Mikä on kodoni? (Genetics)



kodonin on kukin 64 mahdollista yhdistelmää kolmesta nukleotidista, jotka perustuvat neljään, jotka muodostavat nukleiinihapot. Toisin sanoen kolmen "kirjaimen" tai tripletin lohkot muodostetaan neljän nukleotidin yhdistelmistä.

Nämä ovat deoksiribonukleotideja, joissa on DNA: n adeniinin, guaniinin, tymiinin ja sytosiinin typpipitoisia emäksiä. RNA: ssa ne ovat ribonukleotideja, joissa on typpipitoisia emäksiä adeniini, guaniini, urasiili ja sytosiini.

Koodonin käsite koskee vain proteiineja koodittavia geenejä. DNA: ssa koodattu viesti luetaan kolmen kirjaimen lohkoina, kun viestisi tiedot on käsitelty. Lyhyesti sanottuna kodoni on käännettävien geenien koodauksen perusyksikkö.

indeksi

  • 1 Kodonit ja aminohapot
  • 2 Viesti, sanansaattajat ja käännös
    • 2.1 Geneettinen viesti
  • 3 Kodonit ja antodonit
  • 4 Geneettisen koodin rappeutuminen
    • 4.1 Organellit
  • 5 Viitteet

Koodonit ja aminohapot

Jos kullakin kolmella kirjaimella varustetuilla paikoilla on neljä mahdollisuutta, tuote 4 X 4 X 4 antaa meille 64 mahdollista yhdistelmää. Kukin näistä koodoneista vastaa tiettyä aminohappoa - lukuun ottamatta kolmea, jotka toimivat lukukoodinaineina.

Nitraattihapossa typpeä sisältävillä emäksillä koodatun sanoman muuntamista yhdeksi, jolla on peptidin aminohappoja, kutsutaan translaatioksi. Molekyyliä, joka mobilisoi viestin DNA: sta translaatiokohtaan, kutsutaan messenger-RNA: ksi.

Messenger-RNA: n tripletti on kodoni, jonka translaatio suoritetaan ribosomeilla. Pienet adapterimolekyylit, jotka muuttavat nukleotidien kieltä ribosomien aminohappoiksi, ovat siirto-RNA: t.

Viesti, sanansaattajat ja käännös

Viesti, joka koodaa proteiineja, koostuu lineaarisesta nukleotidiryhmästä, joka on kolminkertainen. Viesti on RNA, jota kutsumme sanansaattajaksi (mRNA).

Solun organismeissa kaikki mRNA: t syntyvät transkriptoimalla niiden vastaavaan DNA: han koodattua geeniä. Eli geenit, jotka koodittavat proteiineja, on kirjoitettu DNA: han DNA: n kielellä.

Tämä ei kuitenkaan tarkoita, että DNA: ssa tätä kolmea sääntöä noudatetaan tiukasti. DNA: sta kirjoitettuna viesti on nyt kirjoitettu RNA-kielellä.

MRNA koostuu molekyylistä, jossa on geenin viesti, jota ei-koodaavat alueet reunustavat molemmin puolin. Tietyt post-transkriptionaaliset modifikaatiot, kuten esimerkiksi silmukointi, sallivat sellaisen viestin muodostamisen, joka täyttää kolmen säännön. Jos DNA: ssa tämä kolmena sääntö ei näytä täyttyvän, silmukointi palauttaa sen.

MRNA siirretään paikkaan, jossa ribosomit sijaitsevat, ja tässä sanansaattaja ohjaa viestin kääntämisen proteiinien kieleen.

Yksinkertaisimmassa tapauksessa proteiinin (tai peptidin) aminohappo on yhtä suuri kuin kolmasosa viestin kirjaimista ilman kolmea niistä. Toisin sanoen, yhtä suuri kuin messengerin koodonien lukumäärä miinus loppuun saatettu.

Geneettinen viesti

Proteiineja koodittavan geenin geneettinen sanoma alkaa yleensä kodonilla, joka on käännetty aminohappometioniinina (kodoni AUG, RNA: ssa).

Sitten ne jatkavat ominaismäärä koodoneja tietyssä lineaarisessa pituudessa ja sekvenssissä ja päättyvät lopetuskodoniin. Pysäytyskoodoni voi olla yksi kodonien opaaleista (UGA), meripihka (UAG) tai okra (UAA).

Näillä ei ole ekvivalenttia aminohappokielellä, eikä sen vuoksi ole vastaavaa siirto-RNA: ta. Joissakin organismeissa UGA-kodoni sallii kuitenkin modifioidun aminohapon selenosysteiinin sisällyttämisen. Toisissa tapauksissa UAG-kodoni sallii aminohappopyrrolysiinin sisällyttämisen.

