Wat is een codon? (Genetics)

een codon is elk van de 64 mogelijke combinaties van drie nucleotiden, gebaseerd op de vier die de nucleïnezuren vormen. Dat wil zeggen, blokken van drie "letters" of tripletten worden geconstrueerd uit combinaties van de vier nucleotiden.

Dit zijn de deoxyribonucleotiden met de stikstofhoudende basen adenine, guanine, thymine en cytosine in het DNA. In RNA zijn het ribonucleotiden met de stikstofhoudende basen adenine, guanine, uracil en cytosine.

Het codonconcept is alleen van toepassing op genen die coderen voor eiwitten. Het bericht gecodeerd in het DNA zal worden gelezen in blokken van drie letters zodra de informatie van uw messenger is verwerkt. Het codon is, kort gezegd, de basiseenheid voor het coderen van de genen die worden vertaald.

index

• 1 Codons en aminozuren
• 2 Bericht, boodschappers en vertaling
  • 2.1 Genetisch bericht
• 3 Codons en anticodones
• 4 De degeneratie van de genetische code
  • 4.1 Organellen
• 5 Referenties

Codons en aminozuren

Als voor elke positie in woorden van drie letters we vier mogelijkheden hebben, geeft het product 4 X 4 X 4 ons 64 mogelijke combinaties. Elk van deze codons komt overeen met een bepaald aminozuur - behalve drie die functioneren als end-of-reading-codons.

De conversie van een bericht gecodeerd met stikstofhoudende basen in een nucleïnezuur naar een bericht met aminozuren in een peptide wordt translatie genoemd. Het molecuul dat de boodschap van het DNA naar de vertaalsite mobiliseert, wordt messenger-RNA genoemd.

Een triplet van een boodschapper-RNA is een codon waarvan de vertaling op de ribosomen zal worden uitgevoerd. De kleine adaptormoleculen die de taal van nucleotiden veranderen in de aminozuren in de ribosomen zijn de transfer-RNA's.

Boodschap, boodschappers en vertaling

Een bericht dat codeert voor eiwitten bestaat uit een lineaire reeks nucleotiden die een veelvoud van drie is. Het bericht wordt gedragen door een RNA dat we messenger (mRNA) noemen.

In cellulaire organismen ontstaan ​​alle mRNA's door transcriptie van het gen dat is gecodeerd in hun respectieve DNA. Dat wil zeggen, de genen die coderen voor eiwitten worden in DNA in de taal van het DNA geschreven.

Dit betekent echter niet dat in het DNA deze regel van drie strikt wordt gehandhaafd. Wanneer het wordt getranscribeerd uit DNA, wordt het bericht nu in RNA-taal geschreven.

Het mRNA bestaat uit een molecuul met de boodschap van het gen, aan beide zijden geflankeerd door niet-coderende gebieden. Bepaalde post-transcriptionele modificaties, zoals splitsing, maken het bijvoorbeeld mogelijk een bericht te genereren dat voldoet aan de regel van drie. Als in het DNA deze regel van drie niet leek te zijn vervuld, herstelt de verbinding hem.

Het mRNA wordt getransporteerd naar de plaats waar de ribosomen verblijven, en hier stuurt de boodschapper de vertaling van het bericht naar de taal van eiwitten.

In het eenvoudigste geval heeft het eiwit (of peptide) een aminozuurnummer dat gelijk is aan een derde van de letters van het bericht zonder drie. Dat wil zeggen, gelijk aan het aantal codons van de boodschapper minus één van voltooiing.

Genetische boodschap

Een genetische boodschap van een gen dat codeert voor eiwitten begint meestal met een codon dat wordt vertaald als het aminozuur methionine (codon AUG, in RNA).

Ze gaan vervolgens door met een karakteristiek aantal codons in een specifieke lineaire lengte en sequentie, en eindigen in een stopcodon. Het stopcodon kan een van de codons opaal (UGA), amber (UAG) of oker (UAA) zijn.

Deze hebben geen equivalent in aminozuurtaal en daarom ook geen overeenkomstig overdrachts-RNA. In sommige organismen maakt het UGA-codon echter de opname van het gemodificeerde aminozuur selenocysteïne mogelijk. In andere staat het UAG-codon de incorporatie van het aminozuur pyrrolysine toe.

