Razumevanje genetske kode

Genetske informacije so shranjene kot dolga, kompleksna zaporedja štirih različnih baz v DNK: adenin (A), timin (T), gvanin (G) in citozin (C). Trojčke teh baz si genetski stroj razlaga kot navodila za dodajanje določene aminokisline beljakovini.

Alfred Pasieka/Science Photo Library/Getty Images Plus

Genetska koda je zaporedje nukleotidnih baz v nukleinska kislina ( DNK in RNA ) to kodo za aminokislina verige v beljakovine . DNK sestavljajo štiri nukleotidne baze: adenin (A), gvanin (G), citozin (C) in timin (T). RNA vsebuje nukleotide adenin, gvanin, citozin in uracil (U). Ko tri neprekinjene nukleotidne baze kodirajo aminokislino ali signalizirajo začetek ali konec sinteza beljakovin , niz je znan kot a kodon . Ti kompleti trojčkov zagotavljajo navodila za proizvodnjo aminokislin. Aminokisline so med seboj povezane in tvorijo beljakovine.

Seciranje genetske kode

Tabela kodonov. Darryl Leja, NHGRI

Kodoni

Kodoni RNA označujejo specifične aminokisline. Vrstni red baz v zaporedju kodona določa aminokislino, ki naj se proizvede. Kateri koli od štirih nukleotidov v RNA lahko zasede enega od treh možnih položajev kodona. Zato obstaja 64 možnih kombinacij kodonov. Enainšestdeset kodonov določa amino kisline in tri (UAA, UAG, UGA) služijo kot stop signali za označevanje konca sinteze beljakovin. Kodon AVG kode za aminokislino metionin in služi kot a startni signal za začetek prevajanja.

Več kodonov lahko tudi določa isto aminokislino. Na primer, kodoni UCU, UCC, UCA, UCG, AGU in AGC vsi določajo aminokislino serin. Zgornja tabela kodonov RNA navaja kombinacije kodonov in njihove označene aminokisline. Če beremo tabelo, če je uracil (U) na prvem mestu kodona, adenin (A) na drugem in citozin (C) na tretjem, kodon UAC določa aminokislino tirozin.

Amino kisline

Spodaj so navedene okrajšave in imena vseh 20 aminokislin.

Spodaj: Alanin Arg: Arginin Asn: Asparagin Asp: Asparaginska kislina

Cys: cistein Glu: Glutaminska kislina Gln: Glutamin Gly: Glicin

Njegovo: Histidin z: Izolevcin Leu: levcin Svetloba: Lizin

od: metionin Phe: Fenilalanin Pro: Prolin Bodi: Serin

Čet: treonin Trp: Triptofan Tyr: Tirozin Val: valin

Proizvodnja beljakovin

Prenosne RNA so nujna sestavina prevajanja, biološke sinteze novih proteinov v skladu z genetskim kodom. ttsz/iStock/Getty Images Plus

Beljakovine nastajajo s procesi transkripcija DNK in prevod. Informacije v DNK se ne pretvorijo neposredno v beljakovine, ampak jih je treba najprej kopirati v RNK. Transkripcija DNK je proces v sintezi beljakovin, ki vključuje prepisovanje genetskih informacij iz DNK v RNK. Določeni proteini, imenovani transkripcijski faktorji, odvijejo verigo DNK in omogočijo encimu RNK polimeraza, da prepiše samo eno verigo DNK v enoverižni polimer RNK, imenovan messenger RNA (mRNA). Ko RNA polimeraza prepisuje DNK, se gvanin združi s citozinom in adenin z uracilom.

Ker se transkripcija pojavi v jedro celice mora molekula mRNA prečkati jedrsko membrano, da doseže citoplazma . Ko je enkrat v citoplazmi, mRNA skupaj z ribosomi in druga molekula RNA imenovana prenosna RNA , sodelujejo pri prevajanju prepisanega sporočila v verige aminokislin. Med prevajanjem se prebere vsak kodon RNA in s prenosno RNA se v rastočo polipeptidno verigo doda ustrezna aminokislina. Molekula mRNA se bo še naprej prevajala, dokler ne bo dosežen terminacijski ali stop kodon. Ko se transkripcija konča, se veriga aminokislin spremeni, preden postane popolnoma delujoč protein.

Kako mutacije vplivajo na kodone

Wikimedia Commons /CC BY-SA 4.0 ' id='mntl-sc-block-image_2-0-17' />

Tri vrste točkovnih mutacij vključujejo tihe, nesmiselne in napačne mutacije. Jonsta247/ Wikimedia Commons /CC BY-SA 4.0

A genska mutacija je sprememba zaporedja nukleotidov v DNK. Ta sprememba lahko vpliva na en sam nukleotidni par ali večje segmente a kromosomi . Spreminjanje nukleotidnih sekvenc najpogosteje povzroči nedelujoče beljakovine. To je zato, ker spremembe v nukleotidnih zaporedjih spremenijo kodone. Če se kodoni spremenijo, aminokisline in s tem proteini, ki se sintetizirajo, ne bodo tisti, ki so kodirani v prvotnem genskem zaporedju.

Genske mutacije lahko na splošno razvrstimo v dve vrsti: točkovne mutacije in vstavke ali delecije baznih parov. Točkovne mutacije spremenijo en sam nukleotid. Vstavljanje ali brisanje baznih parov rezultat, ko se nukleotidne baze vstavijo ali izbrišejo iz prvotnega genskega zaporedja. Genske mutacije so najpogosteje posledica dveh vrst pojavov. Prvič, okoljski dejavniki, kot so kemikalije, sevanje in ultravijolična svetloba sonca, lahko povzročijo mutacije. Drugič, mutacije lahko povzročijo tudi napake med delitvijo celice ( mitoza in mejoza ).

Ključni zaključki: genetska koda

• The genetski kod je zaporedje nukleotidnih baz v DNA in RNA, ki kodirajo proizvodnjo specifičnih aminokislin. Aminokisline so med seboj povezane in tvorijo beljakovine.
• Koda se bere v tripletnih nizih nukleotidnih baz, imenovanih kodoni , ki označujejo specifične aminokisline. Na primer, kodon UAC (uracil, adenin in citozin) določa aminokislino tirozin.
• Nekateri kodoni predstavljajo začetne (AUG) in končne (UAG) signale za transkripcijo RNK in proizvodnjo beljakovin.
• Genske mutacije lahko spremenijo sekvence kodonov in negativno vplivajo na sintezo beljakovin.

Viri

• Griffiths, Anthony JF, et al. 'Genetska koda.' Uvod v genetsko analizo. 7. izdaja. , Ameriška nacionalna medicinska knjižnica, 1. januar 1970, www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21950/.
• 'Uvod v genomiko.' NHGRI , www.genome.gov/About-Genomics/Introduction-to-Genomics.