Et antikodon er en sekvens af tre nukleotider, der er til stede i et molekyle af overførings-RNA (tRNA), hvis funktion er at genkende en anden sekvens af tre nukleotider, der er til stede i et molekyle af messenger-RNA (mRNA).
Denne genkendelse mellem kodoner og antikodoner er antiparallel; det vil sige, den ene er placeret i 5 '-> 3' retning, mens den anden er koblet i 3 '-> 5' retningen. Denne genkendelse mellem sekvenser af tre nukleotider (tripletter) er vigtig for oversættelsesprocessen; det vil sige i syntesen af proteiner i ribosomet.
2D (venstre) og 3D (højre) struktur af en overførsels-RNA
Under translation "læses" messenger-RNA-molekyler således gennem genkendelsen af deres kodoner af antikodonerne for overførings-RNA'erne. Disse molekyler kaldes således, fordi de overfører en specifik aminosyre til det proteinmolekyle, der dannes på ribosomet.
Der er 20 aminosyrer, som hver kodes af en bestemt triplet. Nogle aminosyrer kodes dog af mere end en triplet.
Derudover genkendes nogle kodoner af antikodoner i overførsels-RNA-molekyler, der ikke er knyttet nogen aminosyrer; dette er de såkaldte stopkodoner.
Beskrivelse
Et anticodon består af en sekvens af tre nukleotider, der kan indeholde en hvilken som helst af de følgende nitrogenholdige baser: adenin (A), guanin (G), uracil (U) eller cytosin (C) i en kombination af tre nukleotider, på en sådan måde, at det fungerer som en kode.
Antikodoner findes altid i transfer-RNA-molekyler og er altid placeret 3 '-> 5'. Strukturen af disse tRNA'er ligner en kløver på en sådan måde, at den er opdelt i fire sløjfer (eller løkker); i en af løkkerne er antikodonen.
Antikodoner er essentielle for genkendelsen af messenger-RNA-kodoner og følgelig for processen med proteinsyntese i alle levende celler.
Funktioner
Antikodons vigtigste funktion er den specifikke genkendelse af tripletter, der udgør kodoner i messenger-RNA-molekyler. Disse kodoner er instruktionerne, der er blevet kopieret fra et DNA-molekyle for at diktere rækkefølgen af aminosyrer i et protein.
Da transkription (syntese af kopier af messenger-RNA) forekommer i 5 '-> 3' -retningen, har kodonerne for messenger-RNA denne orientering. Derfor skal antikodonerne, der er til stede i overførings-RNA-molekylerne, have den modsatte orientering, 3 '-> 5'.
Denne union skyldes komplementaritet. For eksempel, hvis et kodon er 5'-AGG-3 ', er antikodonen 3′-UCC-5'. Denne type specifik interaktion mellem kodoner og antikodoner er et vigtigt trin, der tillader nukleotidsekvensen i messenger-RNA at kode en aminosyresekvens i et protein.
Forskelle mellem antikodon og kodon
- Antikodoner er trinucleotide enheder i tRNA'er, komplementære til kodoner i mRNA'er. De tillader tRNA'er at levere de korrekte aminosyrer under proteinproduktion. I stedet er kodoner trinucleotidenheder i DNA eller mRNA, der koder for en specifik aminosyre i proteinsyntese.
- Antikodoner er forbindelsen mellem nukleotidsekvensen for mRNA og aminosyresekvensen for proteinet. Snarere overfører kodoner genetisk information fra kernen, hvor DNA findes til ribosomer, hvor proteinsyntese finder sted.
- Antikodonen findes i antikodonarmen i tRNA-molekylet, i modsætning til kodoner, der er placeret i DNA- og mRNA-molekylet.
- Antikodonen er komplementær til det respektive kodon. I stedet er kodonet i mRNA komplementært med en nukleotid-triplet af et bestemt gen i DNA'et.
- En tRNA indeholder et anticodon. I modsætning hertil indeholder et mRNA et antal kodoner.
Gyngshypotesen
Svinghypotesen foreslår, at forbindelserne mellem det tredje nukleotid i kodonet for messenger-RNA og det første nukleotid i antikodonet til overførsels-RNA er mindre specifikke end forbindelserne mellem triplets andre to nukleotider.
Crick beskrev dette fænomen som en "rocking" i den tredje position for hvert kodon. Der sker noget i den position, der gør det muligt for leddene at være mindre strenge end normalt. Det er også kendt som wobble eller wobble.
Denne Crick wobble-hypotese forklarer, hvordan antikodonet for et givet tRNA kan parres med to eller tre forskellige mRNA-kodoner.
Crick foreslog, at da baseparring (mellem base 59 af anticodonet i tRNA og base 39 af kodonet i mRNA) er mindre streng end normalt, tillades noget "wobble" eller reduceret affinitet på dette sted.
Som et resultat genkender et enkelt tRNA ofte to eller tre af de relaterede kodoner, der specificerer en given aminosyre.
Normalt følger hydrogenbindinger mellem baserne af tRNA-antikodoner og mRNA-kodoner strenge baseparringsregler for kun de to første baser af kodonet. Denne virkning forekommer imidlertid ikke i alle tredje positioner af alle mRNA-kodoner.
RNA og aminosyrer
Baseret på wobble-hypotesen blev der forudsagt eksistensen af mindst to transfer-RNA'er for hver aminosyre med kodoner, der udviser fuldstændig degeneration, hvilket har vist sig at være sandt.
Denne hypotese forudsagde også forekomsten af tre transfer-RNA'er for de seks serinkodoner. Faktisk er tre tRNA'er karakteriseret for serin:
- tRNA for serin 1 (anticodon AGG) binder til kodoner UCU og UCC.
- tRNA for serin 2 (AGU-anticodon) binder til UCA- og UCG-kodonerne.
- tRNA for serin 3 (anticodon UCG) binder til AGU- og AGC-kodonerne.
Disse specificiteter blev verificeret ved stimuleret binding af oprensede aminoacyl-tRNA-trinucleotider til ribosomer in vitro.
Endelig indeholder adskillige overførsels-RNA'er basen inosin, som er fremstillet af purinhypoxanthin. Inosin produceres ved en post-transkriptionel modifikation af adenosin.
Cricks wobblehypotese forudsagde, at når inosin er til stede i 5'-enden af et anticodon (wobble-positionen), ville det parre med uracil, cytosin eller adenin ved codon.
Faktisk binder oprenset alanyl-tRNA indeholdende inosin (I) i antistoffets 5'-position sig til ribosomer aktiveret med GCU, GCC eller GCA-trinucleotider.
Det samme resultat er opnået med andre tRNA'er oprenset med inosin i antikodons 5'-position. Således forklarer Crick wobble-hypotesen meget godt forholdet mellem tRNA'er og kodoner, der får den genetiske kode, som er degenereret, men ordnet.
Referencer
- Brooker, R. (2012). Concepts of Genetics (1. udgave). McGraw-Hill Companies, Inc.
- Brown, T. (2006). Gener 3 (3. rd). Garland Science.
- Griffiths, A., Wessler, S., Carroll, S. & Doebley, J. (2015). Introduktion til genetisk analyse (11. udgave). WH Freeman
- Lewis, R. (2015). Human Genetics: Concepts and Applications (11. udgave). McGraw-Hill Uddannelse.
- Snustad, D. & Simmons, M. (2011). Principper for genetik (6. udg.). John Wiley og sønner.