Что такое кодон? (Генетика)



кодон каждая из 64 возможных комбинаций трех нуклеотидов, основанных на четырех, которые составляют нуклеиновые кислоты. То есть блоки из трех «букв» или триплетов состоят из комбинаций четырех нуклеотидов..

Это дезоксирибонуклеотиды с азотистыми основаниями аденин, гуанин, тимин и цитозин в ДНК. В РНК они представляют собой рибонуклеотиды с азотистыми основаниями аденин, гуанин, урацил и цитозин.

Концепция кодонов применима только к генам, кодирующим белки. Сообщение, закодированное в ДНК, будет прочитано блоками по три буквы после обработки информации вашего мессенджера. Короче говоря, кодон является основной единицей кодирования транслируемых генов..

индекс

  • 1 Кодоны и аминокислоты
  • 2 Сообщение, мессенджеры и перевод
    • 2.1 Генетическое сообщение
  • 3 Кодоны и антикодоны
  • 4 Вырождение генетического кода
    • 4.1 Органеллы
  • 5 ссылок

Кодоны и аминокислоты

Если для каждой позиции в словах из трех букв у нас есть четыре возможности, произведение 4 X 4 X 4 дает нам 64 возможных комбинации. Каждый из этих кодонов соответствует определенной аминокислоте - за исключением трех, которые функционируют как кодоны конца чтения.

Преобразование сообщения, кодируемого азотистыми основаниями в нуклеиновой кислоте, в сообщение с аминокислотами в пептиде называется трансляцией. Молекула, которая мобилизует сообщение от ДНК к сайту трансляции, называется мессенджер РНК.

Триплет РНК-мессенджера - это кодон, трансляция которого будет осуществляться на рибосомах. Маленькие молекулы-адаптеры, которые изменяют язык нуклеотидов на аминокислоты в рибосомах, являются переносимыми РНК..

Сообщение, мессенджеры и перевод

Сообщение, которое кодирует белки, состоит из линейного набора нуклеотидов, кратного трем. Сообщение передается РНК, которую мы называем мессенджер (мРНК).

В клеточных организмах все мРНК возникают путем транскрипции гена, закодированного в их соответствующей ДНК. То есть гены, которые кодируют белки, написаны в ДНК на языке ДНК..

Однако это не означает, что в ДНК это правило трех строго соблюдается. Когда транскрибируется с ДНК, сообщение теперь написано на языке РНК.

МРНК состоит из молекулы с сообщением гена, фланкированной с обеих сторон некодирующими областями. Некоторые посттранскрипционные модификации, такие как, например, сплайсинг, позволяют генерировать сообщение, соответствующее правилу трех. Если в ДНК это правило трех не выполнено, сплайсинг восстанавливает его.

МРНК транспортируется на сайт, где находятся рибосомы, и здесь мессенджер направляет перевод сообщения на язык белков.

В простейшем случае белок (или пептид) будет иметь аминокислотное число, равное одной трети букв сообщения без трех из них. То есть равно числу кодонов мессенджера минус один из завершения.

Генетическое сообщение

Генетическое сообщение гена, который кодирует белки, обычно начинается с кодона, который переводится как аминокислота метионин (кодон AUG, в РНК).

Затем они продолжают характерное количество кодонов определенной линейной длины и последовательности и заканчиваются стоп-кодоном. Стоп-кодон может быть одним из кодонов опала (UGA), янтаря (UAG) или охры (UAA)..

Они не имеют эквивалента на языке аминокислот и, следовательно, не имеют соответствующей трансферной РНК. Однако в некоторых организмах кодон UGA позволяет включать модифицированную аминокислоту селеноцистеин. В других кодон UAG позволяет включать аминокислоту пирролизин.

Комплексы РНК-мессенджера с рибосомами, а инициация трансляции позволяет включать исходный метионин. Если процесс успешен, белок растягивается (удлиняется), поскольку каждая тРНК жертвует соответствующую аминокислоту, направляемую курьером.

По достижении стоп-кодона включение аминокислот прекращается, трансляция завершается, и синтезированный пептид высвобождается.

Кодоны и антикодоны

Несмотря на то, что это упрощение гораздо более сложного процесса, кодон-антикодонное взаимодействие поддерживает гипотезу трансляции путем комплементарности..

В соответствии с этим для каждого кодона в мессенджере взаимодействие с конкретной тРНК будет продиктовано комплементарностью с основаниями антикодона.

Антикодон представляет собой последовательность из трех нуклеотидов (триплет), присутствующих в кольцевом основании типичной тРНК. Каждая конкретная тРНК может быть загружена определенной аминокислотой, которая всегда будет одинаковой.

Таким образом, при распознавании антикодона мессенджер указывает рибосоме, что он должен принять аминокислоту, которая несет тРНК, для которой он комплементарен в этом фрагменте.

Таким образом, тРНК действует как адаптер, который позволяет верифицировать трансляцию, выполняемую рибосомой. Этот адаптер на трехбуквенных этапах считывания кодонов позволяет осуществлять линейное включение аминокислот, что, в конечном итоге, означает перевод сообщения..

Вырождение генетического кода

Соответствие кодонов: аминокислота известна в биологии как генетический код. Этот код также включает три кодона для прекращения перевода.

Есть 20 незаменимых аминокислот; но в свою очередь доступно 64 кодона для реконверсии. Если мы исключим три терминирующих кодона, у нас останется 61 для кодирования аминокислот.

Метионин кодируется только кодоном AUG, который является стартовым кодоном, но также этой конкретной аминокислотой в любой другой части сообщения (гена)..

Это приводит к тому, что оставшиеся 60 кодонов кодируют 19 аминокислот. Многие аминокислоты кодируются одним кодоном. Однако есть другие аминокислоты, которые кодируются более чем одним кодоном. Это отсутствие связи между кодоном и аминокислотой - это то, что мы называем вырожденностью генетического кода..

органеллы

Наконец, генетический код частично универсален. У эукариот есть другие органеллы (эволюционно полученные из бактерий), у которых подтвержден иной перевод, чем тот, который подтвержден в цитоплазме.

Эти органеллы с собственным геномом (и трансляцией) являются хлоропластами и митохондриями. Генетические коды хлоропластов, митохондрий, ядер эукариот и нуклеоидов бактерий не полностью идентичны.

Однако внутри каждой группы это универсально. Например, ген растения, который клонируется и транслируется в клетку животного, будет давать пептид с той же линейной последовательностью аминокислот, которая была бы транслирована в растение происхождения..

ссылки

  1. Альбертс Б., Джонсон А.Д., Льюис Дж., Морган Д., Рафф М., Робертс К., Уолтер П. (2014) Молекулярная биология клетки (6)го Edition). W. W. Norton & Company, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.
  2. Брукер Р.Дж. (2017). Генетика: анализ и принципы. McGraw-Hill Higher Education, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.
  3. Goodenough, U. W. (1984) Genetics. W. B. Saunders Co. Ltd, Филадельфия, Пенсильвания, США.
  4. Griffiths A.J.F., Wessler R., Carroll S.B., Doebley J. (2015). Введение в генетический анализ (11го ред.). Нью-Йорк: У. Х. Фриман, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.
  5. Кунин Е.В., Новожилов А.С. (2017) Происхождение и эволюция универсального генетического кода. Ежегодный обзор генетики, 7; 51: 45-62.
  6. Manickam, N., Joshi, K., Bhatt, M.J., Farabaugh, P.J. (2016) Влияние модификации тРНК на точность трансляции зависит от внутренней прочности кодон-антикодон. Исследование нуклеиновых кислот, 44: 1871-81.