Наиболее основательно изучена структура кодируемых белков. Каждая аминокислота определяется специфической последовательностью нуклеотидов. Эта основная гипотеза кодирования подтверждается результатами, полученными по изучению мутаций и показывающими, что изменение одного нуклеотида может вести к замещению в белке одной аминокислоты на дру­гую. Специфичность такого замещения продемонст­рирована трехбуквенным кодированием.

Каждая аминокислота определяется последовательностью трех нуклеотидов из четырех различных типов: аденина (А), гуанина (Г), цитозина (Ц) и урацила (У). При этом воз­можно существование 64 таких нуклеотидных триплетов (рис. 4).

Дезаминирование может вызывать превращение Ц в У и, возможно, А в Г.

Конечно, не все 380 замен между 20 аминокислотами могут быть вызваны дезаминированием. Ведь код может быть «вырожденным», когда несколько триплетов определяют одни и те же аминокислоты. В этом случае может существовать до 96 возможных замен аминокислот. Если код не вырожденный, то только 20 из всех возможных триплетов определяют по одной аминокислоте каждый, тогда как остальные 44 триплета не имеют смысла, так как переходы, дающие в результате эти трипле­ты, препятствовали бы образованию белка. Если выбор 20 триплетов произведен наугад, то возможно примерно 9 переходов.

Рис. 4. Замены, полученные посредством дезаминирования, в триплетных кодах А — аденин; Г — гуанин; Ц — цитозин; У — урацил. Стрелки указывают переходы, вы­званные дезаминврованием отдельных нуклеотидов, при допущении, что дезаминиройание дает в результате замещение ЦУ и АГ.

Характер замен, являющихся результатом изменения отдельных нуклеотидов специфическими мутагенами специфичен для каждой схемы кодирования.

Все вышесказанное ограничивалось мутациями, возникающими вследствие замещения единственного нуклеотида в генетическом материале. Эти мутации, вызывающие определенные изменения в первичной структуре белков играют существенную роль в процессе эволюции.

Однако мало­вероятно, что только эти мутации ответственны за эволюцию того великого множества белков, которое существует в клетке.

Трудно себе представить, что крупный функциональный белок мог возникнуть в результате отдельных несвязанных изменений беспорядочной последовательности нуклеотидов.

Точно так же трудно себе представить, что беспорядочное одновременное изменение многих нуклеотидов в гене могло бы привести к образованию нового функционального белка.

Современные исследования показали, что это возможно. Сейчас представляется вероятным, что изменения, возникающие в результате мутаций составляют важные эволюционные процессы на молекулярном уровне.