Genetinio kodo supratimas

Genetinė informacija saugoma kaip ilgos, sudėtingos keturių skirtingų DNR bazių sekos: adenino (A), timino (T), guanino (G) ir citozino (C). Šių bazių trejetai genetinio mechanizmo interpretuojami kaip nurodymai pridėti tam tikrą aminorūgštį į baltymą.

Alfredas Pasieka/Science Photo Library/Getty Images Plus

Genetinis kodas yra nukleotidų bazių seka nukleino rūgštys ( DNR ir RNR ) tą kodą amino rūgštis grandinės baltymai . DNR susideda iš keturių nukleotidų bazių: adenino (A), guanino (G), citozino (C) ir timino (T). RNR yra nukleotidai adeninas, guaninas, citozinas ir uracilas (U). Kai trys ištisinės nukleotidų bazės koduoja aminorūgštį arba signalizuoja jos pradžią ar pabaigą baltymų sintezė , rinkinys žinomas kaip a kodonas . Šiuose trigubų rinkiniuose pateikiamos aminorūgščių gamybos instrukcijos. Amino rūgštys yra tarpusavyje sujungtos, kad susidarytų baltymai.

Genetinio kodo išskaidymas

Kodonų lentelė. Darryl Leja, NHGRI

Kodonai

RNR kodonai žymi specifines aminorūgštis. Bazių eiliškumas kodonų sekoje apibrėžia aminorūgštį, kuri turi būti gaminama. Bet kuris iš keturių RNR nukleotidų gali užimti vieną iš trijų galimų kodono pozicijų. Todėl yra 64 galimi kodonų deriniai. Nurodo šešiasdešimt vienas kodonas amino rūgštys ir trys (UAA, UAG, UGA) tarnauti kaip stabdymo signalai pažymėti baltymų sintezės pabaigą. Kodonas RUG aminorūgšties kodai metioninas ir tarnauja kaip a pradžios signalas vertimo pradžiai.

Keli kodonai taip pat gali nurodyti tą pačią aminorūgštį. Pavyzdžiui, kodonai UCU, UCC, UCA, UCG, AGU ir AGC nurodo aminorūgštį seriną. Aukščiau esančioje RNR kodonų lentelėje išvardyti kodonų deriniai ir jiems paskirtos aminorūgštys. Skaitant lentelę, jei uracilas (U) yra pirmoje kodono padėtyje, adeninas (A) yra antroje, o citozinas (C) trečioje, kodonas UAC nurodo aminorūgštį tiroziną.

Amino rūgštys

Visų 20 aminorūgščių santrumpos ir pavadinimai pateikiami žemiau.

Apačia: Alaninas Arg: Argininas Asn: Asparaginas Asp: Asparto rūgštis

Cys: Cisteinas Glu: Glutamo rūgštis Gln: Glutaminas Gly: Glicinas

Jo: Histidinas Su: Izoleucinas Leu: Leucinas Šviesa: Lizinas

Apie: Metioninas Phe: Fenilalaninas Pro: Prolinas Būti: Serinas

Thr: Treoninas Trp: Triptofanas Tyr: Tirozinas Val: Valinas

Baltymų gamyba

Pernešimo RNR yra būtinas vertimo komponentas, naujų baltymų biologinė sintezė pagal genetinį kodą. ttsz/iStock/Getty Images Plus

Baltymai gaminami vykstant procesams DNR transkripcija ir vertimas. Informacija DNR nėra tiesiogiai paverčiama baltymais, bet pirmiausia turi būti nukopijuota į RNR. DNR transkripcija yra baltymų sintezės procesas, apimantis genetinės informacijos perrašymą iš DNR į RNR. Tam tikri baltymai, vadinami transkripcijos faktoriais, išvynioja DNR grandinę ir leidžia fermentui RNR polimerazei transkribuoti tik vieną DNR grandinę į vienos grandinės RNR polimerą, vadinamą pasiuntinio RNR (mRNR). Kai RNR polimerazė transkribuoja DNR, guaninas susiporuoja su citozinu, o adeninas – su uracilu.

Kadangi transkripcija vyksta branduolys ląstelės mRNR molekulė turi kirsti branduolio membraną, kad pasiektų citoplazma . Patekusi į citoplazmą, mRNR kartu su ribosomos ir kita RNR molekulė, vadinama pernešti RNR , dirbkite kartu, kad transkribuotą pranešimą paverstų aminorūgščių grandinėmis. Transliacijos metu kiekvienas RNR kodonas yra nuskaitomas ir atitinkama aminorūgštis pridedama prie augančios polipeptidinės grandinės perdavimo RNR. MRNR molekulė ir toliau bus transliuojama, kol bus pasiektas termininis arba stop kodonas. Pasibaigus transkripcijai, aminorūgščių grandinė modifikuojama, kol ji tampa visiškai funkcionuojančiu baltymu.

Kaip mutacijos veikia kodonus

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

Trijų tipų taškinės mutacijos apima tyliąsias, nesąmones ir missense mutacijas. Jonsta247/ Wikimedia Commons /CC BY-SA 4.0

A genų mutacija yra DNR nukleotidų sekos pakitimas. Šis pokytis gali paveikti vieną nukleotidų porą arba didesnius a segmentus chromosomos . Keičiant nukleotidų sekas dažniausiai atsiranda neveikiančių baltymų. Taip yra todėl, kad nukleotidų sekų pokyčiai keičia kodonus. Jei kodonai pakeičiami, aminorūgštys, taigi ir baltymai, kurie yra sintetinami, nebus tie, kurie užkoduoti pradinėje genų sekoje.

Genų mutacijos paprastai gali būti suskirstytos į du tipus: taškinės mutacijos ir bazinių porų įterpimai arba ištrynimai. Taškinės mutacijos pakeisti vieną nukleotidą. Bazinės poros įterpimai arba trynimai rezultatas, kai nukleotidų bazės įterpiamos į pradinę genų seką arba iš jos pašalinamos. Genų mutacijos dažniausiai atsiranda dėl dviejų tipų įvykių. Pirma, aplinkos veiksniai, tokie kaip cheminės medžiagos, radiacija ir saulės ultravioletinė šviesa, gali sukelti mutacijas. Antra, mutacijas taip pat gali sukelti ląstelės dalijimosi metu padarytos klaidos ( mitozė ir mejozė ).

Pagrindiniai dalykai: genetinis kodas

• The genetinis kodas yra DNR ir RNR nukleotidų bazių seka, koduojanti specifinių aminorūgščių gamybą. Amino rūgštys yra tarpusavyje sujungtos, kad susidarytų baltymai.
• Kodas skaitomas tripletuose nukleotidų bazių rinkiniuose, vadinamuose kodonai , kurie žymi specifines aminorūgštis. Pavyzdžiui, kodonas UAC (uracilas, adeninas ir citozinas) nurodo aminorūgštį tiroziną.
• Kai kurie kodonai žymi RNR transkripcijos ir baltymų gamybos pradžios (AUG) ir sustabdymo (UAG) signalus.
• Genų mutacijos gali pakeisti kodonų sekas ir neigiamai paveikti baltymų sintezę.

Šaltiniai

• Griffiths, Anthony JF ir kt. „Genetinis kodas“. Įvadas į genetinę analizę. 7-asis leidimas. , JAV nacionalinė medicinos biblioteka, 1970 m. sausio 1 d., www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21950/.
• „Įvadas į genomiką“. NHGRI , www.genome.gov/About-Genomics/Introduction-to-Genomics.