Расшифровка генетического кода была осуществлена в 1961 году Маршаллом Ниренбергом и Дж. Генрихом Маттеи, которые определили, что РНК-последовательность UUU кодирует аминокислоту фенилаланин. 6 К 1965 году генетический код был разгадан полностью: каждая группа из трёх нуклеотидов (кодон) кодирует определённую аминокислоту, а порядок кодонов определяет порядок аминокислот (и, соответственно, химические и биологические свойства) в белке. 6
Молекулярные механизмы реализации генетического кода включают несколько этапов: 1
- Начальная стадия хранения информации. 1 После окончания клеточного деления хроматин с ДНК находится в конденсированном состоянии. 1
- Деконденсация хроматина. 1 Когда деление завершено, ДНК должна быть приведена в активизированное состояние. 1 Для этого она разворачивается под управлением специальных белков хроматина. 1
- Транскрипция (переписывание). 1 К развёрнутым участкам ДНК получают доступ специальные ферменты, называемые РНК-полимеразами. 1 Между нуклеотидами ДНК и РНК существует химическое сродство, что позволяет полимеразе двигаться по ДНК и синтезировать РНК, в точности соответствующую ДНК. 1 Полученная в результате транскрипции РНК называется информационной (иРНК) или матричной (мРНК). 1
- Трансляция и транспорт аминокислот. 1 В клетке всегда присутствует 20 видов транспортных РНК (тРНК), которые с одного конца имеют химическое сродство к некоторой тройке нуклеотидов, а с другого конца специальным ферментом (аминоацил-тРНК-синтетаза) присоединяется соответствующая данной тройке аминокислота. 1 тРНК постоянно «вылавливают» плавающие в цитоплазме клетки аминокислоты и доставляют их к месту синтеза белков — к рибосомам. 1
- Синтез (сборка) белков в рибосомах. 1 Рибосомы плавают в цитоплазме клетки и к ним поступают мРНК с информацией из ядра и тРНК с материалом из окружающей цитоплазмы. 1 Во время работы рибосома надевается на цепочку мРНК и скользит по ней. 1 Поступающие в рибосому тРНК соединяются с текущим участком мРНК только в том случае, если ответная часть соответствует закодированной аминокислоте. 1