Τι είναι ένα κωδικόνιο; Χαρακτηριστικά και λειτουργίες

Στον κόσμο του γενετικού κώδικα, αν μια ιδιότητα εκτιμάται είναι η αφαίρεση. Για να κατανοήσουμε τις διεργασίες που λαμβάνουν χώρα με χιλιομετρικό τρόπο σε κάθε μας κύτταρο σαν να ήταν μια τέλεια αλυσίδα εργασίας, χρειάζεται φαντασία και πάνω από όλα γνώση.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο είναι σύνηθες ο μέσος αναγνώστης να νιώθει φόβο όταν ασχολείται με ορισμένα ζητήματα σε σχέση με το γενετική: «DNA», «RNA», «πολυμεράση», «μεταγονιδιωματική» και πολλοί άλλοι όροι φαίνεται να ξεφεύγουν από τη γνώση γενικός. Τίποτα δεν απέχει περισσότερο από την πραγματικότητα.

Όπως όλα σε αυτή τη ζωή, η επιστήμη των διεργασιών που κωδικοποιούνται από τη γενετική των οργανισμών μπορεί να εξηγηθεί απλά και εύκολα. Σε αυτό το χώρο θα βρείτε μια συνοπτική εξήγηση για το τι είναι ένα κωδικόνιο, και πώς χωρίς αυτή τη λειτουργική ενότητα, η ζωή όπως ξέρουμε δεν θα ήταν δυνατή.

• Σχετικό άρθρο: "Διαφορές μεταξύ DNA και RNA"

Κωδόνιο: η τριπλέτα της ζωής

Ένα κωδικόνιο είναι μια αλληλουχία τριών νουκλεοτιδίων που βρίσκεται στο αγγελιοφόρο RNA

. Είναι σαφές ότι για να κατανοήσουμε τη λειτουργία αυτής της πολύ ειδικής υπομονάδας, πρέπει πρώτα να κατανοήσουμε τους όρους που περιέχονται στον πιο γενικό ορισμό της.

Σχετικά με το ARN και την οργάνωσή του

Το αρκτικόλεξο του RNA αντιστοιχεί στον όρο «ριβονουκλεϊκό οξύ». Είναι μια πολυμερής αλυσίδα που αποτελείται από μια σειρά μονομερών, στην περίπτωση αυτή, νουκλεοτίδια. Κάθε νουκλεοτίδιο αποτελείται από τρία διαφορετικά συστατικά.:

• Ένας μονοσακχαρίτης πέντε άνθρακα (πεντόζη).
• μια φωσφορική ομάδα.
• Μια αζωτούχα βάση, η οποία μπορεί να είναι αδενίνη (Α), κυτοσίνη (C), γουανίνη (G) και ουρακίλη (U).

Το RNA διαφέρει από το DNA, μεταξύ πολλών άλλων, στο ότι το τελευταίο έχει την αζωτούχα βάση θυμίνη (Τ) αντί για ουρακίλη (U). Γενικά, τα νουκλεοτίδια ονομάζονται σύμφωνα με την αζωτούχα βάση που φέρουν.

Μόλις ανατέμνουμε τι είναι ένα νουκλεοτίδιο, ο πρώτος αντικρουόμενος όρος στον ορισμό του κωδικονίου, είναι καιρός να διευκρινίσουμε τι ακριβώς είναι το αγγελιοφόρο RNA. Για να γίνει αυτό, πρέπει πρώτα να πάμε στο τους τύπους RNA. Αυτά είναι τα εξής:

• Αγγελιοφόρος RNA (mRNA): Το DNA περιέχει τις πληροφορίες για τη σύνθεση πρωτεϊνών. Το mRNA είναι υπεύθυνο για τη μετάφραση του και τη μεταφορά του στα ριβοσώματα.
• Μεταφορά RNA (tRNA): Μεταφέρει συγκεκριμένα αμινοξέα στη θέση ανάπτυξης της πρωτεΐνης.
• Ριβοσωμικό RNA (rRNA): συνδυάζεται με διάφορες πρωτεΐνες για να σχηματιστούν ριβοσώματα, μέρη όπου συντίθενται οι πρωτεΐνες που είναι απαραίτητες για το κύτταρο.

