โคดอนคืออะไร? คุณสมบัติและฟังก์ชั่น

ในโลกของรหัสพันธุกรรม ถ้าให้คุณค่ากับคุณภาพอย่างหนึ่ง สิ่งนั้นก็คือสิ่งที่เป็นนามธรรม เพื่อให้เข้าใจกระบวนการที่เกิดขึ้นในระดับมิลลิเมตริกในแต่ละเซลล์ของเราราวกับว่ามันเป็นห่วงโซ่การทำงานที่สมบูรณ์แบบ จำเป็นต้องมีจินตนาการ และเหนือสิ่งอื่นใดคือความรู้

นั่นเป็นเหตุผลที่เป็นเรื่องปกติที่ผู้อ่านทั่วไปจะรู้สึกหวาดกลัวเมื่อต้องรับมือกับปัญหาบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับ พันธุศาสตร์: “DNA”, “RNA”, “polymerase”, “metagenomics” และคำศัพท์อื่น ๆ อีกมากมายที่ดูเหมือนจะหลีกเลี่ยงความรู้ ทั่วไป. ไม่มีอะไรเพิ่มเติมจากความเป็นจริง

เช่นเดียวกับทุกสิ่งในชีวิตนี้ วิทยาศาสตร์ของกระบวนการเข้ารหัสโดยพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตสามารถอธิบายได้อย่างเรียบง่ายและง่ายดาย ในพื้นที่นี้คุณจะพบ คำอธิบายโดยสรุปเกี่ยวกับโคดอนคืออะไรและหากไม่มีความสามัคคีในการทำงานนี้ ชีวิตอย่างที่เราทราบกันดีว่ามันจะเป็นไปไม่ได้

• บทความที่เกี่ยวข้อง: "ความแตกต่างระหว่าง DNA และ RNA"

Codon: แฝดสามของชีวิต

รหัสคือ ลำดับของนิวคลีโอไทด์สามตัวที่อยู่ใน messenger RNA. เป็นที่ชัดเจนว่าเพื่อที่จะเข้าใจการทำงานของหน่วยย่อยที่พิเศษมากนี้ เราต้องเข้าใจคำศัพท์ที่อยู่ในคำจำกัดความทั่วไปของมันเสียก่อน

เกี่ยวกับ ARN และองค์กร

ตัวย่อสำหรับ RNA สอดคล้องกับคำว่า "กรดไรโบนิวคลีอิก" เป็นสายโซ่โพลีเมอร์ที่ประกอบด้วยโมโนเมอร์หลายชุด ในกรณีนี้คือนิวคลีโอไทด์ นิวคลีโอไทด์แต่ละชนิดประกอบด้วยส่วนประกอบที่แตกต่างกันสามส่วน:

• โมโนแซ็กคาไรด์ที่มีคาร์บอนห้าตัว (เพนโตส)
• กลุ่มฟอสเฟต
• เบสไนโตรเจน ซึ่งสามารถเป็นอะดีนีน (A) ไซโทซีน (C) กวานีน (G) และยูราซิล (U)

RNA แตกต่างจาก DNA เหนือสิ่งอื่นใด ตรงที่สิ่งหลังมีฐานไทมีนที่เป็นไนโตรเจน (T) แทนที่จะเป็นยูราซิล (U) โดยทั่วไป นิวคลีโอไทด์จะถูกตั้งชื่อตามฐานไนโตรเจนที่พวกมันมีอยู่

เมื่อเราแยกออกแล้วว่านิวคลีโอไทด์คืออะไร ซึ่งเป็นคำแรกที่ขัดแย้งกันในคำจำกัดความของ codon ก็ถึงเวลาที่เราจะชี้แจงว่า messenger RNA คืออะไรกันแน่ ในการทำเช่นนี้เราต้องไปที่ ประเภทของ RNA. เหล่านี้มีดังต่อไปนี้:

• Messenger RNA (mRNA): DNA มีข้อมูลสำหรับการสังเคราะห์โปรตีน mRNA มีหน้าที่ในการแปลและส่งไปยังไรโบโซม
• Transfer RNA (tRNA): นำกรดอะมิโนเฉพาะไปยังตำแหน่งการเจริญเติบโตของโปรตีน
• Ribosomal RNA (rRNA): รวมตัวกับโปรตีนหลายชนิดเพื่อสร้างไรโบโซม ซึ่งเป็นตำแหน่งที่สังเคราะห์โปรตีนที่จำเป็นสำหรับเซลล์

ดังที่เราได้เห็น RNA แต่ละชนิดมีบทบาทสำคัญในการสังเคราะห์โปรตีน: คนหนึ่งแปลและส่งข้อมูล DNA อีกคนหนึ่งประกอบ "บล็อก" ไปยัง ไรโบโซมที่สังเคราะห์โปรตีนและอีกส่วนหนึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ "เครื่องจักร" ที่สังเคราะห์ขึ้นเอง เดียวกัน. ดูเหมือนเหลือเชื่อที่โมเลกุลที่ดูเรียบง่ายเช่นนี้สามารถทำงานที่ซับซ้อนเช่นนี้ได้ จริงไหม?

