CE ESTE UN CODON? (GENETICĂ) - BIOLOGIE - 2025

Un codon este fiecare dintre cele 64 de combinații posibile de trei nucleotide, bazate pe cele patru care formează acizi nucleici. Adică, din combinații ale celor patru nucleotide, se construiesc blocuri de trei „litere” sau triplete.

Acestea sunt dezoxiribonucleotidele cu bazele azotate adenină, guanină, timină și citozină în ADN. În ARN, acestea sunt ribonucleotide cu bazele azotate adenină, guanină, uracil și citozină.

Conceptul de codon se aplică numai genelor care codifică proteinele. Mesajul codat ADN va fi citit în blocuri de trei litere odată ce informațiile de la mesagerul dvs. sunt procesate. Pe scurt, codonul este unitatea de bază de codificare a genelor care sunt traduse.

Codoni și aminoacizi

Dacă pentru fiecare poziție din cuvinte din trei litere avem patru posibilități, produsul 4 X 4 X 4 ne oferă 64 de combinații posibile. Fiecare dintre acești codoni corespunde unui anumit aminoacid - cu excepția a trei care funcționează ca codoni la sfârșitul lecturii.

Conversia unui mesaj codificat cu baze azotate într-un acid nucleic în unul cu aminoacizi într-o peptidă se numește traducere. Molecula care mobilizează mesajul de la ADN către site-ul de traducere se numește ARN mesager.

O triplă a unui ARN mesager este un codon a cărui traducere va avea loc în ribozomi. Micile molecule adaptatoare care schimbă limbajul nucleotidelor în aminoacizi din ribozomi sunt ARN-uri de transfer.

Mesaj, mesagerie și traducere

Un mesaj de codificare a proteinelor constă dintr-o serie liniară de nucleotide care este un multiplu de trei. Mesajul este purtat de un ARN pe care îl numim un mesager (ARNm).

În organismele celulare toate ARNm-urile apar prin transcrierea genei codificate în ADN-ul lor respectiv. Adică genele care codifică proteinele sunt scrise pe ADN în limbajul ADN-ului.

Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă că această regulă din trei este strict respectată în ADN. Fiind transcris de la ADN, mesajul este acum scris în limbajul ARN.

ARNm este format dintr-o moleculă cu mesajul genic, flancat de ambele părți de regiuni care nu codifică. Anumite modificări post-transcripționale, cum ar fi splicing, de exemplu, permit generarea unui mesaj care respectă regula celor trei. Dacă această regulă din trei nu părea a fi îndeplinită în ADN, splicing-ul o restabilește.

ARNm este transportat la locul unde rezid ribozomii, iar aici mesagerul direcționează traducerea mesajului în limbajul proteic.

În cel mai simplu caz, proteina (sau peptida) va avea un număr de aminoacizi egal cu o treime din literele mesajului fără trei dintre ele. Adică egală cu numărul codonilor de mesagerie minus unul dintre terminări.

Mesaj genetic

Un mesaj genetic de la o genă care codifică proteinele, în general, începe cu un codon care este tradus ca aminoacid metionină (codon AUG, în ARN).

Un număr caracteristic de codoni continuă apoi la o lungime și secvență liniară specifice și se termină la un codon oprit. Codonul oprit poate fi unul dintre codonii opal (UGA), chihlimbar (UAG) sau ocru (UAA).

Acestea nu au echivalent în limbajul aminoacizilor și, prin urmare, nu au ARN de transfer corespunzător. Cu toate acestea, în unele organisme, codonul UGA permite încorporarea selenocisteinei aminoacidului modificat. În altele, codonul UAG permite încorporarea aminoacidului pirolidină.

Complexele ARN de mesagerie cu ribozomi, iar inițierea traducerii permite încorporarea unei metionine inițiale. Dacă procesul are succes, proteina se va alungi (se prelungește), deoarece fiecare ARNt donează aminoacidul corespunzător ghidat de mesager.

La atingerea codonului de oprire, încorporarea aminoacizilor este oprită, traducerea este completă și peptida sintetizată.

Codoni și anticodoni

Deși este o simplificare a unui proces mult mai complex, interacțiunea codon-anticodon susține ipoteza traducerii prin complementaritate.

Conform acestui fapt, pentru fiecare codon dintr-un mesager, interacțiunea cu un anumit ARNt va fi dictată de complementaritatea cu bazele anticodului.

Anticodul este secvența a trei nucleotide (triplă) prezente în baza circulară a unui ARNt tipic. Fiecare ARNt specific poate fi încărcat cu un anumit aminoacid, care va fi întotdeauna același.

În acest fel, atunci când este recunoscut un anticodon, mesagerul îi spune ribozomului că trebuie să accepte aminoacidul care transportă ARNt pentru care este complementar în acel fragment.

Prin urmare, ARNt acționează ca un adaptor care permite verificarea traducerii efectuate de ribozom. Acest adaptor, în etapele de citire a codonului cu trei litere, permite încorporarea liniară a aminoacizilor care constituie în final mesajul tradus.

Degenerarea codului genetic

Codonul: corespondența aminoacidului este cunoscută în biologie sub numele de cod genetic. Acest cod include, de asemenea, cele trei coduri de oprire de traducere.

Există 20 de aminoacizi esențiali; dar, la rândul lor, sunt disponibile 64 de codoni pentru conversia lor. Dacă eliminăm cele trei codone de oprire, mai avem 61 de coduri pentru aminoacizi.

Metionina este codificată numai de codonul AUG, care este codonul de început, dar și de acest aminoacid particular în orice altă parte a mesajului (genei).

Acest lucru ne duce la 19 aminoacizi fiind codificați de restul de 60 de codoni. Mulți aminoacizi sunt codificați de un singur codon. Cu toate acestea, există alți aminoacizi care sunt codificați de mai mult de un codon. Această lipsă de relație între codon și aminoacid este ceea ce numim degenerarea codului genetic.

organite

În cele din urmă, codul genetic este parțial universal. În eucariote există și alte organele (derivate în mod evolutiv din bacterii) unde se verifică o traducere diferită de cea verificată în citoplasmă.

Aceste organele cu propriul genom (și traducere) sunt cloroplaste și mitocondrii. Codurile genetice ale cloroplastelor, mitocondriilor, nucleelor ​​eucariote și nucleozidelor bacteriene nu sunt exact identice.

Cu toate acestea, în cadrul fiecărui grup este universal. De exemplu, o genă vegetală care este clonată și tradusă într-o celulă animală va da naștere unei peptide cu aceeași secvență liniară de aminoacizi pe care ar fi avut-o dacă ar fi fost tradusă în planta de origine.

Referințe

1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell ( ediția ^a 6- ^a ). WW Norton & Company, New York, NY, SUA.
2. Brooker, RJ (2017). Genetică: analiză și principii. McGraw-Hill Higher Education, New York, NY, SUA.
3. Goodenough, UW (1984) Genetică. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, SUA.
4. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). O introducere în analiza genetică ( ediția ^a 11- ^a ). New York: WH Freeman, New York, NY, SUA.
5. Koonin, EV, Novozhilov, AS (2017) Originea și evoluția codului genetic universal. Revizuirea anuală a geneticii, 7; 51: 45-62.
6. Manickam, N., Joshi, K., Bhatt, MJ, Farabaugh, PJ (2016) Efectele modificării ARNt asupra exactității translaționale depind de puterea intrinsecă a codon-anticodonului. Cercetarea acizilor nucleici, 44: 1871-81.