HVA ER ET KODON? (GENETIKK) - BIOLOGI - 2026

Et kodon er hver av de 64 mulige kombinasjonene av tre nukleotider, basert på de fire som utgjør nukleinsyrer. Det vil si at fra kombinasjoner av de fire nukleotidene er det bygd blokker med tre "bokstaver" eller trillinger.

Dette er deoksyribonukleotidene med nitrogenholdige baser adenin, guanin, timin og cytosin i DNA. I RNA er de ribonukleotider med nitrogenholdige baser adenin, guanin, uracil og cytosin.

Kodonbegrepet gjelder bare gener som koder for proteiner. Den DNA-kodede meldingen vil bli lest i blokker med tre bokstaver når informasjonen fra messengeren din er behandlet. Kodonet er kort sagt den grunnleggende kodingsenheten for genene som blir oversatt.

Kodoner og aminosyrer

Hvis vi for fire posisjoner i tre bokstaver har fire muligheter, gir produktet 4 X 4 X 4 oss 64 mulige kombinasjoner. Hver av disse kodonene tilsvarer en bestemt aminosyre - bortsett fra tre som fungerer som sluttavlesningskodoner.

Konvertering av en melding kodet med nitrogenholdige baser i en nukleinsyre til en med aminosyrer i et peptid kalles translasjon. Molekylet som mobiliserer meldingen fra DNA til oversettelsesstedet kalles messenger RNA.

En triplett av et messenger-RNA er et kodon hvis oversettelse vil finne sted i ribosomer. De små adaptermolekylene som endrer språket for nukleotider til aminosyrer i ribosomer er overførings-RNA-er.

Melding, budbringere og oversettelse

En proteinkodende melding består av en lineær rekke nukleotider som er et multiplum av tre. Meldingen bæres av et RNA som vi kaller en messenger (mRNA).

I celleorganismer oppstår alle mRNA ved transkripsjon av det kodede genet i deres respektive DNA. Det vil si at genene som koder for proteiner er skrevet på DNA på språket til DNA.

Dette betyr imidlertid ikke at denne regelen om tre strengt overholdes i DNA. Når den blir transkribert fra DNA, er meldingen nå skrevet på RNA-språk.

MRNA består av et molekyl med genmeldingen, flankert på begge sider av ikke-kodende regioner. Enkelte transkripsjonelle modifikasjoner, for eksempel skjøting, tillater generering av en melding som er i samsvar med regelen om tre. Hvis denne regelen av tre ikke så ut til å være oppfylt i DNA, gjenoppretter skjøting den.

MRNA fraktes til stedet der ribosomer er bosatt, og her leder messenger oversettelsen av meldingen til proteinspråk.

I det enkleste tilfellet vil proteinet (eller peptidet) ha et antall aminosyrer som tilsvarer en tredjedel av bokstavene i meldingen uten tre av dem. Det vil si, lik antall messenger-kodoner minus en av avslutningen.

Genetisk melding

En genetisk melding fra et gen som koder for proteiner begynner vanligvis med et kodon som er oversatt som aminosyren metionin (kodon AUG, i RNA).

Et karakteristisk antall kodoner fortsetter deretter med en spesifikk lineær lengde og sekvens, og avsluttes ved et stoppkodon. Stoppkodonet kan være et av opale (UGA), rav (UAG) eller oker (UAA) kodonene.

Disse har ingen ekvivalenter i aminosyrespråk, og derfor ingen tilsvarende overførings-RNA. I noen organismer tillater imidlertid kodonet UGA inkorporering av den modifiserte aminosyreselenocystein. I andre tillater kodonet UAG inkorporering av aminosyren pyrrolysin.

Messenger-RNA-komplekser med ribosomer, og igangsetting av translasjon tillater inkorporering av et initialt metionin. Hvis prosessen er vellykket, vil proteinet forlenge (forlenges) når hvert tRNA donerer den tilsvarende aminosyren som styres av messenger.

Når man når stopkodonet, stoppes inkorporering av aminosyre, translasjonen er fullført og det syntetiserte peptid frigjøres.

Kodoner og antikodoner

Selv om det er en forenkling av en mye mer kompleks prosess, støtter kodon-antikodon-interaksjonen hypotesen om oversettelse ved komplementaritet.

I samsvar med dette, for hvert kodon i en messenger, vil interaksjonen med en bestemt tRNA dikteres av komplementariteten med basene til antikodonet.

Antikodonet er sekvensen til tre nukleotider (triplett) til stede i den sirkulære basen til et typisk tRNA. Hvert spesifikt tRNA kan være lastet med en bestemt aminosyre, som alltid vil være den samme.

På denne måten, når et antikodon gjenkjennes, forteller messenger ribosomet at den må akseptere aminosyren som bærer tRNA som den er komplementær i det fragmentet.

TRNA fungerer derfor som en adapter som gjør det mulig å bekrefte oversettelsen utført av ribosomet. Denne adapteren, i trebokstavskodonlesningstrinn, tillater lineær inkorporering av aminosyrer som til slutt utgjør den oversatte meldingen.

Degenerasjonen av den genetiske koden

Kodonet: aminosyre korrespondanse er kjent i biologien som den genetiske koden. Denne koden inkluderer også de tre oversettelsesstoppkodonene.

Det er 20 essensielle aminosyrer; men det er på sin side 64 kodoner tilgjengelig for konvertering. Hvis vi fjerner de tre stoppkodonene, har vi fortsatt 61 igjen til å kode for aminosyrene.

Metionin kodes kun av AUG-kodonet som er startkodonet, men også av denne spesielle aminosyren i enhver annen del av meldingen (genet).

Dette fører til at 19 aminosyrer blir kodet av de resterende 60 kodonene. Mange aminosyrer er kodet av et enkelt kodon. Imidlertid er det andre aminosyrer som er kodet av mer enn ett kodon. Denne mangelen på forholdet mellom kodon og aminosyre er det vi kaller degenerasjonen av den genetiske koden.

organeller

Endelig er den genetiske koden delvis universell. I eukaryoter er det andre organeller (evolusjonært avledet fra bakterier) der en annen oversettelse er bekreftet fra den som er bekreftet i cytoplasma.

Disse organellene med sitt eget genom (og oversettelse) er kloroplaster og mitokondrier. De genetiske kodene for kloroplaster, mitokondrier, eukaryote kjerner og bakterielle nukleoider er ikke helt identiske.

Innenfor hver gruppe er det imidlertid universelt. For eksempel vil et plantegen som er klonet og oversatt i en dyrecelle, gi opphav til et peptid med den samme lineære aminosyresekvensen som det ville ha hatt hvis det hadde blitt oversatt til opprinnelsesplanten.

referanser

1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology av cellen (6 ^th Edition). WW Norton & Company, New York, NY, USA.
2. Brooker, RJ (2017). Genetikk: analyse og prinsipper. McGraw-Hill Higher Education, New York, NY, USA.
3. Goodenough, UW (1984) Genetics. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, USA.
4. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). An Introduction to Genetic Analysis (11 ^th ed.). New York: WH Freeman, New York, NY, USA.
5. Koonin, EV, Novozhilov, AS (2017) Opprinnelse og evolusjon av den universelle genetiske koden. Årlig gjennomgang av genetikk, 7; 51: 45-62.
6. Manickam, N., Joshi, K., Bhatt, MJ, Farabaugh, PJ (2016) Effekter av tRNA-modifisering på translasjonsnøyaktighet avhenger av egen kodon-antikodonstyrke. Nucleic Acids Research, 44: 1871-81.