Kod genetyczny

forum genetyczne
szymon
Posty: 69
Rejestracja: 12 wrz 2008, o 17:52
Lokalizacja: wrocław

Kod genetyczny

Post autor: szymon » 15 sie 2009, o 13:54

Jak wyjasnić ewolucyjnie różnice w kodzie genetycznym?
Np.w grupie organizmów Ciliata (Euplotidae) kodon UGA oznacz cysteinę,a w standardowym kodon terminacyjny.Jaką wartość przystosowawczą miało przejscie od jednego kodonu do drugiego w systemie kodowania informacji,skoro ,aby organizm mógł przetrwać zmiana musiała sie dokonać od razu w setkach genów :?:
Wiecej przykładów :
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Taxonomy/ta ... codes#SG10

Awatar użytkownika
Savok
Moderator w spoczynku
Posty: 3219
Rejestracja: 15 gru 2006, o 21:46
Lokalizacja: Univ of Dundee

Re: Kod genetyczny

Post autor: Savok » 15 sie 2009, o 14:04

To sie nazywa ewolucja konwergetna.

Sciezka ewolucyjna niejktorych grup organizmow poszla inna strona osiagajac mniej wiecej ten sam efekt. Presja wywierana na ta sciezke mogla byc dokladnie taka sama jak na inna.

Jakusz
Moderator w spoczynku
Posty: 2631
Rejestracja: 8 sty 2007, o 22:03

Re: Kod genetyczny

Post autor: Jakusz » 15 sie 2009, o 14:10

szymon pisze:Jaką wartość przystosowawczą miało przejscie od jednego kodonu do drugiego w systemie kodowania informacji,skoro ,aby organizm mógł przetrwać zmiana musiała sie dokonać od razu w setkach genów


A skąd wniosek, że aby doszło do utrwalenia zmiany musi ona zachodzić w setkach genów na raz? Nie wyobrażasz sobie sytuacji, że zmiana zaszła najpierw częściowo, a potem się "rozprzestrzeniała"? Możliwe, moim zdaniem, jest też współistnienie dwóch znaczeń tego samego kodonu przez okres przejściowy. Wbudowanie danego aminokwasu może zależeć od struktury RNA na którym zachodzi translacja, a nie tylko od samego znaczenia danego kodonu.

szymon
Posty: 69
Rejestracja: 12 wrz 2008, o 17:52
Lokalizacja: wrocław

Re: Kod genetyczny

Post autor: szymon » 15 sie 2009, o 15:09

Savok pisze:To sie nazywa ewolucja konwergetna.

Sciezka ewolucyjna niejktorych grup organizmow poszla inna strona osiagajac mniej wiecej ten sam efekt. Presja wywierana na ta sciezke mogla byc dokladnie taka sama jak na inna.

To bardzo ogólne sformułowanie.Nie pytam jakim pojeciem ewolucje kodu genetycznego nazwiemy,ale jak ona mogła zajść na konkretnych przykładach ,aby mieć rzeczywistą wartość przystosowawczą,a nie tylko hipotetyczną ,czyli co daje komórce inny kod genetyczny?

[ Dodano: |15 Sie 2009|, o 16:47 ]
JakubikF pisze:
szymon pisze:Jaką wartość przystosowawczą miało przejscie od jednego kodonu do drugiego w systemie kodowania informacji,skoro ,aby organizm mógł przetrwać zmiana musiała sie dokonać od razu w setkach genów


A skąd wniosek, że aby doszło do utrwalenia zmiany musi ona zachodzić w setkach genów na raz? Nie wyobrażasz sobie sytuacji, że zmiana zaszła najpierw częściowo, a potem się "rozprzestrzeniała"? Możliwe, moim zdaniem, jest też współistnienie dwóch znaczeń tego samego kodonu przez okres przejściowy. Wbudowanie danego aminokwasu może zależeć od struktury RNA na którym zachodzi translacja, a nie tylko od samego znaczenia danego kodonu.

