Примечание. Таблица генетического кода, представленная на странице имеет один недостаток. Хотя утверждается, что речь идет о ДНК (см.: тимин, а не урацил), на самом деле имеются в виду нуклеотиды информационной РНК. Смысловая нить ДНК, по которой синтезировалась иРНК, комплементарная приводимой. Но т.к. ДНК - двухцепочная молекула, вторая нить ДНК, комплементарная смысловой, имеет ту же последовательность нуклеотидов, что и иРНК:
| ДНК | комплементарная нить | A T G T C C G G A A C C |
| смысловая нить | T A C A G G C C T T G G | |
| иРНК | A U G U C C G G A A C C |
Свойства генетического кода
Для "перевода" с языка азотистых оснований нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) на язык белков (последовательность аминокислот в полипептидной цепи) можно воспользоваться Таблицей генетического кода или онлайновой машиной-переводчиком (Translation Machine), созданной в Европейском институте биоинформатитки.
1. Триплетность - каждая аминокислота кодируется тремя нуклеотидами. Три нуклеотида, являющиеся единицей кода, называются триплетом, или кодоном.
Генетический код не может быть одинарным, т.к. нуклеотидов ДНК всего 4, а аминокислот - 20.
Кодировать аминокислоты двумя нуклеотидами каждую также недостаточно, т.к. возможно только 42 = 16 вариантов. Следующий логически вариант - кодировать аминокислоту тремя нуклеотидами, т.к. возможно 43 = 64 варианта.
2. Триплеты не отграничены друг от друга, но есть сочетания нуклеотидов, обозначающих "точку", конец считывания - "стоп-кодоны".
3. Вырожденность - одна аминокислота может кодироваться несколькими разными триплетами.
Вырожденность является следствием триплетности кода, т.к. четыре нуклеотида, взятые по 3, могут закодировать 43 = 64 разных объекта, тогда как аминокислот всего 20.
4. Универсальность - генетический код одинаков для всех живых организмов на Земле, т.е. в клетке любого из существ одинаковая последовательность нуклеотидов будет кодировать ту же аминокислоту.
Впрочем, правильнее утверждать, что генетический код практически универсален, т.к. в некоторых генетических системах (например, в генах митохондрий и хлоропластов) есть некоторые отличия от стандартного кода, присущего организмам.
5. Неперекрываемость: каждый участок ДНК хранит информацию не более чем об одном белке. Иными словами, если участок ДНК кодирует белок, то не может кодировать (начиная с какого-нибудь другого нуклеотида) другой белок.
Правильнее утверждать, что генетический код практически неперекрываемый, т.к. у вирусов, у которых большое количество информации должно поместиться в небольшом фрагменте, наблюдается двойное, а у фага Х 147 - даже тройное перекрывание (небольшой участок входит одновременно в 3 разных гена).
