2) каждая аминокислота кодируется тремя нуклеотидами
3) каждый кодон соответствует только одной аминокислоте
4) каждый нуклеотид входит в состав только одного триплета
Вырожденность генетического кода означает, что одна и та же аминокислота может быть закодирована несколькими различными кодонами. Кодон представляет собой последовательность из трёх нуклеотидов в матричной РНК, а соответствующая аминокислота присоединяется к растущей полипептидной цепи с помощью транспортной РНК и рибосомы. Например, лейцин кодируется шестью кодонами, а глицин — четырьмя.
Молекулярной основой вырожденности является преимущественное различие синонимичных кодонов в третьем нуклеотиде, который взаимодействует с антикодоном тРНК менее строго; это называют эффектом качания (wobble). Благодаря этому ограниченное число типов тРНК может распознавать большее количество кодонов. Вырожденность снижает последствия некоторых точечных замен: замена нуклеотида в синонимичном кодоне может не изменить аминокислотную последовательность белка, хотя иногда способна влиять на сплайсинг, стабильность мРНК или скорость трансляции.
Генетический код одновременно является вырожденным и однозначным: каждый конкретный кодон в стандартном генетическом коде соответствует только одной аминокислоте либо является сигналом терминации. Поэтому утверждение о соответствии одной аминокислоте нескольких кодонов наиболее точно отражает понятие вырожденности, тогда как остальные характеристики описывают другие свойства кода или сформулированы некорректно.
| Свойство генетического кода | Содержание | Пример или значение |
|---|---|---|
| Триплетность | Информация считывается группами по три последовательно расположенных нуклеотида. | Кодон AUG содержит три нуклеотида и инициирует трансляцию. |
| Общее число кодонов | Четыре типа нуклеотидов образуют 43 = 64 комбинации. | 61 кодон кодирует аминокислоты, 3 кодона являются стоп-сигналами. |
| Вырожденность | Несколько разных кодонов могут определять одну и ту же аминокислоту. | Лейцин имеет шесть кодонов; серин и аргинин также кодируются шестью кодонами. |
| Исключения из множественности | Некоторые аминокислоты представлены только одним кодоном. | Метионин кодируется AUG, триптофан — UGG. |
| Однозначность | Каждый смысловой кодон соответствует только одной аминокислоте. | UUU кодирует фенилаланин; он не может кодировать одновременно другую аминокислоту. |
| Стоп-кодоны | Не кодируют аминокислоту, а прекращают синтез полипептида. | UAA, UAG и UGA распознаются факторами терминации. |
| Эффект качания | Гибкость спаривания в области третьего нуклеотида кодона позволяет одной тРНК распознавать несколько синонимичных кодонов. | Обеспечивает эффективное использование ограниченного набора тРНК. |
В клинической генетике синонимичные варианты обычно не изменяют аминокислотную последовательность и часто считаются нейтральными, однако это не является абсолютным правилом. Их оценка требует анализа влияния на сплайсинг, регуляторные последовательности и экспрессию гена. Генетический код в целом универсален, но существуют вариантные коды, например в митохондриях и у отдельных организмов. Таким образом, вырожденность повышает устойчивость белоксинтезирующей системы к части нуклеотидных замен.