Генетски код

Од Википедија — слободната енциклопедија
Прејди на: содржини, барај
Низа од кодони во дел од информативна РНК (иРНК) молекула. Секој кодон се состои од три нуклеотиди, кои обично претставуваат една аминокиселина. Нуклеотидите се означуваат со буквите A, U, G и C. На сликата е претставена иРНК, кај која се среќава U (урацил). Во ДНК наместо урацил има Т (тимин). Оваа молекула на иРНК според овој прикажан код ќе го води рибозомот во синтезата на белковини.

Генетскиот код или шифра претставува група на правила со кои информацијата закодирана во генетскиот материјал (ДНК или иРНК низи) се транслира во белковинии (низи од аминокиселини) од страна на живите клетки. Тој е универзален, присутен е во клетките на сите видови живи организми, па дури и кај вирусите.

Кодот одредува како низите од три (тројки) нуклеотиди, означени како кодони, специфицираат која аминокиселина ќе биде додадена следна за време на синтезата на белковини, со други зборови кодонот го одредува нивниот редослед. Со одредени исклучоци,[1] тринуклеотиден кодон во низа од нуклеинска киселина специфицира една аминокиселина. Поради тоа што повеќето гени се закодирани со точно истиот код (види ја табелата на кодони на РНК), овој особен код често се нарекува каноничен или стандарден генетскки код (шифра), или едноставно генетски код, иако, всушност, еволуирале некои варијантни кодови. На пример, синтезата на белковини во човечките митохондрии е во врска со генетски код кој се разликува од стандардниот.

Не сета генетскка информација е зачувана во генетскиот код. ДНК на сите организми содржи регулаторни низи, меѓугенски сегменти, хромозомски структурни области и друга некодирачка ДНК која може значително да допринесе за особините на фенотипот. Овие елементи дејствуваат под раководството на група правила кои се разликуваат од парадигмата кодон-до-аминокиселина која го опишува дејството на генетскиот код.

Важни карактеристики[уреди]

Рамка за читање на низи[уреди]

Кодонот се дефинира од иницијалниот нуклеотид со кој започнала транслацијата. На пример, ланецот GGGAAACCC, доколку се чита од првата позиција, ги содржи кодоните GGG, AAA и CCC; а ако се чита од втората позиција, тогаш ги содржи кодоните GGA и AAC; но доколку се чита почнувајќи од третата позиција - GAA и ACC. Според ова, секоја низа може да се чита во три читачки рамки, од кои секоја ќе даде различна аминокиселинска низа (во дадениот пример: Gly-Lys-Pro, Gly-Asn, или Glu-Thr, соодветно). Кај двојнонишковата ДНК постојат шест можни читачки рамки, три во насока напред на едната нишка и три обратно на спротивната нишка. Рамката со која една белковинска низа се транслира се дефинира од стартен кодон, и тоа најчесто првиот AUG кодон во иРНК-низата.

Старт и стоп кодони[уреди]

Транслацијата започнува со кодон кој иницира создавање на ланец (старт-кодон). За разлика од стоп-кодоните, самиот кодон не е доволен за да започне процесот. Блиските низи (каква што е Шајн-Далгарновата кај E. coli) и факторите на иницијација се исто така потребни за почеток на транслацијата. Најчестиот старт-кодон е AUG, кој се чита како метионин, или, кај бактериите, како формилметионин. Други старт-кодони (во зависност од организмот) се "GUG" или "UUG"; овие кодони нормално ги претставуваат аминокиселините валин и леуцин, соодветно, но, како старт-кодон, тие се транслираат како метионин или формилметионин.

Трите стоп-кодони се наречени: UAG е килибар (amber), UGA е опал (понекогаш и умбер), а UAA е окер (ochre). „Килибар“ е именуван од истражувачите Ричард Епштајн и Чарлс Штајнберг според нивниот пријател Харис Бернштајн, чие презиме значи „килибар“ на германски. Другите два стоп-кодони се именувани според боите. Стоп-кодоните се исто така наречени „терминациски“ или „бесмислени“ кодони. Тие сигнализираат ослободување на создадениот полипептид од рибозомот, бидејќи не постои сродствена тРНК која има антикодони комплементарни на овие стоп сигнали, па така за рибозомите се врзува рилизинг-фактор.