Естественные «коды»
Биосемиотика
Биосемиотика - одно из новых понятий биологии, получившее достаточно широкое употребление на рубеже ХХ и ХХI веков. В процессе интеграции семиотики и биологии просматривается по меньшей мере три основных направления. Сопоставление смысла метаязыковых понятий и понятий физической теории информации, объяснение процессов кодирования и развёртывания биологической информации на биохимическом, биофизическом, молекулярно-генетическом и клеточном уровнях в семиотическом контексте и/или с использованием одноименных выражений, которые в последние десятилетия применяются как в семиотике, так и в естественнных науках (Р.Якобсон, 1996; K.Kull, 1990, 1993; A.Sharov, 1992; J.Hoffmeyer, 1997; В.И.Корогодин, В.Л.Корогодина, 2000). Это направление названо Т.А.Себеоком "эндосемиотическим" (Sebeok ,1976).[1] Известно, что процесс понимания текста предполагает одновременное уточнение и контекста сообщения, и правил кодирования информации. Новые цели биосемиотических исследований задают новые контексты. Очевидно, что нельзя требовать унификации терминологии, с помощью которой обсуждается, во-первых, семиотический статус генетического кода; во-вторых, моделирование знаковых процессов в ходе взаимодействия живых организмов и среды обитания; в-третьих, создается объяснительный принцип, претендующий на звание новой парадигмы в теоретической биологии. Вопреки широко распространенной точки зрения, которая предполагает, что в понятийном аппарате науки нет места метафорам, существует и другая точка зрения, которая представляется более аргументированной. Французский философ Винсент Декомб пишет: "Каждый раз, когда говорящий оказывается перед лицом неизвестного, он не знает, что сказать, поскольку этой неведомой ситуации в коде не соответствует ни одно сообщение, позволяющее довести её до другого. Что значит говорить? Если "что говорить" означает сказать что-то, что стоит того, чтобы его сказали, то кто же согласится довольствоваться кодом и обозначать свои наблюдения или свои желания, передавая одно из сообщений, которые код держит в резерве? Решение в этом случае состоит в передаче иного сообщения, нежели сообщение, предусмотренное соглашением, заставляя тем самым слова говорить совсем не то, что они обозначают в "сокровищнице языка" (Декомб, 2000, с. 94-95).[2] Основной проблемой современной биосемиотики, с точки зрения Э.Д.Владимирова и Д.П.Мозговой, является проблема трансформации генетического кода, универсального для данного биологического вида, в семиотические коды более высокой степени свободы. Генетический код представляет собой структурированную систему с однозначной референцией к другим формам кодирования: процессам транскрипции и трансляции. Универсальный генетический код оформлен как информационная система, в которой процессы декодирования не связаны с индивидуальными знаковыми коннотациями живого объекта, имеющими отношение к индивидуальному и групповому научению. Э.Д.Владимиров и Д.П.Мозгова полагают, что молекулярно-генетические процессы кодирования информации (Уотсон, 1967, Hoffmeyer, 1997) и некоторые этологические феномены - импринтинг (Lorenz, 1937, 1950), коммуникативное поведение животных, базирующееся на воздействии инстинктивных релизеров ( Lorenz, Tinbergen, 1938), "язык пчел" (Frisch, 1967) - могут быть описаны в форме семиотической системы, обладающей следующими свойстами: 1) "код предшествует сообщению";2) "код определяет все ситуации, в которых он может быть использован"; 3) "код независим от сообщения";4) "код независим от передающей стороны"; 5) "сообщение не может быть носителем чего-либо нового или непредвиденного"; 6) "совокупность возможных сообщений является конечной". Выше перечисленные требования, по мнению исследователя французского структурализма В. Декомба, могут быть предъявлены "инженерами по коммуникациям" к знаковым системам, прагматически ориентированным на передачу только такого сообщения, смысл которого задан заранее, "уже накоплен в языке" (Декомб, 2000). Помимо выше приведенных семиотических схем, животные осуществляют коммуникацию в виде безадресного сообщения, "записанного" в объектах и событиях внешней среды. Это сообщение оформляется в текст, последовательно считываемый животными-реципиентами в процессе их двигательной активности. В процессе восприятия знаковая информация актуализируется получателем в виде цепочки двигательных элементов.Сообщение может быть полисемичным - в пределах, заданных актуальной мотивацией животного-реципиента. Биосемиотик А.Шаров, разотождествляясь, по его мнению, "с позицией зоосемиотиков", указывает на способность животных обладать "врожденной знаковостью", которая "зашита в геноме". Он пишет: "Животные часто подают сигнал и ожидают ответа. Это значит, что сообщение имеет знаковый характер в момент передачи. Но знаковость не обязательно связана с договорным кодом. Помимо жизненного опыта индивидуума, существует жизненный опыт эволюционной линии, проходящей через тысячи и миллионы поколений, игнорирование эволюционного жизненного опыта - это основной недостаток зоосемиотики"[3].Зоосемиотика