Mam pytanie w takim razie:jeśli założymy ,że komórka ma do dyspozycji jeden system odczytu inf(standardowy)i pewnego pięknego dnia podejmuje dycyzję,że on jej sie znudził oznacza to ,iż we wszystkich genach warunkujacych powstanie m-RNA musi dokonać zmian takich,aby powstawały funcjonalne białka.Inaczej powstanie pula niefunkcjonalnych białek,a to zmniejszy jej wartość przystosowawczą.Jeśli syntetaza dla odpowiedniego t-RNA raz bedzie odczytywała jeden aminokwas,a raz inny,,bądż czynnik terminacyjny -to oznacz to chaos niefunkcjonalnych białek.Ciekawi mnie ,czy przeprowadzona jakiś eksperyment pozwalajacy dokonać takiej przemiany,bo bez zintegrowanych zmian w setkach genów nie widzę żadnej wartości przystosowawczej w takiej metamorfozie genetycznej.Skoro dany wariant kodu genetycznego jest funkcjonalny,po co dokonywać w nim ryzykownych zmian na zywym organizmie.Komórka , o ile mi wiadomo nie potrafi sie nauczyć ,że jesli w jakims genie zmieniła jeden kodon na inny (sensowny w ramach nowego kodu genetycznego!),to będzie potrafiła szybko dokonać takie zmiany w innych genach ,nie zaburzając swego funcjonowania,.Kazda taka zmiana to astronomiczny poziom selekcji-skąd ma wiedzieć w jakich genach i na jaki nukleotyd ma zamienić ,aby otrzymać funkcjonalny polipeptyd?
Struktura RNA ma czasami wpływ na właczony aminokwas ,ale sa to przypadki rzadkie i nie neguja roli determinizmu kodu genetycznego w prawie wszystich przypadkach.
U Candida albicans CUG jest odczytywany jako seryna ,a nie leucyna .Chcąc dokonać ewolucyjnie,czyli stopniowo takich zmian,to trzeba we wszystkich genach dokonać zmian n (wychodząc od standardowego k.gen.),inaczej syntetaza będzie ładować aminokwas serynę,ale w m-RNA bedzie dalej stara kodowana leucyna i bedzie powstawać zmienione,niefunkcjonalne w białko ,które zamiast w tym miejscu leu ma serynę .W jednym białku moze nie byc to szkodliwe ,ale w wiekszości oznacza to katastrofę,zarówno na etapie faldowania,jak i dalszych etapów ekspresji genu np.transportu takiego mutanta do niewłasciwego przedziału komórkowego,modyfikacji potranslacyjnych itd.

yeast
Posty: 2892
Rejestracja: 5 lip 2007, o 16:36
Lokalizacja: Gdansk

Re: Kod genetyczny

Post autor: yeast » 15 sie 2009, o 16:00

szymon pisze:czyli co daje komórce inny kod genetyczny?
Na dziesiejszy stan wiedzy nic szczegolnego - po prostu jest to jeden z mozliwych kodow utrwalony przypadkiem.

Jakusz
Moderator w spoczynku
Posty: 2631
Rejestracja: 8 sty 2007, o 22:03

Re: Kod genetyczny

Post autor: Jakusz » 15 sie 2009, o 20:35

szymon pisze:Jeśli syntetaza dla odpowiedniego t-RNA raz bedzie odczytywała jeden aminokwas,a raz inny,,bądż czynnik terminacyjny -to oznacz to chaos niefunkcjonalnych białek


Chyba nie rozumiesz pojęcia translacja i procesu przyłączania aminokwasów przez syntetazy do odpowiednich tRNA. Sugerujesz, że to syntetazy odczytują kod genetyczny z mRNA? Po za tym tRNA ulega drastycznym zmianom podczas składania więc kombinacji tam jest wiele.

szymon pisze:W jednym białku moze nie byc to szkodliwe ,ale w wiekszości oznacza to katastrofę


Mutacje punktowe nie zmieniające ramki odczytu nie są tak groźne. Zmiana jednego aminokwasu w białku nie musi zmienić jego właściwości, szczególnie jeśli są to aminokwasy "strukturalne" a nie "katalitycznie" czyli te biorące udział w reakcji, znajdujące się w centrum aktywnym.

szymon pisze:Skoro dany wariant kodu genetycznego jest funkcjonalny,po co dokonywać w nim ryzykownych zmian na zywym organizmie.Komórka , o ile mi wiadomo nie potrafi sie nauczyć ,że jesli w jakims genie zmieniła jeden kodon na inny (sensowny w ramach nowego kodu genetycznego!)


Pamiętaj, że kod tripletowy nie jest zero-jedynkowy. Jest zdegenerowany, nukleotydy w trójce mają różną istotność. Zmiana trzeciego nukleotydu w kodonie może na samym początku istnienia mutacji w ogóle nic nie zmieniać.

