Mis on koodon? (Geneetika)



A koodon on iga nelja nukleotiidi 64 võimalikust kombinatsioonist, mis põhinevad neljal, mis moodustavad nukleiinhappe. See tähendab, et nelja nukleotiidi kombinatsioonidest koostatakse kolme "tähe" või kolmekordse ploki plokid.

Need on desoksüribonukleotiidid, milles sisalduvad lämmastiku alused adeniin, guaniin, tümiin ja tsütosiin DNA-s. RNA-s on nad ribonukleotiidid, milles on adeniin, guaniin, uratsiil ja tsütosiin..

Koodoni kontseptsioon kehtib ainult valke kodeerivate geenide kohta. DNA-s kodeeritud sõnum loetakse kolme kirjaga plokkidena, kui teie sõnumitooja on töödeldud. Lühidalt öeldes on koodon transleeritud geenide kodeerimise põhiühik.

Indeks

  • 1 Koodonid ja aminohapped
  • 2 Sõnum, sõnumitoojad ja tõlge
    • 2.1 Geneetiline sõnum
  • 3 Koodonid ja antodonid
  • 4 Geneetilise koodi degeneratsioon
    • 4.1 Organellid
  • 5 Viited

Koodonid ja aminohapped

Kui meil on igas asendis kolme tähe sõnadega neli võimalust, annab toode 4 X 4 X 4 meile 64 võimalikku kombinatsiooni. Igaüks neist koodonitest vastab konkreetsele aminohappele - välja arvatud kolm, mis toimivad lugemise lõpp-koodonitena.

Nukleiinhappes lämmastiku alusega kodeeritud sõnumi muundamist peptiidi aminohapetega üheks nimetatakse translatsiooniks. Molekuli, mis mobiliseerib sõnumi DNA-st translatsiooni saidile, nimetatakse messenger-RNA-ks.

Messengeri RNA triplett on koodon, mille translatsioon viiakse läbi ribosoomidel. Väikesed adaptermolekulid, mis muudavad nukleotiidide keelt ribosoomide aminohapeteks, on ülekande RNAd.

Sõnum, sõnumitoojad ja tõlge

Teade, mis kodeerib valke, koosneb lineaarsest nukleotiidide hulgast, mis on kolmekordne. Sõnumit kannab RNA, mida me nimetame messengeriks (mRNA).

Rakulistes organismides tekivad kõik mRNA-d nende DNA-s kodeeritud geeni transkriptsiooniga. See tähendab, et valke kodeerivad geenid on kirjutatud DNA-s DNA keeles.

See aga ei tähenda, et DNA-s rakendatakse seda kolme reeglit rangelt. DNA-st transkribeerituna kirjutatakse sõnum nüüd RNA keeles.

MRNA koosneb geeni sõnumiga molekulist, mis külgneb mõlemalt poolt mittekodeerivate piirkondadega. Teatud transkriptsioonijärgsed modifikatsioonid, nagu näiteks splaissimine, võimaldavad genereerida kolmele reeglile vastava sõnumi. Kui DNA-s ei näi see kolmekordne eeskiri olevat täidetud, taastab splaissimine selle.

MRNA transporditakse ribosoomide paiknemispaigasse ja siinkohal suunab sõnum sõnumi tõlke valkude keelde.

Kõige lihtsamal juhul on valgu (või peptiidi) aminohapete arv võrdne ühe kolmandikuga sõnumi tähtedest ilma nende kolmeta. See tähendab, et see on võrdne sõnumitooja koodonite arvuga, millest on maha arvatud lõpetamise kood.

Geneetiline sõnum

Geenide geneetiline sõnum, mis kodeerib valke, algab tavaliselt koodoniga, mis tõlgitakse aminohappe metioniinina (koodon AUG, RNA-s).

Seejärel jätkavad nad spetsiifilise lineaarse pikkuse ja järjestuse koodonite iseloomulikku arvu ja lõpevad stoppkoodoniga. Stoppkoodon võib olla üks koodonitest opaal (UGA), merevaik (UAG) või okra (UAA).

Neil ei ole aminohapete keeles ekvivalenti ja seega ka vastavat ülekand RNA-d. Kuid mõnedes organismides võimaldab UGA koodon modifitseeritud aminohappe selenotsüsteiini inkorporeerimist. Teistes võimaldab UAG-koodon aminohappe pürrolüsiini lisamist.

