Genetik şifrenin, aşağıda anlatılan ve bir genin nükleotit dizilişinin nasıl ve hangi koşullarda okunduğunu belirleyen özellikleri vardır.
Şifre yozlaşması: Proteinlerde bulunan 20aminoasitten çoğunluğunun en az iki kodonunun bulunmasına karşılık, bazılarında kodon (şifre sözcüğü) sayısı 6′ya kadar çıkabilir. 2 ya da daha çok sayıda şifre sözcüğünün aynı anlama geldiği bir şifre, yozlaşmış bir şifredir. Bir ami-noasiti şifreleyecek birden çok şifre sözcüğünün (kodon) bulunması yeteneği, genetik şifrede bulunan tripletler kadar, belirli bir aminoasit için farklı birçok tRNA’nın bulunmasını gerekli kılar. Şifre sözcükleri eşanlamlarının sayısı ile tRNA’lar arasındaki bu uygunluk, mRNA çevirisinde, bir tRNA ile belli bir mRNA tripleti arasındaki karşılıklı çekimin (kodon ile antikodonun), uygun olması olgusuna dayanır.
Genetik şifre yozlaşmasının bir kalıbı varmış gibi görünmektedir. 2,3 ya da 4 eşanlamlı kodonu bulunan bütün aminoasitler için ilgili tripletlerin ilk 2 bazları özdeştir. Kodonların değişikliği ancak 3. kodondadır. Sözgelimi, glisinin başlamasını şifreleyen bütün kodonlar, GG’yle başlar ve öyle gider. Değşinimin (yani çevirideki bir hatanın) potansiyel olarak zararlı etkilerini, büyük bir olasılıkla bu esnekliğin azalttığı düşünülmektedir.
Üst üste binmeyen şifre: Her aminoasit bir ya da daha çok triplet tarafından şifrelenmekle birlikte, birbirine komşu bazların, kodonların (şifre sözcüklerinin) oluşumu sırasında üst üste gelip gelmeyecekleri (örtüşüp ör-tüşmeyecekleri) sorusu doğar. Sözgelimi, AUGUGG dizilişi, üst üste binmeyen bir şifrede, iki aminoasiti şifreler: Metiyonin (AUG); triptofan (UGG). Oysa üst üste binen bir şifrede, AUGUGG dört aminoasiti şifreleyebilir: Metiyonin (AUG), sistein (UGU); valin (GUG); triptofan (UGG). Genetik bir şifrenin üst üste binmesinden bazı ciddi sorunlar doğar. Sözgelimi, asparagin, AAU ve AAC ko-donları tarafından şifrelenir. Genetik kod üst üste bin-seydi, asparagin hiçbir zaman bir proteinde metiyonini izlemezdi, çünkü üst üste binen UGA’yla sonuçlanan kodon, sonlandırıcı bir kodondur. Bununla birlikte, birçok proteinde asparagin, metiyonini izler. Şifre harfleri karşılıklı olarak tekelci dizilişler oluşturan bütün aminoasitler için aynı şey geçerlidir. Bu yüzden genetikçiler, genetik şifrenin üst üste binmediği sonucunu çıkarmışlardır.
Genetik şifre üst üste binmemekle birlikte, aynı nükleotit bazlarının birgenden fazla bölümler oluşturduğuna ilişkin örnekler vardır. Sözgelimi virüslerde, çeşitli virüs proteinlerini bileştiren aminoasit sayısı, proteinleri şifreleyen mRNA triplet sayısını aşar. Bu gibi durumlarda, aynı baz dizilişleri, farklı başlangıç noktalarından okunmaktadır. Sözgelimi, AUGAAUGUGUGG… bir polipeptit zincirini soldaki ilk bazdan başlayarak şifreleyebilir; ama aynı zamanda, aynı baz dizisinde, ikinci bir polipeptit zincirini soldan beşinci bazdan baslavarak da şifreleyebilir. Bu koşullar altında, sonlandırıcı ko-donlar, mRNA’nın farklı noktalarında da ortaya çıkacaklardır. Bunun sonucu olarak oluşan protinler birbirlerinden boyları, aminoasit bileşimleri ve işlevleri bakımından farklı olacaklardır. Söz konusu koşullar altında, bir genin baz dizilişi bir başkasınınkinin üstüne binebilir ya da bir gen, bir başka genin baz dizisi içinde bile yer alıyor olabilir.
Şifrenin evrenselliği: Geçmişte belirli bir kodonun bütün organizmalarda aynı amino asidi şifrelediği düşünülürken, bunun istisnaları saptanmıştır. İnsan mitokon-driyumlarında, genetik şifre tablosunun istisnaları şunlardır: UGA term (yani sonlandırıcı) yerine frp’yi; AGA ve AGG, argyerine ferm’i; AUA, //eyerine mef şifreler. Başka türlerin mitokondriyumları, genetik kodlarında eşit sayıda az değişiklikler bulunmasına karşın, farklıdır. Bazı kirpikli birhücrelilerde, UAAveUAG, term yerine g/t/yu kodlar ve yalnızca UGA, kodon işlevi görür. Genetik kodonun (şifre sözcüğünün) kökeni bilinmemekle birlikte, organizmaların çok büyük bir bölümünde var olması, oluşumunun günümüzden 3 milyar yıl önceye uzandığını düşündürmektedir.
