Genetika kodo
Proteinoj plenumas multajn malsamajn biologiajn funkciojn. Ili estas lafundamentaj unuoj de tiel diversaj strukturoj kiel haroj, muskoloj kajenzimoj. Proteinoj nepras por preskaŭ ĉiuj korpaj funkcioj; cetere, ilihavas grandan specifecon. La sekreto de tia specifeco kuŝas en la manieroper kiu aminoacidoj kunligiĝas por formi specifan sinsekvon en polipeptido.
La sinsekvo de bazoj en la DNA-molekulo enhavas la genetikan informonnecesan por ordoni la sintezon de ĉiuj proteinoj. La genetika kodo(aŭ gena kodo) esprimas tiun sinsekvon.
Kodonoj
redaktiLa genetika kodo estas aro da 3-literaj "kodaj vortoj" (kodonoj) kiujspecifas la diversajn aminoacidojn de proteinoj.
La literoj de la genetika kodo respondas al la bazoj laŭlonge de lagrandega DNA-molekulo. La mamuta varieco de bazo-sinsekvoj en DNA provizaspreskaŭ senliman sistemon por la stokiĝo de informoj. Oni taksas keordinara homa ĉelo enhavas sufiĉajn informojn por plenigi 20.000plenformatajn librojn.
Ĉar nur 4 bazoj (ACGT, t.e.: Adenino, Citozino, Guanino, kaj Timino) ekzistas en DNA, ĉiuj vortoj de la genetika kodo devas esti esprimitaj per kombinoj de nur 4 literoj. Almenaŭ 20 "vortoj" estas bezonataj por esprimi unike ĉiun el la 20 aminoacidoj trovataj en proteinoj. Por havi 20 vortojn por la kodo, ĉiu aminoacido bezonus vorton enhavantan ne malpli ol 3 literojn. (Se la vortoj konsistus el unusola litero, nur 4 aminoacidoj povus esti unike esprimataj. La uzo de 2-literaj vortoj permesus 42, aŭ nur 16 unikajn vortojn. La uzo de 3-literaj vortoj permesus 43, aŭ 64 unikajn vortojn, kiuj estas pli ol sufiĉaj.) Suba tabelo donas la 3-literajn kodajn vortojn (kodonojn) por mRNA. Rememoru: en RNA, uracilo (U) anstataŭas la timinon (T) de DNA.
| Kodonoj por mRNA | |
|---|---|
| Aminoacido | Kodonoj |
| alanino | GCA, GCC, GCG, GCU |
| arginino | AGA, AGG, CGA, CGC, CGG, CGU |
| asparagino | AAC, AAU |
| asparta acido | GAC, GAU |
| cisteino | UGC, UGU |
| fenilalanino | UUC, UUU |
| glicino | GGA, GGC, GGG, GGU |
| glutama acido | GAA, GAG |
| glutamino | CAA, CAG |
| histidino | CAC, CAU |
| izoleŭcino | AUA, AUC, AUU |
| leŭcino | CUA, CUC, CUG, CUU, UUA, UUG |
| lizino | AAA, AAG |
| metionino | AUG |
| prolino | CCA, CCC, CCG, CCU |
| serino | UCA, UCC, UCG, UCU, AGC, AGU |
| tirozino | UAC, UAU |
| treonino | ACA, ACC, ACG, ACU |
| triptofano | UGG |
| valino | GUA, GUC, GUG, GUU |
Oni deĉifris la genetikan kodon per aldono de artaj mRNAoj al ĉelajekstraktoj, kaj la posta determinado de la strukturo de iu ajn novesintezita proteino. En klasika eksperimento de tia tipo, raportita en1961, usona biokemiisto M. Nirenberg uzis la artefaritan mesaĝanpoliuridilan acidon, kiu entenas la ripetan bazosinsekvon UUU. Li izolisla nove formitan proteinon kaj identigis ĝin kiel polifenilalaninon. Tioimplicis ke la mRNA-kodono por fenilalanino estas UUU.
Pluraj interesaj faktoj pri la genetika kodo estis el trovitaj.
Koda degenereco (ambigueco)
redaktiLa plejparton de la aminoacidoj reprezentas pli ol unu kodono, kondiĉo konata kiel koda "degenereco".
Ĉi tiu termino ne necese implicas ĥaoson aŭ konfuzon, ĉar ankaŭ videblasen la listo pri kodonoj por RNA, ke neniu kodono reprezentas pli ol unu aminoacidon.
Ankaŭ la genetika kodo estas nesurkuniĝa, kio signifas ke la bazoj denajbaraj kodonoj de RNA ne funkcias en ambaŭ kodonoj. Tiel, bazosinsekvode GCAAUG, kiu reprezentas alaninon (GCA) kaj metioninon (AUG), ne povasankaŭ reprezenti glutaminon (CAA) aŭ asparaginon (AAU). Interese, lagenetika kodo estas sen-koma; tio estas, neniu interpunkcia signalo estasdeviga por indiki la finon de unu kodono kaj la komencon de la sekvantakodono en la sinsekvo.
Oni nun scias ke en kojlobacilo (E. coli) kaj eble en ĉiuj specioj de lavivo, sintezo de proteino komenciĝas per la kodono AUG. Uzata tiamanierepor startigi polipeptidan ĉenon, AUG esprimas N-formilmetioninon, kiu iĝasla N-finloka aminoacido de la rezultanta proteino.
La N-formila grupo blokas la amino-grupon de la metionino tiel ke lakresko de la ĉeno povas partoprenigi nur la karboksilon, kaj tial povasokazi en ununura direkto. Enzima disfendo deprenas la tutanN-formilmetioninon disde la finpreta proteino.
Sensignifa kodono
redaktiTri el la 64 genetikaj kod-vortoj (UAG, UAA, UGA) ne reprezentas iun ajnsciatan aminoacidon; tial oni nomis ilin sensignifaj kodonoj.
Nun oni scias ke ili estas halt-signaloj, kiuj haltigas la sintezon deproteinoj kaj tiel ĉesigas la kreskon de proteinaj ĉenoj.
La kodonoj estas idente samaj en homoj, kojlobaciloj, kobajoj kaj tabak-plantoj. Ege probablas, ke la aminoacidaj kodonoj estas la samaj por ĉiuj vivantaj specioj.La sekva listo estas resumo de la ĝeneralaj trajtoj de la genetika kodo.
| Ĝeneralaj trajtoj de la genetika kodo | ||
|---|---|---|
| Trajto | Ekzemplo | Klarigo |
| Kodonoj estas tri-literaj vortoj | GCA | = alanino |
| La kodo estas degenera | GCA, GCC, GCG, GCU | ĉiuj esprimas alaninon |
| La kodo estas nesurkuniĝa, kaj bezonas neniun interpunkcion | GCACUA | alanino, leŭcino, sed ne treonino (ACU) |
| Starto de ĉeno estas kodita | AUG | N-formilmetionino kiam uzata kiel unua kodono de sinsekvo |
| Finiĝo de ĉeno estas kodita | UAA, UAG kaj UGA | sensignifaj kodonoj |
| La kodo estas universala | GCA | alanino, eble en ĉiuj organismoj |
