Kaj je kodon? (Genetika)



A kodon je vsak izmed 64 možnih kombinacij treh nukleotidov, ki temeljijo na štirih, ki sestavljajo nukleinske kisline. To pomeni, da so bloki treh "črk" ali tripleti sestavljeni iz kombinacij štirih nukleotidov.

To so deoksiribonukleotidi z dušikovimi bazami adenina, gvanina, timina in citozina v DNA. V RNA so ribonukleotidi z dušikovimi bazami adenina, gvanina, uracila in citozina..

Koncept kodona velja samo za gene, ki kodirajo za beljakovine. Sporočilo, ki je kodirano v DNK, se bere v blokih treh črk, ko se obdelajo podatki vašega sporočila. Na kratko, kodon je osnovna enota kodiranja za prevedene gene.

Indeks

  • 1 Kodoni in aminokisline
  • 2 Sporočilo, kurir in prevod
    • 2.1 Genetsko sporočilo
  • 3 Kodoni in antiodoni
  • 4 degeneracija genetske kode
    • 4.1 Organeli
  • 5 Reference

Kodoni in aminokisline

Če za vsako pozicijo v besedah ​​treh črk imamo štiri možnosti, nam izdelek 4 X 4 X 4 ponudi 64 možnih kombinacij. Vsak od teh kodonov ustreza določeni aminokislini - razen pri treh, ki delujejo kot končni čitalni kodoni.

Pretvorba sporočila, kodiranega z dušikovimi bazami v nukleinski kislini v eno z aminokislinami v peptidu, se imenuje translacija. Molekula, ki mobilizira sporočilo iz DNA na mesto prevajanja, se imenuje selitvena RNA.

Triplet sporočilne RNA je kodon, katerega prevod bo izveden na ribosomih. Majhne prilagoditvene molekule, ki spremenijo jezik nukleotidov v aminokisline v ribosomih, so prenosne RNA.

Sporočilo, kurir in prevod

Sporočilo, ki kodira beljakovine, je sestavljeno iz linearnega niza nukleotidov, ki je večkratnik treh. Sporočilo nosi RNA, ki jo imenujemo sel (mRNA).

V celičnih organizmih vse mRNA nastanejo s transkripcijo gena, kodiranega v njuni DNA. Geni, ki kodirajo beljakovine, so zapisani v DNK v jeziku DNK.

Vendar to ne pomeni, da se v DNK pravilo treh strogo izvaja. Ko je prepisano iz DNK, je sporočilo zdaj napisano v RNA jeziku.

MRNA je sestavljena iz molekule s sporočilom gena, ki je na obeh straneh obdana z nekodirajočimi regijami. Nekatere post-transkripcijske spremembe, kot je npr. Spajanje, omogočajo generiranje sporočila, ki je v skladu s pravilom treh. Če se v DNK pravilo treh ne zdi izpolnjeno, ga spajanje ponovno vzpostavi.

MRNA se prenaša na mesto, kjer prebivajo ribosomi, in tu posrednik prevaja sporočilo v jezik beljakovin..

V najpreprostejšem primeru bo imela beljakovina (ali peptid) število amino kislin enako tretjini črk sporočila brez treh. To pomeni, da je enako številu kodonov sporočilnika minus enega od zaključka.

Genetsko sporočilo

Genetsko sporočilo o genu, ki kodira za beljakovine, se običajno začne s kodonom, ki se prevaja kot aminokislina metionin (kodon AUG, v RNA)..

Nato nadaljujejo značilno število kodonov v specifični linearni dolžini in zaporedju ter se končajo s stop kodonom. Stop kodon je lahko eden od kodonov opal (UGA), jantar (UAG) ali oker (UAA)..

Te nimajo enakovrednega jezika v aminokislinskem jeziku in zato niti ustreznega prenosnega RNA. Vendar pa pri nekaterih organizmih kodon UGA omogoča vključitev modificirane aminokisline selenocisteina. V drugih primerih UAG kodon omogoča vključitev aminokisline pirolizin.

