VAD ÄR ETT KODON? (GENETIK) - BIOLOGI - 2025

Ett kodon är var och en av de 64 möjliga kombinationerna av tre nukleotider, baserat på de fyra som utgör nukleinsyror. Det vill säga från kombinationer av de fyra nukleotiderna byggs block med tre "bokstäver" eller tripletter.

Dessa är deoxiribonukleotiderna med kvävebaserna adenin, guanin, tymin och cytosin i DNA. I RNA är de ribonukleotider med kvävebaserna adenin, guanin, uracil och cytosin.

Kodonkonceptet gäller endast gener som kodar för proteiner. Det DNA-kodade meddelandet kommer att läsas i block med tre bokstäver när informationen från din messenger har behandlats. Kodonet är kort sagt den grundläggande kodningsenheten för de gener som översätts.

Kodoner och aminosyror

Om vi ​​för fyra positioner med tre bokstäver har fyra möjligheter, ger produkten 4 X 4 X 4 64 möjliga kombinationer. Var och en av dessa kodoner motsvarar en viss aminosyra - utom för tre som fungerar som slutavläsningskodoner.

Konverteringen av ett meddelande kodat med kvävebaser i en nukleinsyra till en med aminosyror i en peptid kallas translation. Molekylen som mobiliserar meddelandet från DNA till översättningssidan kallas messenger RNA.

En triplett av ett budbärar-RNA är ett kodon vars översättning kommer att ske i ribosomer. De små adaptermolekylerna som ändrar språket för nukleotider till aminosyror i ribosomer är överförings-RNA.

Meddelande, budbärare och översättning

Ett proteinkodande meddelande består av en linjär grupp av nukleotider som är en multipel av tre. Meddelandet bärs av ett RNA som vi kallar en messenger (mRNA).

I cellulära organismer uppstår alla mRNA genom transkription av den kodade genen i deras respektive DNA. Det vill säga generna som kodar för proteiner skrivs på DNA på DNA: s språk.

Detta betyder dock inte att denna regel av tre strikt följs i DNA. Med transkription från DNA skrivs meddelandet nu på RNA-språk.

MRNA består av en molekyl med genmeddelandet, flankerat på båda sidor av icke-kodande regioner. Vissa ändringar efter transkription, till exempel skarvning, tillåter generering av ett meddelande som överensstämmer med regeln om tre. Om denna regel av tre inte tycktes uppfyllda i DNA: t återställer skarvningen den.

MRNA transporteras till platsen där ribosomer finns, och här leder budbäraren översättningen av meddelandet till proteinspråk.

I det enklaste fallet kommer proteinet (eller peptiden) att ha ett antal aminosyror lika med en tredjedel av meddelandets bokstäver utan tre av dem. Det vill säga, lika med antalet messenger-kodoner minus ett av avslutningen.

Genetiskt meddelande

Ett genetiskt meddelande från en gen som kodar för proteiner börjar generellt med ett kodon som översätts till aminosyran metionin (kodon AUG, i RNA).

Ett karakteristiskt antal kodoner fortsätter sedan med en specifik linjär längd och sekvens och avslutas vid ett stoppkodon. Stoppkodonet kan vara ett av opala (UGA), bärnsten (UAG) eller ockra (UAA) kodonerna.

Dessa har ingen ekvivalent på aminosyraspråk, och därför inget motsvarande transfer-RNA. I vissa organismer tillåter emellertid kodonet UGA införlivandet av den modifierade aminosyraselenocystein. I andra tillåter kodon UAG inkorporering av aminosyran pyrrolysin.

Messenger-RNA-komplex med ribosomer och initiering av translation möjliggör införlivande av en initial metionin. Om processen är framgångsrik kommer proteinet att förlängas (förlängas) när varje tRNA donerar motsvarande aminosyra som styrs av budbäraren.

När man når stoppkodonet stoppas inkorporeringen av aminosyror, translationen är fullbordad och den syntetiserade peptiden frisätts.

Kodoner och antikodoner

Även om det är en förenkling av en mycket mer komplex process stöder interaktionen mellan kodon och antikodon hypotesen om översättning genom komplementaritet.

Enligt detta, för varje kodon i en messenger, kommer interaktionen med en viss tRNA att dikteras av komplementariteten med antikodons baser.

Antikodonen är sekvensen för tre nukleotider (triplett) närvarande i den cirkulära basen hos ett typiskt tRNA. Varje specifikt tRNA kan laddas med en viss aminosyra, som alltid kommer att vara densamma.

På detta sätt, när ett antikodon igenkänns, berättar budbäraren ribosomen att den måste acceptera aminosyran som bär tRNA för vilken den är komplementär i det fragmentet.

TRNA fungerar därför som en adapter som gör det möjligt att verifiera översättningen som utförs av ribosomen. Denna adapter, i trebokstavskodonläsningssteg, tillåter den linjära inkorporeringen av aminosyror som i slutändan utgör det översatta meddelandet.

Degenerationen av den genetiska koden

Kodon: aminosyraskorrespondens är känd inom biologin som den genetiska koden. Denna kod inkluderar också de tre översättningskodona.

Det finns 20 essentiella aminosyror; men det finns i sin tur 64 kodoner tillgängliga för konvertering. Om vi ​​tar bort de tre stoppkodonerna har vi fortfarande 61 kvar att koda för aminosyrorna.

Metionin kodas endast av AUG-kodonet som är startkodonet, men också av denna speciella aminosyra i någon annan del av meddelandet (genen).

Detta leder till att 19 aminosyror kodas av de återstående 60 kodonerna. Många aminosyror kodas av ett enda kodon. Det finns emellertid andra aminosyror som kodas av mer än ett kodon. Denna brist på relation mellan kodon och aminosyra är vad vi kallar degenerationen av den genetiska koden.

organeller

Slutligen är den genetiska koden delvis universell. I eukaryoter finns det andra organeller (evolutionärt härrörande från bakterier) där en annan översättning verifieras från den som verifieras i cytoplasma.

Dessa organeller med sitt eget genom (och översättning) är kloroplaster och mitokondrier. De genetiska koderna för kloroplaster, mitokondrier, eukaryota kärnor och bakteriella nukleoider är inte exakt identiska.

Men inom varje grupp är det universellt. Till exempel kommer en växtgen som klonas och översätts i en djurcell ge upphov till en peptid med samma linjära aminosyrasekvens som den skulle ha haft om den hade översatts till ursprungsväxten.

referenser

1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6: ^e upplagan). WW Norton & Company, New York, NY, USA.
2. Brooker, RJ (2017). Genetik: Analys och principer. McGraw-Hill Higher Education, New York, NY, USA.
3. Goodenough, UW (1984) Genetics. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, USA.
4. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). En introduktion till genetisk analys (11: ^e upplagan). New York: WH Freeman, New York, NY, USA.
5. Koonin, EV, Novozhilov, AS (2017) Ursprung och utveckling av den universella genetiska koden. Årlig översyn av genetik, 7; 51: 45-62.
6. Manickam, N., Joshi, K., Bhatt, MJ, Farabaugh, PJ (2016) Effekterna av tRNA-modifiering på translationell noggrannhet beror på inneboende kodon-antikodonstyrka. Nucleic Acids Research, 44: 1871-81.