[ Dodano: |15 Sie 2009|, o 21:44 ]
Po za tym mam wrażenie, że ty zakładasz, że zmiana w kodzie genetycznym następuje na zasadzie: zbierają się geny i postanawiają, że od dzisiaj trójka XYZ będzie kodować inny aminokwas... To raczej tak się nie odbywa - jest losowe, zmiana wychodzi być może po czasie i jest złożeniem kilku czynników.

szymon
Posty: 69
Rejestracja: 12 wrz 2008, o 17:52
Lokalizacja: wrocław

Re: Kod genetyczny

Post autor: szymon » 16 sie 2009, o 10:21

yeast pisze:
szymon pisze:czyli co daje komórce inny kod genetyczny?
Na dziesiejszy stan wiedzy nic szczegolnego - po prostu jest to jeden z mozliwych kodow utrwalony przypadkiem.

Pytam nie o to,co daje komórce kod genetyczny,ale jaka wartość przystosowawczą uzyskuje ona dokonująć zmiany w kodzie genetycznym .Skoro organizmy ze standardowym kodem genetycznym są skutecznymi ewolucyjnie organizmami ,to jaki sens biologiczny ma mieć zmiana w regułach kodowania białek ,ze wszytkimi konsekwencjami.

Awatar użytkownika
Savok
Moderator w spoczynku
Posty: 3219
Rejestracja: 15 gru 2006, o 21:46
Lokalizacja: Univ of Dundee

Re: Kod genetyczny

Post autor: Savok » 16 sie 2009, o 10:43

Nie musi dawac zadnej, wystarczy, ze nie powoduje uposledzenia.

Jakusz
Moderator w spoczynku
Posty: 2631
Rejestracja: 8 sty 2007, o 22:03

Re: Kod genetyczny

Post autor: Jakusz » 16 sie 2009, o 10:58

szymon, my łapiemy ewolucję w biegu - nie wiemy czy dana cecha np. zmiana kodu genetycznego danego organizmu jest szczególnie przydatna na daną chwilę, ale może być początkiem zmiany dającej przewagę w przyszłości, albo początkiem "ślepej uliczki".

szymon
Posty: 69
Rejestracja: 12 wrz 2008, o 17:52
Lokalizacja: wrocław

Re: Kod genetyczny

Post autor: szymon » 16 sie 2009, o 12:11

JakubikF pisze:Chyba nie rozumiesz pojęcia translacja i procesu przyłączania aminokwasów przez syntetazy do odpowiednich tRNA. Sugerujesz, że to syntetazy odczytują kod genetyczny z mRNA? Po za tym tRNA ulega drastycznym zmianom podczas składania więc kombinacji tam jest wiele.

Z tego co wiem tRNA - zwany transferowym RNA, związany z enzymem - syntetazą aminoacylo-tRNA, służy do odczytywania kodu genetycznego i transportu odpowiednich aminokwasów do - rybosomu, w trakcie procesu translacji.W każdej komórce znajduje się przynajmniej 20 rodzajów cząsteczek tRNA i przynajmniej jedna odpowiada swoistemu aminokwasowi.Sekwencja antykodonowa rozpoznaje komplementarny tryplet nukleotydów tworzących kodon, na cząsteczce mRNA - w taki sposób następuje odczyt informacji genetycznej.
JakubikF pisze:Mutacje punktowe nie zmieniające ramki odczytu nie są tak groźne. Zmiana jednego aminokwasu w białku nie musi zmienić jego właściwości, szczególnie jeśli są to aminokwasy "strukturalne" a nie "katalitycznie" czyli te biorące udział w reakcji, znajdujące się w centrum aktywnym. Pamiętaj, że kod tripletowy nie jest zero-jedynkowy. Jest zdegenerowany, nukleotydy w trójce mają różną istotność. Zmiana trzeciego nukleotydu w kodonie może na samym początku istnienia mutacji w ogóle nic nie zmieniać

Zmiana w białku oznacza nie tylko własciwosci strukturalne,ale w zalezności od ilości zmienionych aminokwasów :interakcje z innymi cząsteczkami,transport,stabilność,mod.posttranslacyjne itd.Nawet jeśli nie zmienią się jej wł.katalityczne,to z racji wielości podstawień białko uzyska wiele (niekorzystnych)cech uniemozliwiających jego sprawne funkcjonowanie.
Problem polega na tym,że zmiana kodu genetycznego oznacza z reguły zamianę nie jednego aminokwasu,ale kilku,a nawet kilkunastu ,w zależności od długości i rodzaju białka ooraz kodu genetycznego. U Endomycetales zmiana dot.kluczowego,pierwszego nukleotydu i oznacza triplet CUG serynę,a w standardowym leucynę (inne własciwości chemiczne).
Ładnie te odstepstwa ukazuje tabela na str3 w artykule: "The genetic code — 40 years on
Maciej Szymański and Jan Barciszewski:

http://www.actabp.pl/pdf/1_2007/51s.pdf
Różnice te dot.nie tylko jądra komórkowego,ale również mitochondriów,i obejmują nawet np.sygnał terminacji translacji-kluczowy w syntezie białka.
JakubikF pisze:
Po za tym mam wrażenie, że ty zakładasz, że zmiana w kodzie genetycznym następuje na zasadzie: zbierają się geny i postanawiają, że od dzisiaj trójka XYZ będzie kodować inny aminokwas... To raczej tak się nie odbywa - jest losowe, zmiana wychodzi być może po czasie i jest złożeniem kilku czynników.

