Я, как исследователь в области генетики, могу поделиться своим опытом и рассказать о причинах, ограничивающих переход генетического кода к полностью невырожденному состоянию, а также предложить возможные сценарии его изменения в ходе эволюции. Одной из главных причин, почему генетический код до сих пор является вырожденным, является его балансировка между стабильностью и изменчивостью. Каждый кодон – это комбинация из трех нуклеотидов, и каждый нуклеотид может быть заменен другим. Если бы генетический код был полностью невырожденным, то малейшее изменение нуклеотида в кодоне могло бы привести к существенным изменениям в структуре белка и, как следствие, к функциональным изменениям в организме. Еще одной причиной, ограничивающей переход к полностью невырожденному коду, является энергетическая затратность. Создание новых кодонов и связывающих их тРНК-молекул требует больших ресурсов и энергии. В условиях сильной конкуренции в эволюции эти дополнительные затраты могут быть невыгодными и могут привести к отмиранию организма. Однако, преимущество полностью невырожденного генетического кода заключается в возможности кодирования большего числа различных аминокислот и, следовательно, в большей гибкости организмов в адаптации к изменяющейся среде; С увеличением числа кодонов возрастает количество возможных комбинаций аминокислот, что позволяет организмам синтезировать более сложные и функционально разнообразные белки. Каким образом генетический код может измениться в сторону максимальной невырожденности в ходе эволюции? Существует несколько возможных сценариев. В одном из них, мутации в генах, отвечающих за формирование генетического кода, могут изменить кодон или его связь с конкретной аминокислотой. Благодаря накоплению таких изменений в последовательностях ДНК, организмы могут претерпевать эволюционные изменения в своем генетическом коде.
Другой возможный сценарий изменения генетического кода – горизонтальный перенос генов. В результате этого процесса, организмы могут приобретать новые гены и тинокодоны, что позволяет им синтезировать дополнительные аминокислоты и расширять свои функциональные возможности.