ما هو الكودون؟ الخصائص والوظائف

في عالم الكود الجيني ، إذا تم تقييم صفة ما فهي التجريد. لفهم العمليات التي تحدث بطريقة ميليمترية في كل خلية من خلايانا كما لو كانت سلسلة كاملة من العمل ، هناك حاجة إلى الخيال ، وقبل كل شيء ، المعرفة.

هذا هو السبب في أنه من الشائع أن يشعر القارئ العادي بالخوف عند التعامل مع بعض القضايا المتعلقة بـ علم الوراثة: يبدو أن "DNA" و "RNA" و "polymerase" و "metagenomics" والعديد من المصطلحات الأخرى تهرب من المعرفة عام. لا شيء أبعد عن الواقع.

مثل كل شيء في هذه الحياة ، يمكن شرح علم العمليات المشفرة بواسطة علم الوراثة للكائنات الحية ببساطة وسهولة. في هذا الفضاء سوف تجد شرح موجز لماهية الكودون، وكيف بدون هذه الوحدة الوظيفية ، لن تكون الحياة كما نعرفها ممكنة.

• مقالات لها صلة: "الاختلافات بين DNA و RNA"

كودون: ثلاثية الحياة

الكودون هو سلسلة من ثلاثة نيوكليوتيدات موجودة في الرسول RNA. من الواضح أنه من أجل فهم أداء هذه الوحدة الفرعية الخاصة جدًا ، يجب أولاً أن نفهم المصطلحات الواردة في تعريفها الأكثر عمومية.

حول ARN وتنظيمها

يتوافق اختصار RNA مع مصطلح "الحمض النووي الريبي". إنها سلسلة بوليمر تتكون من سلسلة من المونومرات ، في هذه الحالة ، نيوكليوتيدات. يتكون كل نوكليوتيد من ثلاثة مكونات مختلفة.:

• سكاريد أحادي خماسي الكربون (بنتوز).
• مجموعة الفوسفات.
• قاعدة نيتروجينية يمكن أن تكون الأدينين (أ) والسيتوزين (ج) والجوانين (G) واليوراسيل (يو).

يختلف الحمض النووي الريبي عن الحمض النووي ، من بين أشياء أخرى كثيرة ، في أن الأخير يحتوي على القاعدة النيتروجينية الثايمين (T) بدلاً من اليوراسيل (U). بشكل عام ، يتم تسمية النيوكليوتيدات وفقًا للقاعدة النيتروجينية التي تحملها.

بمجرد تشريح ماهية النيوكليوتيد ، وهو المصطلح الأول المتضارب في تعريف الكودون ، فقد حان الوقت لتوضيح ماهية الحمض النووي الريبي المرسال بالضبط. للقيام بذلك ، نحتاج أولاً إلى الذهاب إلى أنواع الحمض النووي الريبي. هذه هي:

• Messenger RNA (mRNA): يحتوي DNA على المعلومات الخاصة بتخليق البروتين. إن mRNA مسؤول عن ترجمته ونقله إلى الريبوسومات.
• نقل الحمض النووي الريبي (الحمض النووي الريبي): يحمل أحماض أمينية معينة إلى موقع نمو البروتين.
• Ribosomal RNA (rRNA): يتم دمجه مع بروتينات مختلفة لتشكيل الريبوسومات ، وهي الأماكن التي يتم فيها تصنيع البروتينات الضرورية للخلية.

كما رأينا، يلعب كل نوع من أنواع الحمض النووي الريبي دورًا أساسيًا في تخليق البروتين: واحد يترجم وينقل معلومات الحمض النووي ، وآخر يحمل التجميع "كتل" إلى الريبوسومات حيث يتم تخليق البروتينات والآخر جزء من "آلية" التخليق نفسها نفس. يبدو من غير المعقول أن مثل هذا الجزيء الذي يبدو بسيطًا يمكنه القيام بمثل هذه الوظائف المعقدة ، أليس كذلك؟

هناك أنواع أخرى من RNA ، مثل التداخل RNA و MICRO RNAs و RNAs الطويلة غير المشفرة... إلخ. سنشرحها مرة أخرى ، لأن هذه الأحماض الريبية المعقدة بعيدة كل البعد عن المصطلح الذي يجب معالجته.

الآن بعد أن فهمت جميع الأنواع الرئيسية من الحمض النووي الريبي ، حان الوقت لمعرفة سبب أهمية مصطلح الكودون.

أهمية الكود الجيني

الكود الجيني هو المصطلح الذي يستجيب لـ مجموعة من التعليمات التي تخبر الخلية بكيفية صنع بروتين معين. أي الحروف التي رأيناها من قبل ، كل من DNA و RNA. في الحمض النووي ، يجمع رمز كل جين بين الأحرف الأربعة (A و G و C و T) بطرق مختلفة لصنع شكل "كلمات" من ثلاثة أحرف تحدد كل من الأحماض الأمينية التي تتكون منها بروتين.

يتم نسخ هذه "الكلمات" المشفرة في الحمض النووي من خلال عملية تسمى النسخ ، والتي من خلالها يؤدي جزء (جين) من الحمض النووي إلى ظهور الحمض النووي الريبي المرسال الموضح أعلاه. هذا الحمض النووي الريبي متحرك ، لذلك يمكنه ترك نواة الخلية حيث توجد المعلومات. علم الوراثة ونقل التعليمات الخاصة بتوليف هذا البروتين إلى الريبوسومات (الموجودة في السيتوبلازم).

