KAS IR KODONS? (ĢENĒTIKA) - BIOLOĢIJA - 2025

Codon ir katrs no 64 iespējamās kombinācijas trim nukleotīdiem, kas balstās uz četriem, kas veido nukleīnskābes. Tas ir, no četru nukleotīdu kombinācijām tiek būvēti trīs "burtu" bloki vai tripleti.

Tie ir dezoksiribonukleotīdi ar slāpekļa bāzēm adenīnu, guanīnu, timīnu un citozīnu DNS. RNS tie ir ribonukleotīdi ar slāpekļa bāzēm adenīnu, guanīnu, uracilu un citozīnu.

Kodona jēdziens attiecas tikai uz gēniem, kas kodē olbaltumvielas. Kad kodētā informācija būs apstrādāta, DNS kodēto ziņojumu lasīs trīs burtu blokos. Īsumā kodons ir tulkoto gēnu pamata kodēšanas vienība.

Kodoni un aminoskābes

Ja katrai pozīcijai ar trīs burtu vārdiem mums ir četras iespējas, produkts 4 X 4 X 4 dod mums 64 iespējamās kombinācijas. Katrs no šiem kodoniem atbilst noteiktai aminoskābei - izņemot trīs, kas darbojas kā kodoni nolasīšanas beigās.

Ar slāpekļa bāzēm kodētā ziņojuma pārvēršanu nukleīnskābē par ziņojumu ar aminoskābēm peptīdā sauc par tulkojumu. Molekulu, kas mobilizē ziņojumu no DNS uz tulkošanas vietu, sauc par Messenger RNS.

Messenger RNS triplets ir kodons, kura tulkošana notiks ribosomās. Mazas adaptera molekulas, kas maina nukleotīdu valodu uz aminoskābēm ribosomās, ir pārnešanas RNS.

Ziņojums, kurjeri un tulkošana

Olbaltumvielu kodēšanas ziņojums sastāv no lineāra nukleotīdu masīva, kas ir trīskārtīgs. Ziņojumu nes RNS, kuru mēs saucam par kurjeru (mRNA).

Šūnu organismos visas mRNS rodas kodētā gēna transkripcijā to attiecīgajā DNS. Tas ir, gēni, kas kodē olbaltumvielas, tiek rakstīti uz DNS DNS valodā.

Tomēr tas nenozīmē, ka šis trīs noteikums tiek stingri ievērots DNS. Tā kā ziņojums tiek pārrakstīts no DNS, tagad tas tiek uzrakstīts RNS valodā.

MRNS sastāv no molekulas ar gēna ziņojumu, kuru abās pusēs pavada nekodētāji reģioni. Dažas modifikācijas pēc transkripcijas, piemēram, splicing, ļauj ģenerēt ziņojumu, kas atbilst trīs noteikumam. Ja nešķita, ka šis trīs noteikums tiek izpildīts DNS, tad splicing to atjauno.

MRNS tiek nogādāts uz vietu, kur atrodas ribosomas, un šeit kurjers vada ziņojuma tulkošanu olbaltumvielu valodā.

Vienkāršākā gadījumā olbaltumvielā (vai peptīdā) būs aminoskābju skaits, kas vienāds ar vienu trešdaļu no ziņojuma burtiem, bez trim no tiem. Tas ir, vienāds ar kurjeru kodonu skaitu mīnus viens no izbeigšanas.

Ģenētiskais vēstījums

Ģenētiskais ziņojums no gēna, kas kodē olbaltumvielas, parasti sākas ar kodonu, kas tiek tulkots kā aminoskābe metionīns (kodons AUG, RNS).

Raksturīgs kodonu skaits pēc tam turpinās ar noteiktu lineāru garumu un secību un beidzas ar pārtraukšanas kodonu. Stop-kodons var būt viens no opālu (UGA), dzintara (UAG) vai okera (UAA) kodoniem.

Tiem nav aminoskābju valodā ekvivalentu, un tāpēc tiem nav atbilstošas ​​pārnešanas RNS. Tomēr dažos organismos kodons UGA ļauj iekļaut modificētu aminoskābi selenocisteīnu. Citos gadījumos kodons UAG ļauj iekļaut aminoskābi pirolizīnu.

