Čo je to kodón? (Genetics)



kodónoch Každá zo 64 možných kombinácií troch nukleotidov je založená na štyroch, ktoré tvoria nukleové kyseliny. To znamená, že bloky troch "písmen" alebo tripletov sú konštruované z kombinácií štyroch nukleotidov.

Ide o deoxyribonukleotidy s dusíkatými bázami adenínu, guanínu, tymínu a cytozínu v DNA. V RNA sú ribonukleotidy s dusíkatými bázami adenín, guanín, uracil a cytozín.

Koncepcia kodónov sa týka len génov, ktoré kódujú proteíny. Hlásenie zakódované v DNA sa bude čítať v blokoch troch písmen, keď sa spracujú informácie vášho posla. Kodón je skrátka základnou jednotkou kódovania génov, ktoré sú translatované.

index

  • 1 Kodóny a aminokyseliny
  • 2 Posolstvo, poslovia a preklad
    • 2.1 Genetická správa
  • 3 Kodóny a antikodóny
  • 4 Degenerácia genetického kódu
    • 4.1 Organely
  • 5 Referencie

Kodóny a aminokyseliny

Ak pre každú pozíciu slovami z troch písmen máme štyri možnosti, výrobok 4 X 4 X 4 nám dáva 64 možných kombinácií. Každý z týchto kodónov zodpovedá určitej aminokyseline - s výnimkou troch, ktoré fungujú ako kodóny konca čítania.

Konverzia správy kódovanej dusíkatými bázami v nukleovej kyseline na aminokyselinu s aminokyselinami v peptide sa nazýva translácia. Molekula, ktorá mobilizuje správu z DNA do miesta translácie, sa nazýva messenger RNA.

Triplet mediátorovej RNA je kodón, ktorého translácia sa uskutoční na ribozómoch. Malé molekuly adaptéra, ktoré menia jazyk nukleotidov na aminokyseliny v ribozómoch, sú transferové RNA.

Posolstvo, poslovia a preklad

Správa, ktorá kóduje proteíny, pozostáva z lineárneho poľa nukleotidov, ktoré je násobkom troch. Správa je prenášaná RNA, ktorú nazývame messenger (mRNA).

V bunkových organizmoch vznikajú všetky mRNA transkripciou génu kódovaného v príslušnej DNA. To znamená, že gény, ktoré kódujú proteíny, sú napísané v DNA v jazyku DNA.

To však neznamená, že v DNA je toto pravidlo troch prísne presadzované. Keď je transkribovaná z DNA, správa je teraz napísaná v jazyku RNA.

MRNA sa skladá z molekuly so správou génu, lemovanej na oboch stranách nekódujúcimi oblasťami. Niektoré post-transkripčné modifikácie, ako napríklad spájanie, umožňujú generovanie správy, ktorá je v súlade s pravidlom tri. Ak sa v DNA toto pravidlo troch nezdá byť splnené, spájanie ho obnovuje.

MRNA je transportovaná na miesto, kde sa nachádzajú ribozómy, a tu posol riadi preklad správy do jazyka proteínov.

V najjednoduchšom prípade bude mať proteín (alebo peptid) číslo aminokyseliny rovné jednej tretine písmen správy bez troch z nich. To znamená, že sa rovná počtu kodónov posla mínus jeden z dokončenia.

Genetická správa

Genetická správa génu, ktorý kóduje proteíny, obyčajne začína kodónom, ktorý je translatovaný ako aminokyselina metionín (kodón AUG, v RNA)..

Potom pokračujú v charakteristickom počte kodónov v špecifickej lineárnej dĺžke a sekvencii a končia v stop kodóne. Stop kodón môže byť jeden z kodónových opálov (UGA), jantárový (UAG) alebo okrový (UAA)..

Tieto nemajú ekvivalent v aminokyselinovom jazyku, a teda ani zodpovedajúcu transferovú RNA. V niektorých organizmoch však UGA kodón umožňuje inkorporáciu modifikovanej aminokyseliny selenocysteínu. V iných, UAG kodón umožňuje inkorporáciu aminokyseliny pyrolyzínu.

