HVAD ER ET KODON? (GENETIK) - BIOLOGI - 2025

Et kodon er hver af de 64 mulige kombinationer af tre nukleotider, baseret på de fire, der udgør nukleinsyrer. Det vil sige, fra kombinationer af de fire nukleotider er der bygget blokke med tre "bogstaver" eller tripletter.

Dette er deoxyribonukleotiderne med nitrogenholdige baser adenin, guanin, thymin og cytosin i DNA. I RNA er de ribonukleotider med nitrogenholdige baser adenin, guanin, uracil og cytosin.

Kodonbegrebet gælder kun gener, der koder for proteiner. Den DNA-kodede meddelelse læses i blokke med tre bogstaver, når informationen fra din messenger er behandlet. Kodonet er kort sagt den grundlæggende kodningsenhed for de gener, der oversættes.

Kodoner og aminosyrer

Hvis vi for hver position i tre bogstaver har fire muligheder, giver produktet 4 X 4 X 4 os 64 mulige kombinationer. Hver af disse kodoner svarer til en bestemt aminosyre - bortset fra tre, der fungerer som aflæsningskodoner.

Konvertering af en meddelelse kodet med nitrogenholdige baser i en nukleinsyre til en med aminosyrer i et peptid kaldes translation. Molekylet, der mobiliserer beskeden fra DNA til oversættelsesstedet kaldes messenger RNA.

En triplet af et messenger-RNA er et kodon, hvis oversættelse finder sted i ribosomer. De små adaptermolekyler, der ændrer nukleotidernes sprog til aminosyrer i ribosomer, er overførsels-RNA'er.

Besked, messengers og oversættelse

En proteinkodende meddelelse består af en lineær række nukleotider, der er et multiplum af tre. Meddelelsen bæres af et RNA, som vi kalder en messenger (mRNA).

I cellulære organismer opstår alle mRNA'er ved transkription af det kodede gen i deres respektive DNA. Det vil sige, de gener, der koder for proteiner, er skrevet på DNA på sprog af DNA.

Dette betyder dog ikke, at denne regel af tre strengt overholdes i DNA. Efter at være transkribert fra DNA, er beskeden nu skrevet på RNA-sprog.

MRNA består af et molekyle med genmeddelelsen, flankeret på begge sider af ikke-kodende regioner. Visse post-transkriptionelle ændringer, som f.eks. Splejsning, tillader generering af en meddelelse, der er i overensstemmelse med reglen om tre. Hvis denne regel af tre ikke syntes at være opfyldt i DNA'et, gendanner splejning den.

MRNA transporteres til det sted, hvor ribosomer bor, og her leder messenger oversættelsen af ​​meddelelsen til proteinsprog.

I det enkleste tilfælde vil proteinet (eller peptidet) have et antal aminosyrer svarende til en tredjedel af bogstavene i meddelelsen uden tre af dem. Det vil sige lig med antallet af messenger-kodoner minus en af ​​afslutningen.

Genetisk besked

En genetisk meddelelse fra et gen, der koder for proteiner, begynder generelt med et kodon, der oversættes til aminosyren methionin (kodon AUG, i RNA).

Et karakteristisk antal kodoner fortsætter derefter med en bestemt lineær længde og sekvens og afsluttes ved et stopkodon. Stopkodonet kan være et af opale (UGA), rav (UAG) eller oker (UAA) kodonerne.

Disse har ingen ækvivalenter på sprog af aminosyrer og derfor ikke noget tilsvarende overførsels-RNA. I nogle organismer tillader kodon UGA imidlertid inkorporering af den modificerede aminosyreselenocystein. I andre tillader kodon UAG inkorporering af aminosyren pyrrolysin.

Messenger-RNA-komplekser med ribosomer, og initieringen af ​​translation muliggør inkorporering af en initial methionin. Hvis processen er vellykket, vil proteinet forlænges (forlænges), da hvert tRNA donerer den tilsvarende aminosyre, der styres af messenger.

Når man når stopkodonet, stoppes aminosyreinkorporering, translation er fuldført, og det syntetiserede peptid frigives.

Kodoner og antikodoner

Selvom det er en forenkling af en meget mere kompleks proces, understøtter codon-anticodon-interaktionen hypotesen om translation ved komplementaritet.

I henhold til dette, for hvert kodon i en messenger, vil interaktionen med en bestemt tRNA dikteres af komplementariteten med anticodons baser.

Antikodonet er sekvensen af ​​tre nukleotider (triplet) til stede i den cirkulære base af et typisk tRNA. Hvert specifikt tRNA kan fyldes med en bestemt aminosyre, som altid vil være den samme.

På denne måde, når et antikodon genkendes, fortæller messenger ribosomet, at det skal acceptere den aminosyre, der bærer det tRNA, som det er komplementært til i dette fragment.

TRNA fungerer derfor som en adapter, der gør det muligt at verificere translationen, der udføres af ribosomet. Denne adapter muliggør i lineær trin med tre bogstaver den lineære inkorporering af aminosyrer, der i sidste ende udgør den oversatte meddelelse.

Degenerationen af ​​den genetiske kode

Kodon: aminosyre korrespondance er kendt i biologien som den genetiske kode. Denne kode inkluderer også de tre oversættelsestopkodoner.

Der er 20 essentielle aminosyrer; men der er igen 64 kodoner til rådighed til deres konvertering. Hvis vi fjerner de tre stopkodoner, har vi stadig 61 tilbage til kode for aminosyrerne.

Methionin kodes kun af AUG-kodonet, der er startkodonet, men også af denne bestemte aminosyre i enhver anden del af meddelelsen (genet).

Dette fører til, at 19 aminosyrer kodes af de resterende 60 kodoner. Mange aminosyrer kodes af et enkelt kodon. Der er imidlertid andre aminosyrer, der kodes for mere end et kodon. Denne mangel på forhold mellem codon og aminosyre er det, vi kalder degenerationen af ​​den genetiske kode.

organeller

Endelig er den genetiske kode delvist universel. I eukaryoter er der andre organeller (evolutionært afledt af bakterier), hvor en anden translation verificeres fra den, der er verificeret i cytoplasmaet.

Disse organeller med deres eget genom (og oversættelse) er chloroplaster og mitokondrier. De genetiske koder for chloroplaster, mitochondria, eukaryotiske kerner og bakterielle nukleoider er ikke nøjagtigt identiske.

I hver gruppe er det imidlertid universelt. For eksempel vil et plantegen, der er klonet og translateret i en dyrecelle, give anledning til et peptid med den samme lineære aminosyresekvens, som det ville have haft, hvis det var blevet oversat til oprindelsesplanten.

Referencer

1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6 ^th Edition). WW Norton & Company, New York, NY, USA.
2. Brooker, RJ (2017). Genetik: analyse og principper. McGraw-Hill Higher Education, New York, NY, USA.
3. Goodenough, UW (1984) Genetik. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, USA.
4. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). En introduktion til Genetisk analyse (11 ^th ed.). New York: WH Freeman, New York, NY, USA.
5. Koonin, EV, Novozhilov, AS (2017) Oprindelse og udvikling af den universelle genetiske kode. Årlig gennemgang af genetik, 7; 51: 45-62.
6. Manickam, N., Joshi, K., Bhatt, MJ, Farabaugh, PJ (2016) Effekter af tRNA-modifikation på translationel nøjagtighed afhænger af egen kodon-antikodonstyrke. Nucleic Acids Research, 44: 1871-81.