MIKÄ ON KODONI? (GENETIIKKA) - BIOLOGIA - 2026

Kodoni on kukin 64 mahdollisia yhdistelmiä kolmen nukleotidin, joka perustuu neljään jotka muodostavat nukleiinihapot. Eli neljän nukleotidin yhdistelmistä rakennetaan kolmen "kirjaimen" lohkot tai tripletit.

Nämä ovat deoksiribonukleotidejä, joissa on typpipitoisia emäksiä adeniini, guaniini, tymiini ja sytosiini DNA: ssa. RNA: ssa ne ovat ribonukleotidejä typpipitoisten emästen adeniinin, guaniinin, urasiilin ja sytosiinin kanssa.

Kodonikäsite koskee vain geenejä, jotka koodaavat proteiineja. DNA-koodattu viesti luetaan kolmen kirjaimen lohkoissa, kun viestisi tiedot on käsitelty. Lyhyesti sanottuna kodoni on transloitavien geenien peruskoodausyksikkö.

Kodonit ja aminohapot

Jos jokaisessa kolmen kirjaimen sanan sijainnissa meillä on neljä vaihtoehtoa, tuote 4 X 4 X 4 antaa meille 64 mahdollista yhdistelmää. Jokainen näistä kodoneista vastaa tiettyä aminohappoa - paitsi kolme, jotka toimivat lukemisen lopun kodoneina.

Nukleiinihapon typpipohjaisilla emäksillä koodatun viestin muuntamista peptidin aminohappojen kanssa sanotuksi translaatioksi. Molekyyliä, joka liikuttaa viestin DNA: sta translaatiopaikkaan, kutsutaan lähetti-RNA: ksi.

Messenger-RNA: n kolmikko on kodoni, jonka translaatio tapahtuu ribosomeissa. Pienet adapterimolekyylit, jotka muuttavat nukleotidien kielen aminohapoiksi ribosomeissa, ovat siirto-RNA: it.

Viesti, lähettiläät ja käännös

Proteiinia koodaava viesti koostuu lineaarisesta nukleotidiryhmästä, joka on kolminkertainen. Viestin siirtää RNA, jota kutsumme lähettiläksi (mRNA).

Solu-organismeissa kaikki mRNA: t syntyvät koodaaman geenin transkriptiolla niiden vastaavassa DNA: ssa. Toisin sanoen proteiineja koodaavat geenit kirjoitetaan DNA: han DNA: n kielellä.

Tämä ei kuitenkaan tarkoita, että tätä kolmen sääntöä noudatetaan tiukasti DNA: ssa. Koska viesti on kirjoitettu DNA: sta, se on nyt kirjoitettu RNA-kielellä.

MRNA koostuu geenisanomalla varustetusta molekyylistä, joita reunustavat molemmat puolet ei-koodaavat alueet. Tietyt transkription jälkeiset modifikaatiot, kuten esimerkiksi silmukointi, sallivat kolmen säännön mukaisen viestin generoinnin. Jos tämä kolmen sääntö ei näyttänyt täyttyvän DNA: ssa, silmukointi palauttaa sen.

MRNA kuljetetaan kohtaan, jossa ribosomit sijaitsevat, ja täällä lähettiläs ohjaa viestin kääntämisen proteiinikielelle.

Yksinkertaisimmassa tapauksessa proteiinin (tai peptidin) aminohappojen lukumäärä on yhtä suuri kuin kolmasosa viestin kirjaimista ilman kolmea niistä. Toisin sanoen yhtä suuri kuin lähettikodonien lukumäärä, josta on vähennetty yksi pääte.

Geneettinen viesti

Geneettinen viesti geeneistä, joka koodaa proteiineja, alkaa yleensä kodonilla, joka transloidaan aminohappona metioniinina (kodoni AUG, RNA: ssa).

Tunnusomainen määrä kodoneja jatkuu sitten tietyllä lineaarisella pituudella ja sekvenssillä ja päättyy lopetuskodoniin. Stop-kodoni voi olla yksi opaali (UGA), keltainen (UAG) tai okkerin (UAA) kodonista.

Näillä ei ole vastaavia aminohappokielellä, ja siksi niillä ei ole vastaavaa siirto-RNA: ta. Joissakin organismeissa kodoni UGA sallii kuitenkin modifioidun aminohapon selenosysteiinin sisällyttämisen. Toisissa kodoni UAG sallii aminohapon pyrrolysiinin sisällyttämisen.

