- Kododoni i aminokiseline
- Poruka, glasnici i prijevod
- Genetska poruka
- Kododoni i antikodoni
- Degeneracija genetskog koda
- organele
- Reference
Kodon je svaki od 64 mogućih kombinacija tri nukleotida, na temelju četiri koje čine nukleinske kiseline. Odnosno, od kombinacije četiri nukleotida grade se blokovi od tri "slova" ili trojke.
To su deoksiribonukleotidi s dušičnim bazama adenin, gvanin, timin i citozin u DNK. U RNK su ribonukleotidi s dušičnim bazama adenin, gvanin, uracil i citozin.
Koncept kodona odnosi se samo na gene koji kodiraju proteine. DNK-kodirana poruka čitat će se u blokovima od tri slova nakon što se obrade informacije iz vašeg messengera. Kodon, ukratko, osnovna je jedinica za kodiranje gena koji se prevodi.
Kododoni i aminokiseline
Ako za svaki položaj s tročlanim riječima imamo četiri mogućnosti, proizvod 4 X 4 X 4 daje nam 64 moguće kombinacije. Svaki od ovih kodona odgovara određenoj aminokiselini - osim tri koje djeluju kao kodoni na kraju čitanja.
Pretvaranje poruke kodirane dušičnim bazama u nukleinskoj kiselini u onu s aminokiselinama u peptidu naziva se prijevodom. Molekula koja mobilizira poruku s DNK na mjesto prevođenja naziva se glasnik RNA.
Trostruki messenger RNA je kodon čiji će se prijevod odvijati u ribosomima. Male molekule adaptera koje mijenjaju jezik nukleotida u aminokiseline u ribosomima su prijenosne RNA.
Poruka, glasnici i prijevod
Poruka koja kodira protein sastoji se od linearnog niza nukleotida koji je višestruki od tri. Poruku nosi RNA koju zovemo glasnik (mRNA).
U staničnim organizmima sve mRNA nastaju transkripcijom kodiranog gena u njihovu odgovarajuću DNA. Odnosno, geni koji kodiraju proteine napisani su na DNK jezikom DNK.
Međutim, to ne znači da se u DNK-u strogo pridržava ovog pravila od tri. Prepisana s DNK, poruka je sada napisana na RNA jeziku.
MRNA se sastoji od molekule s genskom porukom, s obje strane okrenute nekodirajućim regijama. Određene post-transkripcijske izmjene, poput na primjer spajanja omogućuju generiranje poruke koja je u skladu s pravilom tri. Ako se čini da se ovo troje pravila ne ispunjava u DNK, spajanje obnavlja.
MRNA se transportira do mjesta na kojem borave ribosomi, a ovdje glasnik usmjerava prijevod poruke na proteinski jezik.
U najjednostavnijem slučaju, protein (ili peptid) imat će broj aminokiselina jednak trećini slova poruke bez tri njih. Odnosno, jednak je broju kodona glasnika minus jedan od zaključka.
Genetska poruka
Genetska poruka gena koji kodira proteine općenito počinje kodonom koji se prevodi kao aminokiselina metionin (kodon AUG, u RNA).
Karakteristični broj kodona se nastavlja s određenom linearnom duljinom i redoslijedom, a završava zaustavnim kodonom. Stop kodon može biti jedan od opalnih (UGA), jantarnih (UAG) ili oker (UAA) kodona.
Oni nemaju ekvivalenta u jeziku aminokiselina, i stoga nemaju odgovarajuću RNA za prijenos. Međutim, u nekim organizmima UGA kodona omogućava ugradnju modificirane aminokiseline selenocistein. U drugima, UAG kodona omogućava ugradnju aminokiseline pirolizina.
Glasnik RNA kompleksira se s ribosomima, a pokretanje translacije omogućava ugradnju početnog metionina. Ako je proces uspješan, protein će se produžiti (produljiti) jer svaka tRNA donira odgovarajuću aminokiselinu vođenu od glasnika.
Kad se dosegne stop kodon, zaustavlja se ugradnja aminokiselina, translacija je gotova i oslobađa se sintetizirani peptid.
Kododoni i antikodoni
Iako se radi o pojednostavljivanju znatno složenijeg postupka, interakcija kodon-antikodon podržava hipotezu prevođenja komplementarnošću.
U skladu s tim, za svaki kodon u messengeru, interakcija s određenom tRNA diktirat će se komplementarnošću s bazama antikodona.
Antikodon je niz tri nukleotida (triplet) koji se nalaze u kružnoj bazi tipične tRNA. Svaka određena tRNA može se učitati s određenom aminokiselinom, koja će uvijek biti ista.
Na taj način, kad se prepozna antikodon, glasnik govori ribosomu da mora prihvatiti aminokiselinu koja nosi tRNA za koju je komplementarna u tom fragmentu.
TRNA stoga djeluje kao adapter koji omogućuje provjeru translacije koju provodi ribosom. Ovaj adapter, u koracima čitanja kodona s tri slova, omogućava linearno uključivanje aminokiselina što u konačnici čini prevedenu poruku.
Degeneracija genetskog koda
Korespondicija kodon: aminokiselina u biologiji je poznata kao genetski kod. Ovaj kôd uključuje i tri kodna zaustavljanja prijevoda.
Postoji 20 esencijalnih aminokiselina; ali za to je zauzvrat na raspolaganju 64 kodona. Ako uklonimo tri stop kodona, preostalo nam je 61 da kodiramo aminokiseline.
Metionin je kodiran samo AUG-kodonom koji je početni kodon, ali i ovom posebnom aminokiselinom u bilo kojem drugom dijelu poruke (gena).
To nas vodi do 19 aminokiselina kodiranih preostalih 60 kodona. Mnogo aminokiselina kodira jedan kodon. Međutim, postoje i druge aminokiseline koje kodira više od jednog kodona. Taj nedostatak veze između kodona i aminokiseline nazivamo degeneriranjem genetskog koda.
organele
Napokon, genetski je kod djelomično univerzalan. U eukariotama postoje i druge organele (koje evolucijski potječu od bakterija) gdje je provjeren drugačiji prijevod od onog koji je provjeren u citoplazmi.
Ove organele sa svojim vlastitim genomom (i prijevodom) su kloroplasti i mitohondriji. Genetski kodovi kloroplasta, mitohondrija, eukariotskih jezgara i bakterijskih nukleoida nisu sasvim identični.
Međutim, unutar svake skupine ona je univerzalna. Na primjer, biljni gen koji je kloniran i preveden u životinjsku stanicu stvorit će peptid s istom linearnom sekvencom aminokiselina kao i ako bi bio preveden u biljku podrijetla.
Reference
- 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, SAD.
- Brooker, RJ (2017). Genetika: analiza i načela. McGraw-Hill visoko obrazovanje, New York, NY, SAD.
- Goodenough, UW (1984) Genetika. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, SAD.
- Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Uvod u genetičke analize (11 -og ur.). New York: WH Freeman, New York, NY, SAD.
- Koonin, EV, Novozhilov, AS (2017) Podrijetlo i evolucija univerzalnog genetskog koda. Godišnji pregled genetike, 7; 51: 45-62.
- Manickam, N., Joshi, K., Bhatt, MJ, Farabaugh, PJ (2016) Učinci modifikacije tRNA na translacijsku točnost ovise o svojstvenoj čvrstoći kodona-antikodona. Istraživanje nukleinskih kiselina, 44: 1871-81.