Messenger-RNA kompleksid ribosoomidega ja translatsiooni alustamine võimaldavad inkorporeerida algse metioniini. Kui protsess on edukas, venib valk (pikeneb), kuna iga tRNA annetab vastava aminohappe, mida juhib messenger.

Stoppkoodoni jõudmisel peatatakse aminohapete inkorporeerimine, translatsioon lõpetatakse ja sünteesitud peptiid vabastatakse.

Koodonid ja antodonid

Kuigi see on palju keerulisema protsessi lihtsustamine, toetab koodon-antikodoni koostoime hüpoteesi, et tõlge toimub komplementaarsuse kaudu.

Selle kohaselt dikteerib iga sõnumitooja koodoni koostoime konkreetse tRNA-ga komplementaarsus antikodoni alustega.

Antikodon on kolme nukleotiidi (triplett) järjestus, mis esineb tüüpilise tRNA ringikujulises aluses. Iga spetsiifilist tRNA-d võib laadida teatud aminohappega, mis on alati sama.

Sel viisil, kui antikoodonit tuvastatakse, näitab sõnumiriist ribosoomile, et ta peab aktsepteerima aminohapet, mis kannab tRNA-d, mille jaoks ta selles fragmendis on komplementaarne.

TRNA toimib siis adapterina, mis võimaldab kontrollida ribosoomi teostatud translatsiooni. See adapter võimaldab kolmekohalise koodoni lugemise etapis aminohapete lineaarset liitmist, mis on lõpuks tõlgitud sõnum.

Geneetilise koodi degeneratsioon

Codoni vastavus: aminohape on bioloogias tuntud kui geneetiline kood. See kood sisaldab ka kolme tõlke lõpetamiseks mõeldud koodonit.

On 20 asendamatut aminohapet; kuid ümberehitamiseks on omakorda 64 koodonit. Kui kõrvaldame kolm terminatsioonikoodoni, on meil veel 61 aminohapete kodeerimiseks.

Metioniini kodeerib ainult koodon AUG-kood, mis on algne koodon, aga ka selle konkreetse aminohappe ükskõik millises teises osas (geen).

See viib 19 ülejäänud aminohappe kodeerimisele ülejäänud 60 koodoniga. Paljud aminohapped on kodeeritud ühe koodoniga. Siiski on teisi aminohappeid, mida kodeerivad rohkem kui üks koodon. See koodonite ja aminohapete vahelise seose puudumine on see, mida me nimetame geneetilise koodi degeneratsiooniks.

Organellid

Lõpuks on geneetiline kood osaliselt universaalne. Eukarüootides on ka teisi organelleid (mis on evolutsiooniliselt tuletatud bakteritest), kus on kontrollitud erinev tõlge kui see, mis on tsütoplasmas kontrollitud..

Need organellid, millel on oma genoom (ja tõlkimine), on kloroplastid ja mitokondrid. Kloroplastide, mitokondrite, eukarüootide tuumade ja bakterite nukleoidide geneetilised koodid ei ole täpselt identsed.

Kuid igas rühmas on see universaalne. Näiteks loomsesse rakku kloonitud ja transleeritud taime geeni tulemuseks on sama lineaarse aminohapete järjestusega peptiid, mis oleks tõlgitud päritoluettevõttesse..

Viited

  1. Alberts, B., Johnson, A.D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) raku molekulaarbioloogia (6).th Väljaanne). W. W. Norton & Company, New York, NY, USA.
  2. Brooker, R. J. (2017). Geneetika: analüüs ja põhimõtted. McGraw-Hilli kõrgharidus, 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). Geneetilise analüüsi tutvustus (11. \ Tth ed.). New York: W. H. Freeman, New York, NY, USA.
  5. Koonin, E.V., Novozhilov, A.S. (2017) Universaalse geneetilise koodi päritolu ja areng. Geneetika iga-aastane ülevaade, 7; 51: 45-62.
  6. Manickam, N., Joshi, K., Bhatt, M.J., Farabaugh, P.J. (2016) tRNA modifikatsiooni mõju translatsioonilisele täpsusele sõltub sisemisest koodon-antikodoni tugevusest. Nucleic Acids Research, 44: 1871-81.