|
В словаре генетического кода Ниренберга [1] различные аминокислоты кодируются либо двумя, либо четырьмя, либо шестью кодонами. Рассмотрение группы кодонов, относящихся к одной и той же аминокислоте, показывает, что в каждом кодоне (xyz) целесообразно отделить двухбуквенный «корень» (ху | от окончания | z). Тогда каждой аминокислоте, в общем случае, будет соответствовать один определенный корень, а вырожденность кода является следствием изменения окончания.
Шестнадцать возможных корней распадаются на два октета (см. табл. 1).
Сильные корни
Окончания:
Ц, Г, У, А | Слабые корни
Ц, У: Окончания Г, А | ГЛИ - ГГ
ВАЛ - ГУ
ТРЕ - АЦ
ЛЕЙ - ЦУ
СЕР - УЦ
АРГ - ЦГ
АЛА - ГЦ
ПРО - ЦЦ | ФЕН - УУ - ЛЕЙ
ЦИС - УГ - ТРИ
ГИС - ЦА - ГЛУН
СЕР - АГ - АРГ
АСП - ГА - ГЛУ
ИЛЕЙ - АУ - МЕТ
ТИР - УА - ( )
АСПН - АА - ЛИЗ |
|
Первый октет включает восемь «сильных» корней, каждый из которых при любом из окончаний Ц, Г, У, А кодирует одну и ту же аминокислоту.
Например:
АЛА: (ГЦ | Ц), (ГЦ | Г), (ГЦ | У), (ГЦ | А).
Второй октет включает восемь «слабых» корней, каждый из которых при окончаниях пиримидиновой пары (Ц, У) кодирует одну аминокислоту, а при окончаниях пуриновой пары (Г, А) другую.
Например:
ГИС: (ЦА Ц), (ЦА У) ГЛУ: (ЦА Г), (ЦА А)
Содержащаяся в словаре Ниренберга информация может быть в компактной форме представлена в виде таблицы корней.
Мы отмечаем как аномалию, что три аминокислоты кодируются двумя корнями:
Выберем следующую последовательность букв:
| Пиримидин | Пурин | Пиримидин | Пурин | | Ц | Г | У | А | | очень сильная | сильная | слабая | очень слабая |
которую, как мы увидим, можно назвать канонической, и составим матрицу корней:
Мы обнаруживаем, что все сильные корни располагаются над боковой диагональю, а слабые корни - снизу от нее. Корни, расположенные на самой диагонали, можно назвать переходными.
Перепишем матрицу корней в виде:
При любом другом выборе последовательности букв слабые и сильные корни оказались бы перемешанными. Мы можем теперь сформулировать следующие четыре правила:
- Все корни, содержащие букву Ц, - сильные, за исключением переходного корня ЦА.
- Все корни, содержащие букву А, - слабые, за исключением переходного корня АЦ.
- Корни типа (хх) при х сильном (х = Ц, Г) - сильные, а при х слабом (х = У, А) - слабые.
- Переходные корни типа пурин - пиримидин (АЦ и ГУ) - сильные, а типа пиримидин - пурин (УГ и ЦА) - слабые.
Что же обусловливает различие в силе отдельных букв и устанавливает каноническую последовательность Ц, Г, У, А? Можно предположить что распад четырех букв на пару сильных (Ц и Г) и пару слабых (У и А) обусловлен тем, что каждая из сильных букв (Ц и Г) образует по три водородных связи, в то время как каждая из слабых букв (У и А) образует лишь по две водородных связи. Внутри сильной и слабой пары пиримидины Ц и У оказываются сильнее, чем находящиеся с ними в паре пурины Г и А.
Можно думать, что дальнейшие биохимические исследования позволят понять на молекулярном уровне изложенные здесь закономерности и выяснить природу отмеченной аномалии серила, лейцина и аргинина [2].
Новосибирский государственный
университет | Поступило
17.VI.1968 | | (Представлено академиком М.А.Леонтовичем) |
| | ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА |
|
| [1] | | R.Brimcombe, J.Trupin, Н.W.Nirenberg, Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A. 54. 3, 954 (1965). |
| [2] | | Ю.Б.Румер, ДАН, 167, N 6, 1394 (1966). |
|