มี RNA ประเภทอื่นๆ เช่น RNA แทรกสอด, MICRO RNAs, RNA ที่ไม่มีการเข้ารหัสแบบยาว...เป็นต้น เราจะอธิบายอีกครั้ง เนื่องจากกรดไรโบนิวคลีอิกเชิงซ้อนเหล่านี้อยู่ไกลจากคำที่ต้องปฏิบัติ

เมื่อคุณเข้าใจประเภทหลักของ RNA แล้ว ก็ถึงเวลาค้นหาว่าทำไมคำว่า codon จึงมีความสำคัญ

ความสำคัญของรหัสพันธุกรรม

รหัสพันธุกรรมเป็นคำที่ตอบสนองต่อการ ชุดคำสั่งที่บอกเซลล์ถึงวิธีการสร้างโปรตีนเฉพาะ. นั่นคือตัวอักษรที่เราเคยเห็นมาก่อน ทั้ง DNA และ RNA ใน DNA รหัสสำหรับแต่ละยีนจะรวมตัวอักษรสี่ตัว (A, G, C และ T) เข้าด้วยกันเพื่อสร้าง สร้าง "คำ" ตัวอักษรสามตัวที่ระบุกรดอะมิโนแต่ละตัวที่ประกอบกันเป็น โปรตีน.

"คำ" เหล่านี้ที่เข้ารหัสใน DNA ถูกคัดลอกโดยกระบวนการที่เรียกว่าการถอดความ ซึ่งส่วน (ยีน) ของ DNA ทำให้เกิด RNA ของผู้ส่งสารตามที่อธิบายไว้ข้างต้น RNA นี้เคลื่อนที่ได้ ดังนั้นจึงสามารถออกจากนิวเคลียสของเซลล์ซึ่งพบข้อมูลได้ พันธุศาสตร์และส่งคำสั่งสำหรับการสังเคราะห์โปรตีนนั้นไปยังไรโบโซม (อยู่ใน ไซโตพลาสซึม).

แต่ละ "คำสามตัวอักษร" ของ DNA ที่แปลและบรรจุอยู่ใน mRNA นั้นเป็นรหัสที่เกี่ยวข้องกับเราในปัจจุบัน ดังที่คุณอาจเดาได้แล้ว เราจึงกล่าวได้ว่า แฝดสามของนิวคลีโอไทด์เหล่านี้เป็นหน่วยการทำงานพื้นฐานที่สุดของรหัสพันธุกรรม.

มีรหัสที่แตกต่างกัน 64 รหัสสำหรับสิ่งมีชีวิตทั้งหมด โดยที่ 61 รหัสสำหรับกรดอะมิโน สำหรับสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่มีกรดอะมิโน 20 ชนิดที่แตกต่างกันและควรสังเกตว่าแต่ละรหัส (ไม่ใช่ในทุกกรณี แต่เกือบทั้งหมด) จะถูกเข้ารหัสด้วยรหัสที่แตกต่างกัน 2, 3, 4 หรือ 6 รหัส ดังนั้น เมื่อใช้คณิตศาสตร์พื้นฐาน กรดอะมิโนที่สร้างจากโคดอน 6 ตัวจะถูกเข้ารหัสโดยนิวคลีโอไทด์ที่แปลแล้ว 18 ตัว (จำไว้ว่าแต่ละโคดอนประกอบด้วยไรโบนิวคลีโอไทด์สามตัว)

• คุณอาจสนใจ: "การแปล DNA: มันคืออะไรและระยะของมันคืออะไร"

บทบาทของ codon ในการแปล

เราได้พิสูจน์แล้วว่าการถอดความคือกระบวนการที่ข้อมูลจาก DNA ถูกแปลงเป็น mRNA ซึ่งจะนำคำสั่งสำหรับการสังเคราะห์โปรตีนไปยังไรโบโซมใช่ไหม codon มีบทบาทสำคัญยิ่งถ้าเป็นไปได้ในกระบวนการแปล

การแปลหมายถึงกระบวนการของ แปล (ให้อภัยความซ้ำซ้อน) โมเลกุล RNA ของผู้ส่งสารเป็นลำดับของกรดอะมิโนที่จะก่อให้เกิดโปรตีนเฉพาะ. ดังที่เราได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ ทรานสเฟอร์ อาร์เอ็นเอ (tRNA) มีหน้าที่ถ่ายโอนกรดอะมิโนไปยังบริเวณดังกล่าว การก่อสร้าง (ไรโบโซม) แต่ไม่เพียงเท่านั้น เนื่องจากมันยังมีหน้าที่ในการสั่งการพวกมันไปตามโมเลกุล RNA จัดส่งเคอรี่.