كل واحدة من "الكلمات المكونة من ثلاثة أحرف" للحمض النووي المترجمة والمحتوية في الرنا المرسال هي ، كما قد تكون خمنت بالفعل ، الكودون الذي يهمنا اليوم. لذلك يمكننا أن نقول ذلك كل من هذه النوكليوتيدات الثلاثية هي الوحدة الوظيفية الأساسية للشفرة الجينية.

هناك 64 كودونًا مختلفًا مشتركًا لجميع الكائنات الحية ، منها 61 رمزًا للأحماض الأمينية. بالنسبة لمعظم الكائنات الحية ، هناك 20 نوعًا من الأحماض الأمينية المختلفة.، وتجدر الإشارة إلى أن كل واحد منهم (ليس في جميع الحالات ولكن في جميع الحالات تقريبًا) يتم ترميزه بواسطة 2 أو 3 أو 4 أو 6 أكواد مختلفة. لذلك ، وتطبيق الرياضيات الأساسية ، سيتم ترميز الحمض الأميني المكون من 6 أكواد بواسطة 18 نيوكليوتيد مترجم (تذكر أن كل كودون يتكون من ثلاثة ريبونوكليوتيدات).

• قد تكون مهتمًا بـ: "ترجمة الحمض النووي: ما هي وما هي مراحلها"

دور الكودون في الترجمة

لقد أثبتنا أن النسخ هو العملية التي يتم من خلالها نسخ المعلومات من الحمض النووي إلى mRNA الذي سيحمل تعليمات تخليق البروتين إلى الريبوسومات ، أليس كذلك؟ حسنًا ، يلعب الكودون دورًا ، أكثر أهمية إن أمكن ، في عملية الترجمة.

يتم تعريف الترجمة على أنها عملية ترجمة (اغفر التكرار) جزيء RNA الرسول إلى سلسلة من الأحماض الأمينية التي ستؤدي إلى بروتين معين. كما ذكرنا سابقًا ، فإن نقل الحمض النووي الريبي (الحمض النووي الريبي) هو المسؤول عن نقل الأحماض الأمينية إلى المنطقة البناء (الريبوسوم) ، ولكن ليس هذا فقط ، لأنه مسؤول أيضًا عن ترتيبها على طول جزيء الحمض النووي الريبي تسليم البريد.

لذلك، يحتوي الحمض الريبي النووي النقال (tRNA) على سلسلة من ثلاثة نيوكليوتيدات تتطابق مع تلك الموجودة في الكودون: Anticodon. يسمح هذا للحمض النووي الريبي بالتعرف على ترتيب الأحماض الأمينية في البروتين ، بناءً على التعليمات التي تقدمها أكواد الرنا المرسال.

الكودونات والطفرات

تحدث الطفرة النقطية عندما يتم تغيير زوج أساسي واحد (نوكليوتيد) من الشفرة الجينية. في حالة الكودونات ، من المعتاد أن يختلف ثلث الحروف في تركيب نفس الحمض الأميني.

على سبيل المثال ، يستجيب لوسين للكودونات CUU و CUC و CUA. وبالتالي ، تعتبر الطفرات في الحرف الثالث صامتة ، حيث يتم تصنيع نفس الحمض الأميني ويمكن تجميع البروتين دون مشاكل. من ناحية أخرى ، يمكن أن تكون الطفرات في الحرفين الأول والثاني ضارة ، لأنها تميل إلى ذلك ينتج عنه حمض أميني مختلف عن الذي يسعى إليه ، وبالتالي كسر سلسلة التجميع يشرح.

ما وراء علم الوراثة

كما رأينا ، فإن هذه الرابطة المكونة من ثلاثة نيوكليوتيدات تُعرف باسم كودون هي إحدى الوحدات الوظيفية الأساسية للشفرة الجينية للفرد. على الرغم من أن المعلومات الجينية نفسها لا تتغير طوال حياة الكائن الحي ، فإن التعبير عن الجينات يمكن أن يحدث.. علم التخلق هو المسؤول عن استكشاف هذه الآليات.

يمكن إسكات جينات مختلفة في الحمض النووي للكائنات الحية ، مما يؤدي إلى تثبيط بعض عمليات النسخ والترجمة لبعض البروتينات على المستوى الخلوي. إذا لم يتم نسخ المعلومات الجينية في mRNA ، فلن يحدث كل من الكودونات ، وبالتالي ، لن تكون قادرة على ترجمتها إلى أحماض أمينية ولن يتم تجميع البروتين المعني.

الاستنتاجات

في هذه السطور حاولنا أن ننقل أن الكودون هو شكل من أشكال تنظيم المعلومات الجينية الضرورية لتخليق البروتين على المستوى الخلوي في الكائنات الحية. تشكل هذه البروتينات الخلايا ، وبالتالي الأنسجة أيضًا ، مما يسمح بتكوين الكائن الحي المعني.

لذلك ، لا نبالغ عندما نقول إنه بدون هذا النوكليوتيدات الثلاثي ، لن تكون الحياة كما نعرفها اليوم ممكنة.

المراجع الببليوجرافية:

• كريك ، ف. ح. ج. (1966). اقتران Codon-Anticodon: فرضية التذبذب.
• بينيتزن ، ج. L.، & Hall، B. د. (1982). اختيار الكودون في الخميرة. مجلة الكيمياء البيولوجية ، 257 (6) ، 3026-3031.
• ديكتور ، م. أ ، وأرياس ، سي. F. (2004). تدخل الحمض النووي الريبي: نظام دفاع بدائي. علم ، 55 ، 25-36.
• نيسا ، ج. I. ، و Guerrero ، C. (2004). من الشفرة الجينية إلى الشفرة اللاجينية: استراتيجيات علاجية جديدة. مجلة كلية الطب ، 52 (4) ، 287-303.