Табели за кодоните[уреди]

неполарна поларна базна кисела (стоп кодон)
64 кодони и соодветните аминокиселини кодирани од овие кодони
  2ра база
U C A G
1ва база U UUU (Phe/F) Фенилаланин UCU (Ser/S) Серин UAU (Tyr/Y) Тирозин UGU (Cys/C) Цистеин
UUC (Phe/F) Фенилаланин UCC (Ser/S) Серин UAC (Tyr/Y) Тирозин UGC (Cys/C) Цистеин
UUA (Leu/L) Леуцин UCA (Ser/S) Серин UAA Stop (Ochre) UGA Stop (Opal)
UUG (Leu/L) Леуцин UCG (Ser/S) Серин UAG Stop (Amber) UGG (Trp/W) Триптофан    
C CUU (Leu/L) Леуцин CCU (Pro/P) Пролин CAU (His/H) Хистидин CGU (Arg/R) Аргинин
CUC (Leu/L) Леуцин CCC (Pro/P) Пролин CAC (His/H) Хистидин CGC (Arg/R) Аргинин
CUA (Leu/L) Леуцин CCA (Pro/P) Пролин CAA (Gln/Q) Глутамин CGA (Arg/R) Аргинин
CUG (Leu/L) Леуцин CCG (Pro/P) Пролин CAG (Gln/Q) Глутамин CGG (Arg/R) Аргинин
A AUU (Ile/I) Изолеуцин ACU (Thr/T) Треонин         AAU (Asn/N) Аспарагин AGU (Ser/S) Серин
AUC (Ile/I) Изолеуцин ACC (Thr/T) Треонин AAC (Asn/N) Аспарагин AGC (Ser/S) Серин
AUA (Ile/I) Изолеуцин ACA (Thr/T) Треонин AAA (Lys/K) Лизин AGA (Arg/R) Arginine
AUG (Met/M) Метионин ACG (Thr/T) Треонин AAG (Lys/K) Лизин AGG (Arg/R) Аргинин
G GUU (Val/V) Валин GCU (Ala/A) Аланин GAU (Asp/D) Аспарагинска киселина GGU (Gly/G) Глицин
GUC (Val/V) Валин GCC (Ala/A) Аланин GAC (Asp/D) Аспарагинска киселина GGC (Gly/G) Глицин
GUA (Val/V) Валин GCA (Ala/A) Аланин GAA (Glu/E) Глутаминска киселина GGA (Gly/G) Глицин
GUG (Val/V) Валин GCG (Ala/A) Аланин GAG (Glu/E) Глутаминска киселина GGG (Gly/G) Глицин
Аминокиселините и можните комбинации на кодони кои одговараат на нив
Ala/A GCU, GCC, GCA, GCG Leu/L UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG
Arg/R CGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG Lys/K AAA, AAG
Asn/N AAU, AAC Met/M AUG
Asp/D GAU, GAC Phe/F UUU, UUC
Cys/C UGU, UGC Pro/P CCU, CCC, CCA, CCG
Gln/Q CAA, CAG Ser/S UCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC
Glu/E GAA, GAG Thr/T ACU, ACC, ACA, ACG
Gly/G GGU, GGC, GGA, GGG Trp/W UGG
His/H CAU, CAC Tyr/Y UAU, UAC
Ile/I AUU, AUC, AUA Val/V GUU, GUC, GUA, GUG
START AUG STOP UAA, UGA, UAG

Наводи[уреди]

  1. Turanov AA, Lobanov AV, Fomenko DE, Morrison HG, Sogin ML, Klobutcher LA, Hatfield DL, Gladyshev VN (January 2009). „Genetic code supports targeted insertion of two amino acids by one codon“. „Science“ 323 (5911): 259–61. doi:10.1126/science.1164748. PMID 19131629.