สำหรับมัน, tRNA มีลำดับของนิวคลีโอไทด์สามตัวที่ตรงกับโคดอน: แอนติโคดอน สิ่งนี้ทำให้กรดไรโบนิวคลีอิกสามารถจดจำลำดับของกรดอะมิโนในโปรตีนได้ ตามคำสั่งที่กำหนดโดยรหัสของ mRNA

โคดอนและการกลายพันธุ์

การกลายพันธุ์แบบจุดเกิดขึ้นเมื่อคู่เบสเดี่ยว (นิวคลีโอไทด์) ของรหัสพันธุกรรมมีการเปลี่ยนแปลง ในกรณีของโคดอน เป็นเรื่องปกติที่ตัวอักษรตัวที่สามจะแตกต่างกันสำหรับการสังเคราะห์กรดอะมิโนตัวเดียวกัน.

ตัวอย่างเช่น ลิวซีนตอบสนองต่อโคดอน CUU, CUC, CUA ดังนั้นการกลายพันธุ์ในตัวอักษรตัวที่สามจึงถือว่าไม่มีเสียง เนื่องจากกรดอะมิโนตัวเดียวกันถูกสังเคราะห์ขึ้นและโปรตีนสามารถรวมตัวกันได้โดยไม่มีปัญหา ในทางกลับกัน การกลายพันธุ์ในตัวอักษรตัวแรกและตัวที่สองอาจเป็นอันตรายได้ เนื่องจากพวกมันมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้น ก่อให้เกิดกรดอะมิโนที่แตกต่างจากที่ต้องการ จึงทำลายห่วงโซ่การประกอบดังนั้น ขยายความ.

นอกเหนือจากพันธุกรรม

ดังที่เราได้เห็นแล้ว การรวมตัวกันของนิวคลีโอไทด์สามตัวที่เรียกว่าโคดอนเป็นหนึ่งในหน่วยการทำงานพื้นฐานของรหัสพันธุกรรมของแต่ละบุคคล แม้ว่าข้อมูลทางพันธุกรรมจะไม่เปลี่ยนแปลงตลอดชีวิตของสิ่งมีชีวิต แต่การแสดงออกของยีนสามารถ. Epigenetics มีหน้าที่รับผิดชอบในการสำรวจกลไกเหล่านี้

ยีนต่างๆ สามารถถูกทำให้เงียบใน DNA ของสิ่งมีชีวิต ส่งผลให้ขัดขวางกระบวนการถอดรหัสและการแปลโปรตีนบางชนิดในระดับเซลล์ หากข้อมูลทางพันธุกรรมไม่ได้ถูกคัดลอกไปยัง mRNA โคดอนแต่ละตัวจะไม่เกิดขึ้น ดังนั้นจึงไม่สามารถแปลเป็นกรดอะมิโนได้ และโปรตีนที่เป็นปัญหาจะไม่ถูกรวมเข้าด้วยกัน

ข้อสรุป

ในบรรทัดเหล่านี้เราได้พยายามสื่อว่า codon คือ รูปแบบของการจัดระเบียบข้อมูลทางพันธุกรรมที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์โปรตีนในระดับเซลล์ในสิ่งมีชีวิต. โปรตีนเหล่านี้ประกอบกันเป็นเซลล์ ดังนั้นจึงเป็นเนื้อเยื่อด้วย ซึ่งทำให้เกิดการก่อตัวของสิ่งมีชีวิตที่เป็นปัญหา

ดังนั้นเราจึงไม่พูดเกินจริงเมื่อกล่าวว่าหากไม่มีนิวคลีโอไทด์แฝดสามนี้ ชีวิตอย่างที่เรารู้ในทุกวันนี้จะเป็นไปไม่ได้

การอ้างอิงบรรณานุกรม:

• คริก, เอฟ. ชม. ค. (1966). การจับคู่โคดอน-แอนติโคดอน: สมมติฐานการส่าย
• เบ็นเน็ตต์เซน, เจ. แอล, & ฮอลล์, บี. ง. (1982). การคัดเลือกโคดอนในยีสต์ วารสารเคมีชีวภาพ, 257(6), 3026-3031.
• ดีเตอร์, ม. อ., & อาเรียส, ค. ฉ. (2004). การรบกวน RNA: ระบบป้องกันดั้งเดิม วิทยาศาสตร์, 55, 25-36.
• นีสซา, เจ. I., & Guerrero, C. (2004). จากรหัสพันธุกรรมถึงรหัส epigenetic: กลยุทธ์การรักษาใหม่ วารสารคณะแพทยศาสตร์, 52(4), 287-303.