Z tego co przeczytałem mechanizmy w kodzie genetycznym mogą oznaczać :
- w elementach t-RNA zmieniająca specyfikę aminoacylacji - w wyniku czego t-RNA są ładowane innymi aminokwasami np.zmiana w antykodonie;
-w strukturze syntetaz aminiacylo t-RNA,w wyniku czego ten sam t-RNA(standardowy k.gen.) jest ładowany innym aminokwasem niz wskazuje to sekwencja antykodonów.
Każda taka zmiana powoduje radykalne zmiany w tłumaczeniu m-RNA ,nie tylko jednego białka,ale setek ,bo tyle przynajmniej jest konieczne do zycia organizmu .Wiele będzie szkodliwych,część nawet letalnych (dla białek koniecznych do metabolizmu komórki).
JakubikF pisze:
Po za tym mam wrażenie, że ty zakładasz, że zmiana w kodzie genetycznym następuje na zasadzie: zbierają się geny i postanawiają, że od dzisiaj trójka XYZ będzie kodować inny aminokwas...

Niczego nie zakładam-pytam tylko o mechanizm tej zmiany i jego sens ewolucyjny.
JakubikF pisze;
. To raczej tak się nie odbywa - jest losowe, zmiana wychodzi być może po czasie i jest złożeniem kilku czynników

Co masz na mysli :?: Zmiany w regułach kodowania nie są subtelne i jak wyobrażasz sobie stopniowe zachodzenie tego?Zmiany w aminoacylacji t-RNA (lub specyficznosci syntetaz)oznaczają nie tylko to,ale :we wszystkich miejscach,gdzie dotychczas znajdował się np.kodon dla leucyny jest włączana seryna.Aby ta zmiana była co najmniej neutralna we wszystkich genach trzeba zmienic odpowiednie kodony na takie ,które będą ta zmianę uwzględniały-inaczej mamy populacje zmutowanych ,niefunkcjonalnych białek.Skąd komórka ma wiedzieć jakie geny i na jakie kodony mają zostać zmienione -i to od razu?Nie wiem w jaki sposób może to zachodzić stopniowo,ze wzgledu na zmianę w aminoacylacji mielibysmy pulę starych i nowych makroczasteczek,które raz by zmieniały wg reguł pierwotnych a raz wg nowych.Ze wzgledu na precyzję tych mechanizmów zachodzenie tego przypadkowo prowadzi oczywiście do chaosu molekularnego-co dobór naturalny błyskawicznie wyeliminuje.
Ciekawi mnie czy przprowadzano symulację na zywym organizmie ,polegająca na zmianie kodu genetycznego?

[ Dodano: |16 Sie 2009|, o 13:14 ]
Savok pisze:Nie musi dawac zadnej, wystarczy, ze nie powoduje uposledzenia.

Ale jak to uzyskać-zaproponuj mechanizm,a nie spekulacje.Z tego jak zrozumiałem zmiana w kodzie genetycznym musi uposledzać funkcjonowanie komórki ,tylko czy bedzie ona od razu letalna(wg mnie tak)czy po pewnym czasie.

[ Dodano: |16 Sie 2009|, o 13:26 ]
JakubikF pisze:szymon, my łapiemy ewolucję w biegu - nie wiemy czy dana cecha np. zmiana kodu genetycznego danego organizmu jest szczególnie przydatna na daną chwilę, ale może być początkiem zmiany dającej przewagę w przyszłości, albo początkiem "ślepej uliczki".

Tak .Tylko,że aby ją uzyskać stopniowo przydatność dla organizmu na dana chwilę jest marzeniem ,a nie odwołuje sie do rzeczywistości .Powtarzam:mutacje punktowe moga być czasami korzystne,ale zmiana w regułach kodowania-w jaki sposób?Kazda taka zmiana ,o ktorej pisałem od razu zmienia białka ,a nie po wielu pokoleniach.Kazda taka zmiana jest od razu testowana przez dobór naturalny:dla nielicznych białek może byc to neutralne,ale dla wiekszości chyba nie i raczej letalne np.dla białek koniecznych do zycia np.histonowe,replikacyjne,cyklu komórkowego itd.Tych białek jest cała masa .