Messenger-RNA-complexen met ribosomen en de initiatie van translatie maakt de opname van een initiële methionine mogelijk. Als het proces succesvol is, zal het eiwit rekken (verlengen), aangezien elk tRNA het overeenkomstige aminozuur doneert, geleid door de boodschapper.

Bij het bereiken van het stopcodon wordt de incorporatie van aminozuren gestopt, de translatie wordt beëindigd en het gesynthetiseerde peptide wordt vrijgegeven.

Codons en anticodones

Hoewel het een vereenvoudiging is van een veel complexer proces, ondersteunt de codon-anticodon-interactie de hypothese van vertaling door complementariteit.

Volgens dit zal voor elk codon in een boodschapper de interactie met een bepaald tRNA worden gedicteerd door de complementariteit met de bases van het anticodon..

Het anticodon is de sequentie van drie nucleotiden (triplet) aanwezig in de cirkelvormige basis van een typerend tRNA. Elk specifiek tRNA kan worden geladen met een bepaald aminozuur, dat altijd hetzelfde zal zijn.

Aldus herkennen van een anticodon de boodschapper vertelt het ribosoom moet het aminozuur dat het tRNA waarvoor draagt ​​aanvaarden complementair is aan dat fragment.

Het tRNA werkt dan als een adapter die het mogelijk maakt dat de vertaling die wordt uitgevoerd door het ribosoom wordt geverifieerd. Deze adapter, in drie letters codon leesstappen, maakt de lineaire opname van aminozuren mogelijk, ten slotte het vertaalde bericht.

De degeneratie van de genetische code

Codoncorrespondentie: aminozuur is in de biologie bekend als de genetische code. Deze code omvat ook de drie codons voor het beëindigen van de vertaling.

Er zijn 20 essentiële aminozuren; maar er zijn op hun beurt 64 codons beschikbaar voor reconversie. Als we de drie terminatiecodons elimineren, hebben we nog steeds 61 om de aminozuren te coderen.

Methionine wordt alleen gecodeerd door het codon AUG- dat het startcodon is, maar ook van dit specifieke aminozuur in een ander deel van het bericht (gen).

Dit leidt tot 19 aminozuren die worden gecodeerd door de resterende 60 codons. Veel aminozuren worden gecodeerd door een enkel codon. Er zijn echter andere aminozuren die worden gecodeerd door meer dan één codon. Dit gebrek aan relatie tussen codon en aminozuur is wat we de degeneratie van de genetische code noemen.

organellen

Ten slotte is de genetische code gedeeltelijk universeel. In eukaryoten zijn er andere organellen (evolutionair afgeleid van bacteriën) waar een andere vertaling wordt geverifieerd dan die welke is geverifieerd in het cytoplasma.

Deze organellen met hun eigen genoom (en translatie) zijn chloroplasten en mitochondriën. De genetische codes van chloroplasten, mitochondriën, kernen van eukaryoten en nucleoïden van bacteriën zijn niet precies identiek.

Binnen elke groep is het echter universeel. Bijvoorbeeld, een plantengen dat wordt gekloond en vertaald in een dierlijke cel zal aanleiding geven tot een peptide met dezelfde lineaire sequentie van aminozuren die zou zijn vertaald in de plant van oorsprong.

referenties

1. Alberts, B., Johnson, A.D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6^th Edition). W.W. Norton & Company, New York, NY, VS..
2. Brooker, R. J. (2017). Genetica: analyse en principes. McGraw-Hill Higher Education, New York, NY, VS..
3. Goodenough, U. W. (1984) Genetics. W.B. Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, VS..
4. Griffiths, A.J.F., Wessler, R., Carroll, S.B., Doebley, J. (2015). Een inleiding tot genetische analyse (11^th red.). New York: W.H. Freeman, New York, NY, VS..
5. Koonin, E.V., Novozhilov, A.S. (2017) Oorsprong en evolutie van de universele genetische code. Jaaroverzicht van de genetica, 7; 51: 45-62.
6. Manickam, N., Joshi, K., Bhatt, M.J., Farabaugh, P.J. (2016) Effecten van tRNA modificatie op translationeel nauwkeurigheid afhankelijk intrinsieke codon-anticodon sterkte. Nucleic Acids Research, 44: 1871-81.