, який кодує транспортовану амінокислоту. Цю послідовність називають антикодоном. Молекули тРНК, що мають певний антикодон, зв’язують лише ту амінокислоту, яка кодується відповідним кодоном. Молекулу тРНК, сполучену із залишком амінокислоти, називають активованою. У біосинтезі білка виокремлюють кілька етапів. На початку синтезу рибосома зв’язує мРНК й поступово просуває її крізь себе, ніби скануючи (рис. 136). Таке «сканування» триває, доки не знайдеться кодон АУГ. Він називається стартовим кодоном, з нього розпочинається синтез будь-якого білка. Щойно рибосома знайшла найближчий кодон АУГ, вона зв’язує тРНК з метіоніном (та антикодоном УАЦ). Після цього рибосома продовжує просувати нитку мРНК крізь себе. Упродовж такого просування відбувається розпізнавання кодонів, зв’язування молекул тРНК із відповідними антикодонами та формування пептидних зв’язків між амінокислотами. Цей синтез завершується, коли рибосома дійде до одного зі стоп-кодонів. У результаті роботи описаного механізму утворюється поліпептидний ланцюг, послідовність амінокислот якого визначена структурою молекули мРНК відповідно до генетичного коду. Такий поліпептид ще не є функціональним білком. Він має набути характерної для нього тривимірної (вторинної, третинної, четвертинної) структури, а також зазнати певних хімічних модифікацій, що здійснюються за участі спеціалізованих ферментів здебільшого в комплексі Гольджі.

Рис. 135. Будова молекули тРНК

Рис. 136. Трансляція

Пригадайте та поясніть механізм процесу трансляції.