[ Dodano: |16 Sie 2009|, o 13:33 ]
U np. drożdzy jest aż 1018 białek niezbędnych do zycia i nie muszę Ci mówić co moga oznaczać zmiany w takich białkach :
http://mips.helmholtz-muenchen.de/genre ... rder=entry

Awatar użytkownika
Savok
Moderator w spoczynku
Posty: 3219
Rejestracja: 15 gru 2006, o 21:46
Lokalizacja: Univ of Dundee

Re: Kod genetyczny

Post autor: Savok » 16 sie 2009, o 13:03

szymon, chrzanisz miejscami takie glupoty, ze nawet nie wiem gdzie zaczac.

Zmiany ewolucyjne nastepuja stopniowo, poczatkowo sa niezauwazalne, a jak juz zaczynaja wywierac znaczaqcy wplyw, reszta ukladu dostosowala sie do ich istnienia. W ten sposob sa utrwalane.

W ewolucyjnym pojeciu, zmiany moga sie toczyc nieskonczenie wielka iloscia scierzek, dopuki uzyskany jest ten sam cel, nie ma znaczenia jaka sie potoczyly. W przypadku twojego kodu genetycznego jakies galezie ewolucyjne gdizes kiedys sie rozeszly, jak u jednej galezi powstaly alternatywne metody kodowania tego samego, prawdopodobnie poprzez jakis blad w biochemii, tak to sie zawsze zaczyna, przez przypadkowe odstepstwo. Poniewaz zmiana ta nie wywolywala zadnych efektow ubocznych byla dziedziczona az sie utrwalila niezaleznie od mechanizmu wystepujacego na innej galezi ewolucyjnej osiagajac ten sam efekt koncowy.

To sie nazywa ewolucja konwergetna i jesli nie zrozumiales tego na poczatku to nie zrozumiesz tego dalej.

Awatar użytkownika
malgosi35
Moderator
Posty: 3913
Rejestracja: 13 lut 2007, o 13:01

Re: Kod genetyczny

Post autor: malgosi35 » 16 sie 2009, o 13:54


szymon
Posty: 69
Rejestracja: 12 wrz 2008, o 17:52
Lokalizacja: wrocław

Re: Kod genetyczny

Post autor: szymon » 20 sie 2009, o 12:06

Savok pisze:szymon, chrzanisz miejscami takie glupoty, ze nawet nie wiem gdzie zaczac.

Wolałbym,abyś operował konkretami,a nie epitetami.Jesli sie gdzieś mylę -wskaż miejsce i odnieś sie do tego co napisałem ,ale rzeczowo -będę wdzieczny :).

Savok pisze:Zmiany ewolucyjne nastepuja stopniowo, poczatkowo sa niezauwazalne, a jak juz zaczynaja wywierac znaczaqcy wplyw, reszta ukladu dostosowala sie do ich istnienia. W ten sposob sa utrwalane.

Fajnie,że o tym piszesz,ale tematem dyskusji nie jest prawdziwość ewolucji(o tym nie mam watpliwości),ale zmienność kodu genetycznego-za pomocą jakiego modelu mozna go wyjaśnić ,a nie tylko opisać ogólnikowo.
Wg mnie trzeba chyba przyjąc,że :
na poczatku rozwoju zycia było kilka kodów genetycznych,ale z niezrozumiałych powodów sukces osiagnal jeden(pod wzgledem wielości form życia).
Nie wyjasnia to jednak dlaczego organizmy z odmiennym kodem nie wytworzyły tak złozonych form zycia,ale jakby znalazły się w stazie(brak chocby kregowców).


Savok pisze:To sie nazywa ewolucja konwergetna i jesli nie zrozumiales tego na poczatku to nie zrozumiesz tego dalej.

Wiecej wiary w moje mozliwośc poznawcze :? ,jednak wciąż nie wyjasniłeś jak pojęcie ew.konwergentnej odnosi sie do tematu.

[ Dodano: |20 Sie 2009|, o 13:09 ]
malgosi35 pisze:http://kod-genetyczny.kolor-skory.com/index.html

To tylko spekulacje,a ja pytam o konkretne mechanizmy wyjasniajace ten problem.Prosze o odniesienie sie do tego ,co piszę(może błednie coś interpretuje)?Osobiscie nie przepadam za dyskusja w postaci linków,chyba,że do.zrodeł literaturowych.

ODPOWIEDZ
  • Podobne tematy
    Odpowiedzi
    Odsłony
    Ostatni post

Kto jest online

Użytkownicy przeglądający to forum: Obecnie na forum nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika i 0 gości