Messenger RNA kompleksoi ribosomien kanssa, ja translaation aloittaminen mahdollistaa alkuperäisen metioniinin sisällyttämisen. Jos prosessi onnistuu, proteiini pidentyy (pidentyy), kun kukin tRNA lahjoittaa vastaavan aminohapon, jota lähettihenkilö ohjaa.

Saavuttuaan lopetuskodoniin, aminohappojen sisällyttäminen lopetetaan, translaatio on valmis ja syntetisoitu peptidi vapautetaan.

Kodonit ja antikodonit

Vaikka kodoni-antikodoni-vuorovaikutus on yksinkertaistettu paljon monimutkaisempaa prosessia, se tukee hypoteesia translaatiosta komplementaarisuuden avulla.

Tämän mukaan jokaiselle messengerissä olevalle kodonille vuorovaikutus tietyn tRNA: n kanssa sanelee komplementaarisuuden antikodonin emästen kanssa.

Antikodoni on kolmen nukleotidin (tripletti) sekvenssi, joka on läsnä tyypillisen tRNA: n pyöreässä emäksessä. Jokainen spesifinen tRNA voidaan ladata tietyllä aminohapolla, joka on aina sama.

Tällä tavalla, kun antikodoni tunnistetaan, lähettiläs kertoo ribosomille, että sen on hyväksyttävä aminohappo, joka kantaa tRNA: ta, jonka suhteen se on komplementaarinen siinä fragmentissa.

Siksi tRNA toimii adapterina, jonka avulla voidaan varmistaa ribosomin suorittama translaatio. Tämä sovitin mahdollistaa kolmen kirjaimen kodoninlukuvaiheissa aminohappojen lineaarisen sisällyttämisen, joka lopulta muodostaa käännetyn viestin.

Geneettisen koodin rappeutuminen

Kodoni: aminohappojen vastaavuus tunnetaan biologiassa geneettisenä koodina. Tämä koodi sisältää myös kolme translaation lopetuskodonia.

On 20 välttämätöntä aminohappoa; mutta niiden muuntamiseksi on puolestaan ​​käytettävissä 64 kodonia. Jos poistamme kolme lopetuskodonia, meillä on vielä 61 jäljellä koodata aminohappoja.

Metioniinia koodaa vain AUG-kodoni, joka on aloituskodoni, mutta myös tämä erityinen aminohappo viestin (geenin) muihin osiin.

Tämä johtaa meihin siihen, että loput 60 kodonia koodaavat 19 aminohappoa. Monia aminohappoja koodaa yksi kodoni. On kuitenkin muita aminohappoja, joita koodaa useampi kuin yksi kodoni. Tätä kodonin ja aminohapon välisen suhteen puuttumista kutsumme geneettisen koodin rappeutumiseksi.

soluelimiin

Lopuksi, geneettinen koodi on osittain universaali. Eukaryooteissa on muita organelleja (evoluutiosta peräisin bakteereista), joissa varmennetaan erilainen translaatio kuin se, joka varmennetaan sytoplasmassa.

Nämä organelit, joilla on oma genomi (ja translaatio), ovat kloroplasteja ja mitokondrioita. Klooroplastien, mitokondrioiden, eukaryoottisten ytimien ja bakteeri-nukleoidien geneettiset koodit eivät ole tarkalleen identtisiä.

Kussakin ryhmässä se on kuitenkin universaali. Esimerkiksi kasvisgeeni, joka kloonataan ja transloidaan eläinsolussa, tuottaa peptidin, jolla on sama lineaarinen aminohapposekvenssi, joka sillä olisi ollut, jos se olisi transloitu alkuperäkasveessa.

Viitteet

1. Alberts, B. Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6 ^th Edition). WW Norton & Company, New York, NY, Yhdysvallat.
2. Brooker, RJ (2017). Genetiikka: Analyysi ja periaatteet. McGraw-Hillin korkeakoulutus, New York, NY, Yhdysvallat.
3. Goodenough, UW (1984), Genetiikka. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, Yhdysvallat.
4. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Johdatus Geneettinen analyysi (11 ^th ed.). New York: WH Freeman, New York, NY, Yhdysvallat.
5. Koonin, EV, Novozhilov, AS (2017) Universaalisen geneettisen koodin alkuperä ja kehitys. Vuosikatsaus genetiikkaan, 7; 51: 45-62.
6. Manickam, N., Joshi, K., Bhatt, MJ, Farabaugh, PJ (2016) tRNA: n modifikaation vaikutukset translaation tarkkuuteen riippuvat luontaisesta kodonin antikodonin lujuudesta. Nucleic Acids Research, 44: 1871-81.