Komplexy Messenger s ribozómami a iniciácia translácie umožňuje inkorporáciu počiatočného metionínu. Ak je proces úspešný, proteín sa natiahne (predlžuje), pretože každá tRNA daruje zodpovedajúcu aminokyselinu vedenú mediátorom.

Po dosiahnutí stop kodónu sa inkorporácia aminokyselín zastaví, translácia sa ukončí a syntetizovaný peptid sa uvoľní.

Kodóny a antikodóny

Hoci ide o zjednodušenie omnoho komplexnejšieho procesu, interakcia kodón-antikodón podporuje hypotézu translácie komplementaritou.

Podľa toho, pre každý kodón v mediátore bude interakcia s konkrétnou tRNA diktovaná komplementaritou so zásadami antikodónu..

Antikodón je sekvencia troch nukleotidov (triplet) prítomných v kruhovej báze typickej tRNA. Každá špecifická tRNA môže byť nabitá konkrétnou aminokyselinou, ktorá bude vždy rovnaká.

Takýmto spôsobom pri rozpoznávaní antikodónu messenger indikuje ribozómu, že musí akceptovať aminokyselinu, ktorá nesie tRNA, pre ktorú je komplementárna v tomto fragmente..

TRNA potom pôsobí ako adaptér, ktorý umožňuje overenie translácie uskutočnenej ribozómom. Tento adaptér v krokoch čítania kodónov s troma písmenami umožňuje lineárnu inkorporáciu aminokyselín, ktorá je nakoniec preložená správa.

Degenerácia genetického kódu

Kodónová korešpondencia: aminokyselina je v biológii známa ako genetický kód. Tento kód tiež obsahuje tri kodóny na ukončenie prekladu.

Existuje 20 esenciálnych aminokyselín; ale na druhej strane je k dispozícii 64 kodónov na konverziu. Ak odstránime tri terminačné kodóny, stále máme 61 kódujúcich aminokyselín.

Metionín je kódovaný iba kodónom AUG-, ktorý je štartovacím kodónom, ale tiež tejto konkrétnej aminokyseliny v akejkoľvek inej časti správy (gén).

To vedie k 19 aminokyselinám, ktoré sú kódované zvyšnými 60 kodónmi. Mnohé aminokyseliny sú kódované jedným kodónom. Existujú však aj iné aminokyseliny, ktoré sú kódované viac ako jedným kodónom. Tento nedostatok vzťahu medzi kodónom a aminokyselinou je to, čo nazývame degenerácia genetického kódu.

organely

Nakoniec, genetický kód je čiastočne univerzálny. V eukaryotoch existujú iné organely (evolučne odvodené z baktérií), kde je overená iná translácia ako je overená v cytoplazme..

Tieto organely s vlastným genómom (a transláciou) sú chloroplasty a mitochondrie. Genetické kódy chloroplastov, mitochondrií, jadier eukaryotov a nukleoidov baktérií nie sú presne identické..

V každej skupine je však univerzálna. Napríklad rastlinný gén, ktorý je klonovaný a translatovaný do živočíšnej bunky, poskytne peptid s rovnakou lineárnou sekvenciou aminokyselín, ktorá by bola preložená do rastliny pôvodu..

referencie

  1. Alberts, B., Johnson, A.D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6)th Vydanie). W. W. Norton & Company, New York, NY, USA.
  2. Brooker, R. J. (2017). Genetika: analýza a zásady. McGraw-Hill Vyššie vzdelávanie, 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 genetickej analýzy (11. \ Tth ed.). New York: W. H. Freeman, New York, NY, USA.
  5. Koonin, E.V., Novozhilov, A.S. (2017) Pôvod a vývoj univerzálneho genetického kódu. Annual Review of Genetics, 7, 51: 45-62.
  6. Manickam, N., Joshi, K., Bhatt, M.J., Farabaugh, P.J. (2016) Účinky modifikácie tRNA na translačnú presnosť závisia od vnútornej sily kodónov a antikónov. Nucleic Acids Research, 44: 1871-81.