"Pochodzenie kodu genetycznego"

Wojciech Grajkowski
Pochodzenie kodu
genetycznego
Hipoteza
„zamrożonego
przypadku”
Hipoteza
stereochemiczna
Hipoteza
optymalizacji
Hipoteza
koewolucji
Hipoteza
„zamrożonego
przypadku”
Hipoteza
stereochemiczna
Hipoteza
optymalizacji
Hipoteza
koewolucji
Odstępstwa od uniwersalnego kodu
R. Knight, S. Freeland, L. Landweber (1999) TiBS
Odstępstwa od uniwersalnego kodu
R. Knight, S. Freeland, L. Landweber (1999) TiBS
Hipoteza
„zamrożonego
przypadku”
Hipoteza
stereochemiczna
Hipoteza
optymalizacji
Hipoteza
koewolucji
Rosnąca hydrofilowość nukleotydu
Rosnąca hydrofilowość nukleotydu
6.8
7.3
8.3
7.2
5.1
6.9
7.7
9.7
Rosnąca polarność aminokwasu
Hipoteza stereochemiczna
Hipoteza stereochemiczna
Szathmary 1999, TIG Vol. 15, No.6
Hipoteza stereochemiczna
H. Seligman; G. Nissim Amzallag 2002 Naturwissenschaften Vol.89
GAA
UUC
Hipoteza stereochemiczna
9
mitochondria zwierząt
8
12
mitochondria roślin
5
chloroplasty
19
7
S.cerevisiae
20
4
H.volcanii
24
E.coli
24
0
10
6
8
20
30
40
"podwójna komplementarność"
brak "podwójnej komplementarności"
Według: S. Rodin, S. Ohno 1997 PNAS Vol.94
Hipoteza
„zamrożonego
przypadku”
Hipoteza
stereochemiczna
Hipoteza
optymalizacji
Hipoteza
koewolucji
Hipoteza optymalizacji
Hipoteza optymalizacji
Freeland, SJ, Knight, RD, and Landweber, LF. 2000.
Hipoteza optymalizacji
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
hydrofobowość
wielkość
RRR
RRY
YRR
YRY
RYR
RYY
YYR
YYY
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
hydrofobowość
wielkość
SSS
SSW
WSS WSW SWS SWW WWS WWW
V. Chechetkin (2003) J. Theor. Biol. Vol. 222
Hipoteza
„zamrożonego
przypadku”
Hipoteza
stereochemiczna
Hipoteza
optymalizacji
Hipoteza
koewolucji
Hipoteza koewolucji
Phe
Phe
Tyr
AAG
UUY
AUG
UAY
AUG
UAY
U
U
U
Phe
Phe
A
Tyr
Phe
Tyr
Phe
U
C
Hipoteza koewolucji
AA-tRNAAA
Biosynthesis and/or function
Asp-tRNAAsn
Glu-tRNAGln
Ser-tRNASec
Met-tRNAfMet
Lys-tRNALys
Gly-tRNAGly
Ser-tRNASer
Thr-tRNAThr
Leu-tRNALeu
Phe-tRNAPhe
Arg-tRNAArg
Asn-tRNAAsn
Gln-tRNAGln
Sec-tRNASec
Formylated initiator tRNAfMet
Synthesis of lipids
Cell wall peptidoglycan
Cell wall peptidoglycan
Cell wall peptidoglycan
Transfers Leu from tRNA onto proteins
Transfers Phe from tRNA onto proteins
Arginylation of proteins M. Di Giulio (1997) J. Theor. Biol Vol. 187
Hipoteza koewolucji
CoA
Hipoteza koewolucji
Szathmary 1999, TIG Vol. 15, No.6
Hipoteza koewolucji
Hipoteza koewolucji
Hipoteza koewolucji
[Glu]
[Asp]
Hipoteza GNC-SNS
Walina
5.6
β -kartka
Alanina
7.0
α -helisa
Glicyna
7.9
β -zakręt
Asparaginian Glutaminian
13.0
12.5
β -zakręt
α -helisa
U C G A
G Val Ala Gly Asp
C
G Val Ala Gly Glu
G
Hipoteza GNC-SNS
G
G
U C G A
Val Ala Gly Asp
Val Ala Gly Glu
C
G
C
Leu Pro Arg His
C
C
Leu Pro Arg Gln
G
Uniwersalny kod genetyczny
Hipoteza GNC-SNS
0,5
0,4
0,3
Cz łowiek
Bakteria
0,2
0,1
0
U
A
C
β -kartka
G
U
A
C
helisa
G
U
A
C
G
inne
Według: M.Chiusano et. al. (2000) Gene Vol. 261
Ewolucja kodu genetycznego
R. Knight, S. Freeland, L. Landweber (1999) TiBS
Ewolucja kodu genetycznego
R. Knight, S. Freeland, L. Landweber (1999) TiBS
Literatura
E. Szathmary (1999), TIG Vol. 15, No.6
E. Szathmary (2000), TIG Vol. 16, No.1
H. Seligman; G. Nissim Amzallag (2002) Naturwiss. Vol.89
M. Di Giulio (2000) TIG Vol.16, No.1
M. Di Giulio (2002) J. Mol. Evol. Vol.55
M. Di Giulio (1999) J. Mol. Evol. Vol.48
M. Di Giulio (2001) J. Mol. Evol. Vol.53
M. Di Giulio (1997) J. Theor. Biol Vol. 187
K. Ikehara, Y. Omori, R,. Arai, A. Hirose (2002) J. Mol. Evol. Vol.54
S. Rodin, S. Ohno (1997) PNAS Vol.94
R. Knight, S. Freeland, L. Landweber (1999) TiBS
J. Tze-Fei Wong (1975) PNAS Vol.72, No.5
M.Chiusano et. al. (2000) Gene Vol. 261
L.R. de Pouplana, P. Schimmel (2001) JBC Vol. 276, No.10
V. Chechetkin (2003) J. Theor. Biol. Vol. 222
Hipoteza etykiety genomowej
GGU-5’
3’-ACC
replikaza
GG-5’
3’-ACC
(+)
„przodek”
Rnazy P
GGU-5’
(-)
„popr
ze
nukle dnik”
otydy
lotran
sferaz
y tRN
A
replikaza
GG-5’
3’-ACC
funkcjonalny rybozym
(+)
3’-CC