Οπως ειδαμε, Κάθε τύπος RNA παίζει ουσιαστικό ρόλο στη σύνθεση πρωτεϊνών: ένας μεταφράζει και μεταφέρει τις πληροφορίες DNA, ένας άλλος μεταφέρει τα "μπλοκ" της συναρμολόγησης στο ριβοσώματα όπου συντίθενται πρωτεΐνες και ένα άλλο είναι μέρος της ίδιας της «μηχανής» σύνθεσης ίδιο. Φαίνεται απίστευτο ότι ένα τόσο φαινομενικά απλό μόριο μπορεί να κάνει τόσο περίπλοκες δουλειές, σωστά;

Υπάρχουν και άλλοι τύποι RNA, όπως RNA παρεμβολής, MICRO RNA, μακρά μη κωδικοποιητικά RNA... κ.λπ. Θα τα εξηγήσουμε άλλη φορά, αφού αυτά τα πολύπλοκα ριβονουκλεϊκά οξέα απέχουν πολύ από τον όρο που πρέπει να αντιμετωπιστεί.

Τώρα που καταλαβαίνετε όλους τους κύριους τύπους RNA, ήρθε η ώρα να καταλάβετε γιατί ο όρος κωδικόνιο είναι τόσο σημαντικός.

Η σημασία του γενετικού κώδικα

Ο γενετικός κώδικας είναι ένας όρος που ανταποκρίνεται στο σύνολο οδηγιών που λένε στο κύτταρο πώς να φτιάξει μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη. Δηλαδή τα γράμματα που έχουμε ξαναδεί, τόσο DNA όσο και RNA. Στο DNA, ο κώδικας για κάθε γονίδιο συνδυάζει τα τέσσερα γράμματα (A, G, C και T) με διαφορετικούς τρόπους για να δημιουργήσει σχηματίστε «λέξεις» τριών γραμμάτων που προσδιορίζουν καθένα από τα αμινοξέα που αποτελούν το α πρωτεΐνη.

Αυτές οι «λέξεις» που κωδικοποιούνται στο DNA μεταγράφονται με μια διαδικασία που ονομάζεται μεταγραφή, με την οποία ένα τμήμα (γονίδιο) του DNA δημιουργεί το αγγελιοφόρο RNA που εξηγήθηκε παραπάνω. Αυτό το RNA είναι κινητό, επομένως, μπορεί να φύγει από τον πυρήνα του κυττάρου όπου βρίσκονται οι πληροφορίες. γενετική και μεταφορά των οδηγιών για τη σύνθεση αυτής της πρωτεΐνης στα ριβοσώματα (που βρίσκονται στο κυτόπλασμα).

Κάθε μία από τις «λέξεις τριών γραμμάτων» του DNA που μεταφράζεται και περιέχεται στο mRNA είναι, όπως ίσως έχετε ήδη μαντέψει, το κωδικόνιο που μας απασχολεί σήμερα. Μπορούμε λοιπόν να το πούμε αυτό καθεμία από αυτές τις τριπλέτες νουκλεοτιδίων είναι η πιο βασική λειτουργική μονάδα του γενετικού κώδικα.

Υπάρχουν 64 διαφορετικά κωδικόνια κοινά σε όλα τα έμβια όντα, εκ των οποίων τα 61 κωδικοποιούν τα αμινοξέα. Για τα περισσότερα ζωντανά όντα υπάρχουν 20 διαφορετικά αμινοξέα., και πρέπει να σημειωθεί ότι καθένα από αυτά (όχι σε όλες τις περιπτώσεις αλλά σχεδόν σε όλες) κωδικοποιείται από 2, 3, 4 ή 6 διαφορετικά κωδικόνια. Επομένως, και εφαρμόζοντας βασικά μαθηματικά, ένα αμινοξύ που αποτελείται από 6 κωδικόνια θα κωδικοποιείται από 18 μεταφρασμένα νουκλεοτίδια (θυμηθείτε ότι κάθε κωδικόνιο αποτελείται από τρία ριβονουκλεοτίδια).

• Μπορεί να σας ενδιαφέρει: "Μετάφραση DNA: τι είναι και ποιες είναι οι φάσεις της"

Ο ρόλος του κωδικονίου στη μετάφραση

Έχουμε αποδείξει ότι η μεταγραφή είναι η διαδικασία με την οποία οι πληροφορίες από το DNA μεταγράφονται σε ένα mRNA που θα μεταφέρει τις οδηγίες για τη σύνθεση πρωτεϊνών στα ριβοσώματα, σωστά; Λοιπόν, το κωδικόνιο παίζει ρόλο, ακόμη πιο σημαντικό αν είναι δυνατόν, στη διαδικασία μετάφρασης.

Η μετάφραση ορίζεται ως η διαδικασία του μεταφράστε (συγχωρέστε τον πλεονασμό) ένα μόριο αγγελιαφόρου RNA σε μια αλληλουχία αμινοξέων που θα δημιουργήσει μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη. Όπως αναφέραμε προηγουμένως, το RNA μεταφοράς (tRNA) είναι υπεύθυνο για τη μεταφορά των αμινοξέων στην περιοχή κατασκευή (το ριβόσωμα), αλλά όχι μόνο αυτό, καθώς είναι επίσης υπεύθυνο για τη σειρά τους κατά μήκος του μορίου RNA ταχυμεταφορέας παράδοσης.