Messenger RNS kompleksi ar ribosomām un translācijas uzsākšana ļauj iekļaut sākotnējo metionīnu. Ja process būs veiksmīgs, olbaltumvielas pagarināsies (pagarināsies), jo katra tRNS ziedos atbilstošo aminoskābi, kuru vadīs kurjers.

Sasniedzot beigu kodonu, aminoskābju pievienošana tiek apturēta, translācija ir pabeigta un sintezētais peptīds tiek atbrīvots.

Kodoni un antikodoni

Lai gan tas ir daudz sarežģītāka procesa vienkāršojums, kodona un antikodona mijiedarbība atbalsta hipotēzi par tulkošanu ar papildināmību.

Saskaņā ar to katram kodonam kurjerā mijiedarbību ar konkrētu tRNS noteiks komplementaritāte ar antikodona bāzēm.

Antikodons ir trīs nukleotīdu (triplets) secība, kas atrodas tipiskas tRNS apļveida pamatnē. Katru specifisko tRNS var ielādēt ar noteiktu aminoskābi, kas vienmēr būs vienāda.

Tādā veidā, kad tiek atpazīts antikodons, kurjers saka ribosomai, ka tai ir jāpieņem aminoskābe, kas šajā fragmentā nes tRNS, kurai tā ir komplementāra.

Tāpēc tRNS darbojas kā adapteris, kas ļauj pārbaudīt ribosomas veikto tulkojumu. Šis adapteris trīs burtu kodona nolasīšanas posmos ļauj lineāri iekļaut aminoskābes, kas galu galā veido tulkoto ziņojumu.

Ģenētiskā koda deģenerācija

Kodona: aminoskābju atbilstība bioloģijā ir pazīstama kā ģenētiskais kods. Šajā kodā ietilpst arī trīs tulkošanas pieturas kodoni.

Ir 20 neaizvietojamās aminoskābes; bet, savukārt, to konvertēšanai ir pieejami 64 kodoni. Ja mēs noņemam trīs pieturas kodonus, mums joprojām ir atlicis 61 kods, lai kodētu aminoskābes.

Metionīnu kodē tikai AUG-kodons, kas ir sākuma kodons, bet arī šī īpašā aminoskābe jebkurā citā ziņojuma daļā (gēnā).

Tas noved pie tā, ka atlikušie 60 kodoni kodē 19 aminoskābes. Daudzas aminoskābes kodē viens kodons. Tomēr ir arī citas aminoskābes, kuras kodē vairāk nekā viens kodons. Šis nesaikums starp kodonu un aminoskābēm ir tas, ko mēs saucam par ģenētiskā koda deģenerāciju.

Organelles

Visbeidzot, ģenētiskais kods ir daļēji universāls. Eukariotos ir arī citas organellas (evolucionāri atvasinātas no baktērijām), kurās tiek pārbaudīts atšķirīgs tulkojums nekā citoplazmā.

Šīs organellas ar savu genomu (un tulkojumu) ir hloroplasti un mitohondriji. Hloroplastu, mitohondriju, eikariotu kodolu un baktēriju nukleoīdu ģenētiskie kodi nav precīzi identiski.

Tomēr katrā grupā tas ir universāls. Piemēram, augu gēns, kas tiek klonēts un translēts dzīvnieku šūnā, radīs peptīdu ar tādu pašu lineāro aminoskābju secību, kāda tā būtu, ja tas būtu tulkots izcelsmes augā.

Atsauces

1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Celi (6 ^th Edition). WW Norton & Company, Ņujorka, NY, ASV.
2. Brooker, RJ (2017). Ģenētika: analīze un principi. McGraw-Hill augstākā izglītība, Ņujorka, NY, ASV.
3. Goodenough, UW (1984) Ģenētika. WB Saunders Co Ltd, Filadelfija, PA, ASV.
4. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Ievads ģenētiskās analīzes (11 ^th ed.). Ņujorka: WH Freeman, Ņujorka, NY, ASV.
5. Koonin, EV, Novozhilov, AS (2017) Universālā ģenētiskā koda izcelsme un attīstība. Gada pārskats par ģenētiku, 7; 51: 45-62.
6. Manickam, N., Joshi, K., Bhatt, MJ, Farabaugh, PJ (2016) tRNS modifikācijas ietekme uz translācijas precizitāti ir atkarīga no kodona un antikodona iekšējās stiprības. Nucleic Acids Research, 44: 1871-81.