Messenger-RNA-kompleksit ribosomien kanssa ja translaation aloittaminen mahdollistavat alkuperäisen metioniinin sisällyttämisen. Jos prosessi onnistuu, proteiini venyy (pidentyy), koska kukin tRNA luovuttaa vastaavan aminohapon, jota ohjaa sanansaattaja.

Lopetuskodonin saavuttamisen jälkeen aminohappojen sisällyttäminen pysäytetään, käännös lopetetaan ja syntetisoitu peptidi vapautetaan.

Koodonit ja antodonit

Vaikka kyseessä on paljon monimutkaisemman prosessin yksinkertaistaminen, kodonin ja antikodonin välinen vuorovaikutus tukee translaation hypoteesia täydentävyyden avulla.

Tämän mukaan vuorovaikutusta tietyn tRNA: n kanssa sanelee jokaisella sanomanvälittäjän kodonilla komplementaarisuus antikodonin emästen kanssa.

Antikodoni on kolmen nukleotidin (tripletin) sekvenssi, joka on tyypillisen tRNA: n pyöreässä pohjassa. Kukin spesifinen tRNA voidaan ladata tietyllä aminohapolla, joka on aina sama.

Tällä tavalla, kun tunnistetaan antikodoni, lähetin ilmaisee ribosomille, että sen täytyy hyväksyä aminohappo, joka kuljettaa tRNA: ta, johon se on komplementaarinen tässä fragmentissa.

TRNA toimii sitten sovittimena, joka sallii ribosomin suorittaman translaation tarkistamisen. Tämä sovitin sallii kolmen kirjaimen kodonilukuvaiheessa aminohappojen lineaarisen liittämisen, joka on lopulta käännetty viesti.

Geneettisen koodin rappeutuminen

Codonin kirjeenvaihto: aminohappo tunnetaan biologiassa geneettisenä koodina. Tämä koodi sisältää myös kolme koodonia käännöksen lopettamiseksi.

On 20 välttämätöntä aminohappoa; mutta taas on olemassa 64 koodonia, jotka ovat käytettävissä muunnettaviksi. Jos poistamme kolme lopetuskodonia, meillä on edelleen 61 aminohappojen koodausta.

Metioniinia koodaa vain kodoni AUG-, joka on start-kodoni, mutta myös tämän nimenomaisen aminohapon muussa osassa (geeni).

Tämä johtaa siihen, että loput 60 kodonia koodaa 19 aminohappoa. Monet aminohapot koodataan yhdellä koodonilla. On kuitenkin olemassa muitakin aminohappoja, joita koodaa useampi kuin yksi kodoni. Tämä kodonin ja aminohapon välisen suhteen puute on se, mitä me kutsumme geneettisen koodin degeneraatioon.

soluelimiin

Lopuksi geneettinen koodi on osittain universaali. Eukaryooteilla on muitakin organiitteja (jotka on evoluutiossa johdettu bakteereista), joissa on todettu erilainen käännös kuin sytoplasmassa todettu translaatio..

Nämä organellit, joilla on oma genomi (ja käännös), ovat kloroplastit ja mitokondriot. Kloroplastien, mitokondrioiden, eukaryoottien ja bakteerien nukleoidien geneettiset koodit eivät ole täysin identtisiä.

Jokaisessa ryhmässä se on kuitenkin yleinen. Esimerkiksi kasvigeeni, joka kloonataan ja käännetään eläinsoluun, saa aikaan peptidin, jolla on sama lineaarinen aminohapposekvenssi, joka olisi käännetty alkuperätilaan.

viittaukset

  1. Alberts, B., Johnson, A.D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) solun molekyylibiologia (6th Painos). W. W. Norton & Company, New York, NY, USA.
  2. Brooker, R. J. (2017). Geneettinen analyysi ja periaatteet. McGraw-Hillin korkea-asteen koulutus, New York, NY, Yhdysvallat.
  3. Goodenough, U. W. (1984) Genetics. W. B. Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, USA.
  4. Griffiths, A.J.F., Wessler, R., Carroll, S.B., Doebley, J. (2015). Johdatus geneettiseen analyysiin (11. \ Tth toim.). New York: W. H. Freeman, New York, NY, USA.
  5. Koonin, E.V., Novozhilov, A.S. (2017) Yleisen geneettisen koodin alkuperä ja kehitys. Geneticsin vuosikatsaus, 7; 51: 45-62.
  6. Manickam, N., Joshi, K., Bhatt, M.J., Farabaugh, P.J. (2016) tRNA-modifikaation vaikutukset translaatiotarkkuuteen riippuvat sisäisestä kodon-antikodinlujuudesta. Nucleic Acids Research, 44: 1871 - 81.