Aktarım RNA’sı (tRNA) özdeşliği: Her tRNA molekülünün, çeviri sürecinde oynadığı çok önemli iki rol vardır: Belirli bir aminoasite bağlanması; o aminoasiti, bir protein içinde yerli yerine yerleştirmesi. tRNA’da her iki işlev için, bu görevi yerine getirmeye yardım edecek bir tanılama yerinin bulunması gerekir. Genetikçiler bir süredir, her tRNA üstündeki antiko-donun, genetik kod içindeki aminoasitlerden birtanesini şifreleyen özel bir haberci RNA (mRNA) kodonunun tümleyicisi olduğunu bilmektedirler. Bununla birlikte, tRNA ile hangi aminoasitin eşleşeceğini kararlaştıran tanıma merkezinin kimliğinin belirlenmesi, bunda rol oynayan bir kalıbın ya da “şifre”nin görülmemesi nedeniyle kolay değildir. En etkili düzen, her iki işleve yarayan, böylece tRNA molekülün her iki görev için kimliğini belirleyen bir tanıma yeri bulunması olurdu. En kestirme sonuç, uygun aminoasitin seçilmesi için tanıma yeri olarak da işlev yapabilen tRNA antikodonu bulunması olurdu. Durumun, tRNA’ların yarısı için böyle olduğu sanılmaktadır; bunlarda tRNA kodonundaki bir değişmeye, tRNA’ya bağlanmak için seçilen aminoasit-teki bir değişme eşlik eder. Bununla birlikte, aminoasit tanıma yerinin tRNA molekülünün başka bir yerinde bulunduğu başka tRNA’lar vardır. Aminoasitler için tRNA tanıma yerlerinin şifresini çözecek “ikinci bir genetik şifre”nin aranması çekici gelmekle birlikte, böyle bir şifre bulunmamaktadır.
Değşinim: DNA zincirinin baz dizilişi herhangi bir yolla değişirse, bir ya da birkaç gen kodunun farklı okunuşu, farklı proteinlerin yapımıyla sonuçlanır. Bu değişikliğe, değşinim (mütasyon) adı verilir. Değşinim, bazen organizmanın görünüşünde ya da metabolizmasında bir değişiklik oluşmasıyla sonuçlanır. Bir değşinim, küçük ve nispeten önemsiz olabilir, ya organizmada ciddi biçim bozukluklarına ya da metabolizma eksikliklerine yol açabilir. Öte yandan, değşinimler, kuramsal olarak, bir türde evrime yol açan değişikliklerin nedenlerinden birini oluştururlar. Bu gibi değişmelerden biri, bir bazın başka bir bazın yerine geçmesi sonucu (baz değişmesi) özel kodonun değişmesiyle sonuçlanmasıdır. Başka bir tip değşinim, bir ya da daha çok nükleotitin DNA zincirine eklenmesiyle ya da DNA zincirinden eksilmesiyle sonuçlanır; bu, bir gen içindeki nükleotit sayısını değiştirir. İskelet-değişim değşinimi, bir eklenme-eksilme değşinim tipidir. Bu değşinimde, bütün gen dizilimi boyunca yer alan bazlar, yeni tripletler oluşacak biçimde yer değiştirir. Yer değiştirme, genin değşinime uğramış kesiminden şifrelenen mRNA’daki farklı bir tripletler dizilişine yol açar; bu da, üretilen polipeptit zincirinden değişik bir aminoasit dizisine yansır. Bu zincir aslında değşinim geçirmemiş DNA zincirinin ürettiği polipeptitten bütünüyle farklı olabilir. Araştırmacılar, kesintisiz bir DNA molekülü içinde bütün (bölütlenmemiş) bir geni bulunan bakterilerin ve öbür alt yapılı organizmaların tersine, üstün yapılı organizmalarda bölütlenmiş bir niteleyici gen bulunduğunu anlamışlardır. “Ekson” adı verilen DNA şifreleyici bö-lütleri, “intron” adı verilen ve o proteinin herhangi bir aminoasitini şifrelemeyen kesimlerle birbirlerine bağlanmışlardır. Bütün gen, DNA’dan mRNA’ya şifrelenir, ardından enzimler molekülden intron başlatan bölümleri ayırırlar ve ekson başlatan bölümleri birbirine bağlarlar.
Genetikçiler bölütlerdeki genetik şifrenin, özellikle bir baz eklendiği ya da eksildiği zaman, şifrenin bütün dizilişini değiştirerek geniş değşinim olasılığını azalttığına inanmaktadır. Bir genin intronunu temsil eden DNA kesimi içinde, ilgili olmayan bir protein şifresinin bulunabileceği de belirlenmiştir.