Kompleksi Messenger RNA z ribosomi in začetek prevajanja omogoča vključitev začetnega metionina. Če je postopek uspešen, se bo beljakovina raztegnila (podaljšala), ko bo vsaka tRNA podarila ustrezno aminokislino, ki jo vodi sel..

Ko dosežemo stop-kodon, se vključitev aminokislin ustavi, prevod zaključi in sintetizirani peptid se sprosti.

Kodoni in antikoni

Čeprav gre za poenostavitev precej bolj kompleksnega procesa, interakcija kodon-antikodon podpira hipotezo prevoda z dopolnjevanjem.

V skladu s tem bo za vsak kodon v kurirju interakcija s posamezno tRNA narejena z dopolnjevanjem z bazami antikodona.

Antikodon je zaporedje treh nukleotidov (triplet), ki so prisotni v krožni bazi tipične tRNA. Vsako specifično tRNA lahko naložimo s posebno aminokislino, ki bo vedno enaka.

Na ta način, ko prepoznamo antikodon, sel vede ribosomu, da mora sprejeti aminokislino, ki nosi tRNA, za katero se dopolnjuje v tem fragmentu..

RNA torej deluje kot adapter, ki omogoča preverjanje prevajanja ribosoma. Ta adapter v korakih za čitanje kodonov s tremi črkami omogoča linearno vključitev aminokislin, ki je končno prevedeno sporočilo.

Izrodnost genetske kode

Ustreznost kodona: aminokislina je v biologiji znana kot genetska koda. Ta koda vključuje tudi tri kodone za zaključek prevoda.

Obstaja 20 esencialnih aminokislin; vendar pa je na voljo 64 kodonov za preusmeritev. Če odstranimo tri terminacijske kodone, imamo še 61 za kodiranje aminokislin.

Metionin kodira samo kodon AUG, ki je začetni kodon, pa tudi te posebne amino kisline v katerem koli drugem delu sporočila (gen).

To povzroči, da preostalih 60 kodonov kodira 19 aminokislin. Številne aminokisline so kodirane z enim samim kodonom. Vendar pa obstajajo še druge aminokisline, ki so kodirane z več kot enim kodonom. To pomanjkanje odnosa med kodonom in aminokislino je tisto, kar imenujemo degeneracija genetskega koda.

Organele

Končno je genetska koda delno univerzalna. Pri evkariontih obstajajo druge organele (evolucijsko izpeljane iz bakterij), kjer je preverjen drugačen prevod kot tisti, ki se preveri v citoplazmi..

Ti organeli z lastnim genomom (in prevajanjem) so kloroplasti in mitohondriji. Genetske kode kloroplastov, mitohondrijev, jeder evkariontov in nukleoidov bakterij niso popolnoma identične..

Vendar pa je znotraj vsake skupine univerzalna. Na primer, rastlinski gen, ki je kloniran in preveden v živalsko celico, povzroči nastanek peptida z enakim linearnim zaporedjem aminokislin, ki bi bil preveden v izvorno rastlino..

Reference

  1. Alberts, B., Johnson, A.D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molekularna biologija celice (6)th Edition). W. W. Norton & Company, New York, NY, ZDA.
  2. Brooker, R. J. (2017). Genetika: analiza in načela. McGraw-Hill visokošolsko izobraževanje, New York, NY, ZDA.
  3. Goodenough, U. W. (1984) Genetika. W. B. Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, ZDA.
  4. Griffiths, A. J.F., Wessler, R., Carroll, S.B., Doebley, J. (2015). Uvod v genetsko analizo (11th ed.). New York: W. H. Freeman, New York, NY, ZDA.
  5. Koonin, E.V., Novozhilov, A.S. (2017) Izvor in evolucija univerzalne genetske kode. Letni pregled genetike, 7; 51: 45-62.
  6. Manickam, N., Joshi, K., Bhatt, M.J., Farabaugh, P.J. (2016) Učinki modifikacije tRNA na natančnost translacije so odvisni od intrinzične moči kodona in antikoda. Nucleic Acids Research, 44: 1871-81.