Czy kodon DNA czy RNA: 7 faktów, które powinieneś wiedzieć!

Termin kodon jest używany w odniesieniu do trypletu mRNA. Tryplet to termin używany do opisania grupy trzech zasad nukleotydowych na DNA. Porozmawiajmy o tych dwóch.

Trzy nukleotydy tworzą „kodon“, który oznacza jeden aminokwas w łańcuchu polipeptydowym. Z drugiej strony, pojedynczy aminokwas jest określony przez „kod tripletowy”, który składa się z trzech nukleotydów.

Poniżej omówimy szczegółowo kilka ważnych faktów dotyczących trojaczków i kodonów. Dowiemy się również o pojęciu „kod genetyczny”, tworzeniu kodonów, kilku przykładach kodonów, jak je odczytywać lub identyfikować i tak dalej.

Co to jest kodowanie genetyczne?

Kod genetyczny definiuje się jako połączenie pomiędzy sekwencją zasad DNA, czyli A, C, G i T obecną w genie a pasującą sekwencją białka ją kodującą. Porozmawiajmy.

Kod genetyczny to kombinacja reguł, których używają żywe komórki do przekazywania informacji zakodowanych w materiałach genetycznych, takich jak DNA, sekwencje RNA trójek nukleotydów lub kodony w białkach. Wszystkie gatunki mają duże podobieństwo genetyczne, co przedstawiono w tabeli 64 pozycji.

Po zsynchronizowaniu genu w RNA, cztery zasady RNA reprezentują trójki, czyli tymina zostaje zastąpiona uracylem. Cząsteczki DNA i RNA to dwa języki zapisane w formie nukleotydów. Kodony odgrywają ważną rolę, dzięki której te dwa języki mogą być tłumaczone na siebie.

Jak powstają kodony?

Kodon odnosi się do sekwencji 3 zasad nukleotydowych obecnych w niciach DNA i RNA, która jest składnikiem kodu genetycznego. Omówmy, jak powstają kodony. 

Kodony są bardzo podobne do pojedynczych aminokwasów. Poniższe sposoby pokazują tworzenie kodonów:

  • Tworzenie kodonów lub system kodowania genetycznego wynika z odmiennego ułożenia 4 zasad wewnątrz DNA lub RNA.
  • Zgodnie z tym systemem kodon składa się z 3 zasad lub liter.
  • W sumie istnieją 64 różne kombinacje kodonów DNA lub RNA.
  • Kodon tripletowy jest tworzony przez połączenie trzech nukleotydów z czterema zasadami azotowymi, które kodują tylko jeden aminokwas.
  • Dlatego możliwa liczba utworzonych aminokwasów to 4 x 4 x 4 = 64, podczas gdy naturalnie istnieje tylko 20 aminokwasów.
Kodony DNA i RNA – źródło obrazu: Wikipedia

Czy kodony mogą mieć zarówno DNA, jak i RNA?

Kodon definiuje się jako sekwencję DNA lub RNA zawierającą trinukleotyd, który łączy się z określonym aminokwasem. Omówmy, czy kodony mogą mieć zarówno DNA, jak i RNA.

Każdy kodon to zestaw trzech zasad lub liter, które składają się zarówno z DNA, jak i RNA. Razem tworzą instrukcje dla DNA lub RNA. Ponieważ DNA i RNA składają się w nich tylko z czterech nukleotydów, prawdopodobnie będzie 64 kodonów.

Tabela aminokwasów.svg
Tabele kodonów DNA i RNA – źródło obrazu: Wikipedia

Spośród 64 kodonów 61 kodów dotyczy aminokwasów, które reprezentują cegiełki budulcowe białka. DNA zawiera cztery zasady nukleotydowe: adeninę (A), guaninę (G), cytozynę (C) i tyminę (T). Natomiast RNA składa się z nukleotydów, takich jak adenina, guanina, cytozyna i uracyl (U).

Przykład kodonu

Z całkowitej liczby 64 kodony, istnieje 61 kodonów reprezentujących aminokwasy, a pozostałe trzy są reprezentowane jako sygnały stop. Zobaczmy trochę przykłady kodonów.

Niezależnie od jakiegokolwiek organizmu, kody są takie same dla każdego stworzenia. Czasami ze względu na możliwość kodowania tego samego aminokwasu przez więcej niż jeden kodon, mówi się, że kod genetyczny jest wadliwy lub zbędny, na przykład:

  • CGU koduje argininę zarówno u zwierząt, jak i u bakterii, ale istnieją wyjątki.
  • CGU oznacza argininę w przypadku zwierząt, a także bakterii, ale czasami mogą istnieć wyjątki.
  • Kodon AUG koduje lub oznacza metioninę, która działa jako kodon inicjatora lub kodon start białka. Jest obecny przy pojawieniu się każdego mRNA.
  • Aminokwas o nazwie glutamina jest oznaczony kodonem CAG.
  • TAA jest oznaczany jako kodon stop.