Γι 'αυτό, Το tRNA έχει μια αλληλουχία τριών νουκλεοτιδίων που ταιριάζουν με αυτά του κωδικονίου: το αντικωδικόνιο. Αυτό επιτρέπει σε αυτό το ριβονουκλεϊκό οξύ να αναγνωρίζει τη σειρά των αμινοξέων στην πρωτεΐνη, με βάση τις οδηγίες που δίνονται από τα κωδικόνια του mRNA.

κωδικόνια και μεταλλάξεις

Μια σημειακή μετάλλαξη συμβαίνει όταν ένα μοναδικό ζεύγος βάσεων (νουκλεοτίδιο) του γενετικού κώδικα μεταβάλλεται. Στην περίπτωση των κωδικονίων, είναι σύνηθες το τρίτο από τα γράμματα να διαφέρει για τη σύνθεση του ίδιου αμινοξέος.

Για παράδειγμα, η λευκίνη ανταποκρίνεται στα κωδικόνια CUU, CUC, CUA. Έτσι, οι μεταλλάξεις στο τρίτο γράμμα θεωρούνται σιωπηλές, αφού συντίθεται το ίδιο αμινοξύ και η πρωτεΐνη μπορεί να συναρμολογηθεί χωρίς προβλήματα. Από την άλλη πλευρά, οι μεταλλάξεις στο πρώτο και στο δεύτερο γράμμα μπορεί να είναι επιβλαβείς, καθώς τείνουν να το κάνουν δημιουργούν ένα διαφορετικό αμινοξύ από αυτό που αναζητούμε, σπάζοντας έτσι την αλυσίδα συναρμολόγησης επεξεργάζομαι.

Πέρα από τη γενετική

Όπως είδαμε, αυτή η σύνδεση τριών νουκλεοτιδίων γνωστών ως κωδικόνιο είναι μία από τις βασικές λειτουργικές μονάδες του γενετικού κώδικα του ατόμου. Αν και η ίδια η γενετική πληροφορία δεν αλλάζει καθ' όλη τη διάρκεια της ζωής του ζωντανού όντος, η έκφραση των γονιδίων μπορεί.. Η επιγενετική είναι υπεύθυνη για τη διερεύνηση αυτών των μηχανισμών.

Διάφορα γονίδια μπορούν να αποσιωπηθούν στο DNA των ζωντανών όντων, με αποτέλεσμα την αναστολή ορισμένων διαδικασιών μεταγραφής και μετάφρασης ορισμένων πρωτεϊνών σε κυτταρικό επίπεδο. Εάν η γενετική πληροφορία δεν μεταγραφεί στο mRNA, καθένα από τα κωδικόνια δεν θα εμφανιστεί, και επομένως, δεν θα μπορούν να μεταφραστούν σε αμινοξέα και η εν λόγω πρωτεΐνη δεν θα συναρμολογηθεί.

συμπεράσματα

Σε αυτές τις γραμμές προσπαθήσαμε να μεταφέρουμε ότι το κωδικόνιο είναι μια μορφή οργάνωσης της γενετικής πληροφορίας που είναι απαραίτητη για τη σύνθεση πρωτεϊνών σε κυτταρικό επίπεδο σε ζωντανά όντα. Αυτές οι πρωτεΐνες συνθέτουν τα κύτταρα, επομένως και τους ιστούς, γεγονός που επιτρέπει το σχηματισμό του εν λόγω ζωντανού όντος.

Επομένως, δεν υπερβάλλουμε όταν λέμε ότι χωρίς αυτήν την τριπλέτα νουκλεοτιδίων, η ζωή όπως τη γνωρίζουμε σήμερα δεν θα ήταν δυνατή.

Βιβλιογραφικές αναφορές:

• Κρικ, Φ. η. ντο. (1966). Σύζευξη κωδικονίου-αντικοδονίου: η υπόθεση της ταλάντωσης.
• Μπένετζεν, Τζ. L., & Hall, B. ρε. (1982). Επιλογή κωδικονίων στη μαγιά. Journal of Biological Chemistry, 257(6), 3026-3031.
• Διδάκτωρ, Μ. A., & Arias, C. ΦΑ. (2004). Παρεμβολή RNA: ένα πρωτόγονο αμυντικό σύστημα. Science, 55, 25-36.
• Neissa, J. I., & Guerrero, C. (2004). Από τον γενετικό κώδικα στον επιγενετικό κώδικα: Νέες θεραπευτικές στρατηγικές. Journal of the Faculty of Medicine, 52(4), 287-303.