Какво е кодон? (Genetics)



а кодон е всяка от 64 възможни комбинации от три нуклеотида, базирани на четирите, които съставляват нуклеиновите киселини. Това означава, че блокове от три "букви" или триплети са конструирани от комбинации от четирите нуклеотида.

Това са дезоксирибонуклеотидите с азотни бази аденин, гуанин, тимин и цитозин в ДНК. В РНК те са рибонуклеотиди с азотни бази аденин, гуанин, урацил и цитозин.

Концепцията на кодона се прилага само за гени, които кодират протеини. Съобщението, кодирано в ДНК, ще бъде прочетено в блокове от три букви, след като информацията за вашия пратеник бъде обработена. Накратко, кодонът е основната единица за кодиране на гените, които се превеждат.

индекс

  • 1 Кодони и аминокиселини
  • 2 Съобщение, пратеници и превод
    • 2.1 Генетично послание
  • 3 Кодони и антикодони
  • 4 Дегенерацията на генетичния код
    • 4.1 Органели
  • 5 Препратки

Кодони и аминокиселини

Ако за всяка позиция с три букви имаме четири възможности, продуктът 4 X 4 X 4 ни дава 64 възможни комбинации. Всеки от тези кодони съответства на определена аминокиселина - с изключение на три, които функционират като кодони на края на четене.

Превръщането на съобщение, кодирано с азотни бази в нуклеинова киселина в едно с аминокиселини в пептид, се нарича транслация. Молекулата, която мобилизира съобщението от ДНК към мястото на транслация, се нарича пратеник РНК.

Триплет от информационна РНК е кодон, чийто превод ще бъде извършен върху рибозомите. Малките адапторни молекули, които променят езика на нуклеотидите до аминокиселините в рибозомите, са трансферните РНК.

Съобщение, пратеници и превод

Съобщение, че кодовете за протеини се състои от линеен масив от нуклеотиди, който е кратен на три. Съобщението се пренася от РНК, която наричаме пратеник (иРНК).

В клетъчните организми всички тРНК се появяват чрез транскрипция на гена, кодиран в съответната им ДНК. Това означава, че гените, които кодират протеините, са написани в ДНК на езика на ДНК.

Това обаче не означава, че в ДНК това правило на трите се прилага стриктно. Когато се преписва от ДНК, съобщението сега е написано на РНК език.

MRNA се състои от молекула със съобщението на гена, оградена от двете страни от некодиращи области. Някои посттранскрипционни модификации, като например сплайсинг, позволяват генериране на съобщение, което отговаря на правилото на три. Ако в ДНК това правило от три не изглежда да е изпълнено, сплайсингът го възстановява.

MRNA се транспортира до мястото, където се намират рибозомите, и тук пратеникът насочва превода на съобщението на езика на протеините..

В най-простия случай, протеинът (или пептидът) ще има аминокиселинно число, равно на една трета от буквите на съобщението без три от тях. Това означава, че е равно на броя на кодоните на пратеника минус един от завършване.

Генетично съобщение

Генетично съобщение на ген, който кодира протеини, обикновено започва с кодон, който се превежда като аминокиселина метионин (кодон AUG, в RNA).

След това те продължават характерен брой кодони в специфична линейна дължина и последователност и завършват с стоп кодон. Стоп кодонът може да бъде един от кодоните опал (UGA), кехлибар (UAG) или охра (UAA).

Те нямат еквивалент в аминокиселинния език и следователно нито съответната трансферна РНК. Въпреки това, в някои организми, UGA кодонът позволява включването на модифицираната аминокиселина селеноцистеин. В други, UAG кодонът позволява включването на аминокиселината пиролизин.

Messenger RNA комплекси с рибозоми и инициирането на транслацията позволява включването на първоначален метионин. Ако процесът е успешен, протеинът ще се разтегне (удължи), тъй като всяка тРНК ще даде съответната аминокиселина, водена от вестника.

При достигане на стоп кодона, включването на аминокиселини се спира, транслацията се завършва и синтезираният пептид се освобождава.

Кодони и антикодони

Въпреки че е опростяване на много по-сложен процес, взаимодействието кодон-антикодон подкрепя хипотезата за превод чрез допълване.

Според това, за всеки кодон в куриер, взаимодействието с конкретна тРНК ще бъде продиктувано от комплементарността с основите на антикодона..

Антикодонът е последователността на три нуклеотида (триплет), присъстващи в кръговата основа на типична тРНК. Всяка специфична тРНК може да бъде заредена с определена аминокиселина, която винаги ще бъде същата.

По този начин, когато разпознавате антикодон, пратеникът показва на рибозомата, че трябва да приеме аминокиселината, която носи тРНК, за която тя е допълваща в този фрагмент..

Впоследствие тРНК действа като адаптор, който позволява да се провери транслацията, извършена от рибозомата. Този адаптер, в стъпки за четене на трибуквени кодони, позволява линейното включване на аминокиселини, което накрая е преведеното съобщение.

Изродеността на генетичния код

Кодонна кореспонденция: аминокиселината е известна в биологията като генетичен код. Този код включва и трите кодона за прекратяване на превода.

Има 20 незаменими аминокиселини; но на свой ред има 64 кодона, които са на разположение за преобразуване. Ако елиминираме трите терминиращи кодона, все още имаме 61, за да кодираме аминокиселините.

Метионинът се кодира само от кодона AUG- който е стартовия кодон, но също и от тази конкретна аминокиселина във всяка друга част на съобщението (ген).

Това води до кодиране на 19 аминокиселини от останалите 60 кодона. Много аминокиселини са кодирани от единичен кодон. Обаче, съществуват и други аминокиселини, които са кодирани от повече от един кодон. Тази липса на връзка между кодон и аминокиселина е това, което наричаме дегенерация на генетичния код.

органели

И накрая, генетичният код е частично универсален. При еукариотите има и други органели (еволюционно получени от бактерии), където е проверен различен превод от този, който се проверява в цитоплазмата..

Тези органели със собствен геном (и превод) са хлоропласти и митохондрии. Генетичните кодове на хлоропластите, митохондриите, ядрата на еукариотите и нуклеоидите на бактериите не са съвсем идентични.

Въпреки това, във всяка група тя е универсална. Например, растителен ген, който е клониран и преведен в животинска клетка, ще доведе до пептид със същата линейна последователност от аминокиселини, която би била преведена в растението на произход.

препратки

  1. Alberts, B., Johnson, A.D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6)тата Edition). W. Norton & Company, Ню Йорк, Ню Йорк, САЩ.
  2. Brooker, R.J. (2017). Генетика: анализ и принципи. McGraw-Hill Висше образование, Ню Йорк, Ню Йорк, САЩ.
  3. Goodenough, U. W. (1984) Генетика. W. B. Saunders Co. Ltd, Филаделфия, Пенсилвания, САЩ.
  4. Griffiths, A.J.F., Wessler, R., Carroll, S.B., Doebley, J. (2015). Въведение в генетичния анализ (11тата изд.). Ню Йорк: У. Х. Фрийман, Ню Йорк, Ню Йорк, САЩ.
  5. Коонин, Е.В., Новожилов, А. С. (2017) Произход и еволюция на универсалния генетичен код. Годишен преглед на генетиката, 7; 51: 45-62.
  6. Manickam, N., Joshi, K., Bhatt, M.J., Farabaugh, P.J. (2016) Ефектите на модификация на tRNA върху точността на транслацията зависят от присъщата сила на кодон-антикодон. Nucleic Acids Research, 44: 1871-81.