Jak czytać kodony DNA?

Kodony mające trzy zasady lub litery znajdujące się w kodzie genetycznym można sekwencjonować na trzy różne sposoby. Te sposoby są znane jako Ramki do czytania. Nauczmy się je czytać.

Zgodnie z kodem genetycznym za pomocą ramek odczytu wszystkie geny i sekwencje DNA można odczytać na trzy (bo są trzy litery) różne sposoby. Te podstawy lub litery to pierwsza litera, druga litera i trzecia litera:

  • Ze względu na różne właściwości aminokwasów, każda ramka utworzy określoną sekwencję różnych aminokwasów.
  • Jeśli weźmiemy przykład genu CGAGCCTCC, w pierwszej ramce lub pozycji składa się on z kodonów CGA, GCC, TCC.
  • Jeśli odczyt pochodzi z drugiej ramki lub pozycji, składa się on z kodonów GAG i CCT.
  • Teraz trzecia ramka lub pozycja zawiera kodony AGC i CTC.
  • W przypadku drugiej i trzeciej ramki odczytu zawierają one tylko dwa pełne kodony, ponieważ kod jest przetwarzany jako kodony trójek dla każdej ramki.
  • Spośród wszystkich ramek, które można odczytać, jest tylko jedna poprawna ramka, która tworzy sekwencję białka. Pozostałe dwie ramki są niewłaściwymi.
  • Normalnie w komórkach aktualna lub prawidłowa ramka, w której sekwencja białka ulega translacji jest oznaczona przez Start kodony i kończą się na Stop kodony.
Kodontable1
Trzy litery lub zasady (pierwsza, druga i trzecia) tabeli kodonów sekwencjonowania 20 aminokwasów – Źródło obrazu: Wikipedia

Jak zakodować DNA do mRNA?

Proces translacji zachodzi, gdy następują instrukcje dekodowania w celu wytworzenia białek. Omówmy, jak DNA jest kodowane do mRNA.

Ekspresja genu odnosi się do produkcji odpowiadającego mu białka. Jest to proces dwuetapowy, który obejmuje transkrypcję i translację. Proces przebiega w dwóch ważnych krokach:

  • W początkowym etapie instrukcja w DNA jest przekazywana cząsteczce informacyjnego RNA (mRNA) w procesie znanym jako transkrypcja.
  • Podczas transkrypcji DNA w genie działa jako matryca do komplementarnego parowania zasad.
  • Polimeraza RNA II jest rodzajem enzymu, który pomaga w katalizacji cząsteczki pre-RNA, która przekształca się w dojrzałe mRNA.
  • Utworzony mRNA jest duplikatem genu, który jest jednoniciowy. Ma to być następnie przetłumaczone na cząsteczkę białka.
  • W drugim ważnym etapie ekspresji genów, czyli podczas procesu tłumaczenie, mRNA jest „odczytywany”, jak określa kod genetyczny, który łączy lub łączy sekwencję DNA z sekwencją łańcuchów aminokwasów w białkach.
  • Spośród wszystkich 64 kodonów są tylko 3 kodony, które nie biorą udziału w kodowaniu żadnego aminokwasu i tym samym kończą procedurę translacji.
2560px Kod genetyczny.svg
Kod genetyczny (transkrypcja i tłumaczenie) - Źródło zdjęcia: Wikipedia

Do czego dołączone są kodony?

Pojedynczy kodon oznacza aminokwas, podczas gdy sekwencja kodonu dostarcza informacji o aminokwasach obecnych w białku. Zobaczmy, z jakimi kodonami są połączone.

Każdy kodon jest na ogół dołączony do konkretnego aminokwas. Niektóre określone aminokwasy są kodowane przez kodony trypletowe. Ogólnie rzecz biorąc, dla 20 aminokwasów występujących w przyrodzie istnieją 64 kodony trypletów, które je kodują.

kodon RNA 1
Seria kodonów w części cząsteczki informacyjnego RNA (mRNA) odpowiadająca pojedynczemu aminokwasowi – Image Credit: Wikipedia

Białko, które powinno powstać, jest wynikiem określonej sekwencji aminokwasów. Podczas procesu translacji aminokwasy łączą się, tworząc całkowitą liczbę białek.

Wnioski

Kodon koduje pojedynczo tylko pojedynczy aminokwas, liczne aminokwasy są w przybliżeniu wielokrotnością kodonów, ponieważ istnieją 64 możliwe do pomyślenia grupy zasad DNA.

Przeczytaj także: