Ограничения и причины, которые могут ограничивать переход генетического кода к полностью невырожденному, являются следующими: 1. Экономия ресурсов: В настоящее время было бы неэффективно и ресурсозатратно использовать каждый из 64 кодонов для отдельного кодирования 20 аминокислот (количество аминокислот, которые встречаются в белках). Это вызвано тем, что такое использование кодона потребует большего количества генетического материала для кодирования и большего количества рибосом для синтеза белков. Значительные расходы на производство и транспорт кодирующей РНК могут быть невозможными для организма. 2. Минимизация ошибок трансляции: Вырождение генетического кода позволяет уменьшить возможность ошибок трансляции и деградации белков. Несмотря на высокую точность механизмов синтеза белка, небольшие ошибки все равно могут возникать. Если бы код не был вырожденным и каждый кодон кодировал отдельную аминокислоту, одну ошибку в РНК могло бы привести к полному изменению последовательности белка, что часто приводит к его неработоспособности. Вырождение кода позволяет уменьшить негативное воздействие ошибок, так как ошибочный кодон может всё равно кодировать туже аминокислоту. 3. Защита от мутаций: Полностью невырожденный код также увеличил бы частоту и степень мутаций в ДНК организма. Мутации могут возникать из-за ошибок при дублировании, репарации ДНК, воздействия мутагенов и других факторов. Вырожденный генетический код снижает вероятность возникновения мутаций, которые могут привести к изменению последовательности аминокислот в белке. 4. Регуляция экспрессии генов: Имеющийся в настоящее время генетический код является результатом эволюции и эффективно работает для регуляции экспрессии генов. Вырождение кодона позволяет более гибко контролировать уровень экспрессии гена. Некоторые кодоны могут быть использованы для регуляции скорости трансляции, используя механизмы синтеза РНК или структуры кодонов. Это позволяет организмам регулировать выражение определенных генов в зависимости от условий окружающей среды и потребностей организма. 5. Ad hoc адаптация: Вырождение кодона также позволяет организмам адаптироваться к новым условиям и окружающей среде. В случае изменения окружающей среды или потребностей организма, может потребоваться использование некоторых кодонов для кодирования новых функций или аминокислот. Наличие вырожденного кода облегчает этот процесс, поскольку новые кодоны могут быть использованы без необходимости изменения генетического кода в целом. Это позволяет быстро адаптироваться к новым условиям без необходимости эволюционного изменения кода во всех организмах. Все эти причины объясняют, почему генетический код остается вырожденным. Несмотря на то, что полностью невырожденный код может представлять интерес для создания новых последовательностей белков и появления новых аминокислот, сохранение вырожденности кода обеспечивает более эффективное использование ресурсов, минимизацию ошибок трансляции и мутаций, возможность регуляции экспрессии генов и способность к адаптации к новым условиям.