Co je to kodon? (Genetika)



A kodon Každá ze 64 možných kombinací tří nukleotidů je založena na čtyřech, které tvoří nukleové kyseliny. To znamená, že bloky tří "písmen" nebo tripletů jsou konstruovány z kombinací čtyř nukleotidů.

Jedná se o deoxyribonukleotidy s dusíkatými bázemi adenin, guanin, thymin a cytosin v DNA. V RNA jsou ribonukleotidy s dusíkatými bázemi adenin, guanin, uracil a cytosin.

Koncept kodonu se týká pouze genů, které kódují proteiny. Zpráva zpracovaná v DNA bude přečtena v blocích po třech písmenech, jakmile bude zpracována informace vašeho posla. Kodon, zkrátka, je základní jednotkou kódování genů, které jsou translatovány.

Index

  • 1 Kodony a aminokyseliny
  • 2 Poselství, poslové a překlad
    • 2.1 Genetická zpráva
  • 3 Kodony a antikodony
  • 4 Degenerace genetického kódu
    • 4.1 Organely
  • 5 Odkazy

Kodony a aminokyseliny

Pokud pro každou pozici ve slovech ze tří písmen máme čtyři možnosti, výrobek 4 X 4 X 4 nám dává 64 možných kombinací. Každý z těchto kodonů odpovídá určité aminokyselině - s výjimkou tří, které fungují jako kodóny konce čtení.

Konverze zprávy kódované dusíkatými bázemi v nukleové kyselině na jednu s aminokyselinami v peptidu se nazývá translace. Molekula, která mobilizuje zprávu z DNA do místa translace, se nazývá messenger RNA.

Triplet messenger RNA je kodon, jehož translace bude provedena na ribozomech. Malé molekuly adaptéru, které mění jazyk nukleotidů na aminokyseliny v ribozomech, jsou transferové RNA.

Poselství, poslové a překlad

Zpráva, která kóduje proteiny, se skládá z lineárního pole nukleotidů, které je násobkem tří. Zpráva je nesena RNA, kterou nazýváme messenger (mRNA).

V buněčných organismech vznikají všechny mRNA transkripcí genu kódovaného v příslušné DNA. To znamená, že geny, které kódují proteiny, jsou napsány v DNA v jazyce DNA.

To však neznamená, že v DNA je toto pravidlo tří přísně prosazováno. Když je přepsán z DNA, zpráva je nyní napsána v jazyce RNA.

MRNA se skládá z molekuly se zprávou genu, lemované na obou stranách nekódujícími oblastmi. Některé post-transkripční modifikace, jako například sestřih, umožňují generování zprávy, která splňuje pravidlo tří. Pokud se v DNA toto pravidlo tří nezdálo splněno, sestřih ho obnovuje.

MRNA je transportována na místo, kde se nacházejí ribozomy, a zde posel řídí překlad zprávy do jazyka proteinů.

V nejjednodušším případě bude mít protein (nebo peptid) číslo aminokyseliny rovné jedné třetině písmen zprávy bez tří z nich. To znamená, že se rovná počtu kodonů posla mínus jeden z dokončení.

Genetická zpráva

Genetická zpráva genu, který kóduje proteiny, obvykle začíná kodonem, který je translatován jako aminokyselina methionin (kodon AUG, v RNA)..

Pak pokračují v charakteristickém počtu kodonů ve specifické lineární délce a sekvenci a končí v stop kodonu. Stop kodon může být jeden z kodonů opál (UGA), jantar (UAG) nebo okr (UAA)..

Ty nemají ekvivalent v aminokyselinovém jazyce, a proto ani odpovídající transferovou RNA. U některých organismů však kodon UGA umožňuje zabudování modifikované aminokyseliny selenocysteinu. V jiných případech kodon UAG umožňuje inkorporaci aminokyseliny pyrrolysinu.

Komplexy Messenger s ribozomy a zahájení translace umožňuje inkorporaci počátečního methioninu. Pokud je proces úspěšný, protein se natáhne (prodlouží), protože každá tRNA daruje odpovídající aminokyselinu vedenou zprostředkovatelem.

Po dosažení stop kodonu se zabudování aminokyselin zastaví, translace se ukončí a syntetizovaný peptid se uvolní.

Kodony a antikodony

Ačkoli se jedná o zjednodušení mnohem komplexnějšího procesu, interakce kodon-antikodon podporuje hypotézu translace komplementaritou.

Podle toho, pro každý kodon v messengeru bude interakce s určitou tRNA diktována komplementaritou s bázemi antikodonu.

Antikodon je sekvence tří nukleotidů (triplet) přítomných v kruhové bázi typické tRNA. Každá specifická tRNA může být naložena určitou aminokyselinou, která bude vždy stejná.

Tímto způsobem při rozpoznávání antikodonu messenger indikuje ribozomu, že musí přijmout aminokyselinu, která nese tRNA, pro kterou je komplementární v tomto fragmentu..

TRNA pak působí jako adaptér, který umožňuje ověření translace prováděné ribozomem. Tento adaptér, ve třech písmenových krocích pro čtení kodonů, umožňuje lineární inkorporaci aminokyselin, což je nakonec přeložený vzkaz.

Degenerace genetického kódu

Kodonová shoda: aminokyselina je v biologii známa jako genetický kód. Tento kód také zahrnuje tři kodony pro ukončení překladu.

Existuje 20 esenciálních aminokyselin; k dispozici je však 64 kodonů pro konverzi. Pokud odstraníme tři terminační kodony, máme stále 61 kódujících aminokyselin.

Metionin je kódován pouze kodonem AUG-, což je startovací kodon, ale také této konkrétní aminokyseliny v jakékoliv jiné části zprávy (gen).

To vede k 19 aminokyselinám, které jsou kódovány zbývajícími 60 kodony. Mnoho aminokyselin je kódováno jedním kodonem. Existují však i jiné aminokyseliny, které jsou kódovány více než jedním kodonem. Tento nedostatek vztahu mezi kodonem a aminokyselinou je to, co nazýváme degenerací genetického kódu.

Organelles

Nakonec je genetický kód částečně univerzální. V eukaryotech existují jiné organely (evolučně odvozené z bakterií), kde je ověřena odlišná translace než ta, která je ověřena v cytoplazmě.

Tyto organely s vlastním genomem (a translací) jsou chloroplasty a mitochondrie. Genetické kódy chloroplastů, mitochondrií, jader eukaryot a nukleoidů bakterií nejsou přesně identické..

V každé skupině je však univerzální. Například rostlinný gen, který je klonován a přeložen do živočišné buňky, povede ke vzniku peptidu se stejnou lineární sekvencí aminokyselin, která by byla přeložena do rostliny původu..

Odkazy

  1. Alberts, B., Johnson, A.D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6)th Vydání). W. Norton & Company, New York, NY, USA.
  2. Brooker, R. J. (2017). Genetika: analýza a principy. McGraw-Hill vysokoškolské vzdělání, New York, NY, USA.
  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). Úvod do genetické analýzy (11th ed.). New York: W. H. Freeman, New York, NY, USA.
  5. Koonin, E.V., Novozhilov, A.S. (2017) Původ a vývoj univerzálního genetického kódu. Annual Review of Genetics, 7, 51: 45-62.
  6. Manickam, N., Joshi, K., Bhatt, M.J., Farabaugh, P.J. (2016) Účinky modifikace tRNA na translační přesnost závisí na vnitřní síle kodon-antikodon. Nucleic Acids Research, 44: 1871-81.