De genetische code begrijpen

Genetische informatie wordt opgeslagen als lange, complexe sequenties van de vier verschillende basen in DNA: adenine (A), thymine (T), guanine (G) en cytosine (C). Drietallen van deze basen worden door de genetische machinerie geïnterpreteerd als instructies om een ​​bepaald aminozuur aan een eiwit toe te voegen.

Alfred Pasieka/Science Photo Library/Getty Images Plus

De genetische code is de volgorde van nucleotidebasen in nucleïnezuren ( DNA en RNA ) die code voor aminozuur kettingen in eiwitten . DNA bestaat uit de vier nucleotidebasen: adenine (A), guanine (G), cytosine (C) en thymine (T). RNA bevat de nucleotiden adenine, guanine, cytosine en uracil (U). Wanneer drie continue nucleotidebasen coderen voor een aminozuur of het begin of einde van eiwitsynthese , de set staat bekend als a codon . Deze tripletsets geven de instructies voor de aanmaak van aminozuren. Aminozuren zijn aan elkaar gekoppeld om eiwitten te vormen.

De genetische code ontleden

Codontabel. Darryl Leja, NHGRI

Codons

RNA-codons duiden specifieke aminozuren aan. De volgorde van de basen in de codonsequentie bepaalt het aminozuur dat moet worden geproduceerd. Elk van de vier nucleotiden in RNA kan een van de drie mogelijke codonposities innemen. Daarom zijn er 64 mogelijke codoncombinaties. Eenenzestig codons specificeren aminozuren en drie (UAA, UAG, UGA) dienen als stop signalen om het einde van de eiwitsynthese aan te duiden. het codon AUG codes voor het aminozuur methionine en dient als een startsignaal voor het begin van de vertaling.

Meerdere codons kunnen ook hetzelfde aminozuur specificeren. De codons UCU, UCC, UCA, UCG, AGU en AGC specificeren bijvoorbeeld allemaal het aminozuur serine. De bovenstaande RNA-codontabel somt codoncombinaties en hun aangewezen aminozuren op. Als u de tabel leest, als uracil (U) zich op de eerste codonpositie bevindt, adenine (A) in de tweede en cytosine (C) in de derde, specificeert het codon UAC het aminozuur tyrosine.

Aminozuren

De afkortingen en namen van alle 20 aminozuren staan ​​hieronder vermeld.

Onderkant: Alanine argument: Arginine asn: Asparagine Adder: Asparaginezuur

Cys: cysteïne lijm: Glutaminezuur Gln: glutamine Gly: Glycine

Zijn: histidine Met: isoleucine Leu: Leucine Licht: Lysine

Met: Methionine Phe: fenylalanine Pro: Proline Zijn: serine

Dhr: Threonine trp: Tryptofaan Tyr: Tyrosine Val: Valine

Eiwitproductie

Transfer-RNA is een noodzakelijk onderdeel van translatie, de biologische synthese van nieuwe eiwitten in overeenstemming met de genetische code. ttsz/iStock/Getty Images Plus

Eiwitten worden geproduceerd door de processen van DNA-transcriptie en vertaling. De informatie in DNA wordt niet direct omgezet in eiwitten, maar moet eerst worden gekopieerd naar RNA. DNA-transcriptie is het proces in de eiwitsynthese waarbij genetische informatie van DNA naar RNA wordt getranscribeerd. Bepaalde eiwitten die transcriptiefactoren worden genoemd, wikkelen de DNA-streng af en zorgen ervoor dat het enzym RNA-polymerase slechts een enkele DNA-streng kan transcriberen in een enkelstrengs RNA-polymeer dat boodschapper-RNA (mRNA) wordt genoemd. Wanneer RNA-polymerase het DNA transcribeert, paren guanine met cytosine en adenine-paren met uracil.

Omdat transcriptie plaatsvindt in de kern van een cel, moet het mRNA-molecuul het kernmembraan passeren om de te bereiken cytoplasma . Eenmaal in het cytoplasma, mRNA samen met ribosomen en een ander RNA-molecuul genaamd overdracht RNA , werken samen om de getranscribeerde boodschap te vertalen in ketens van aminozuren. Tijdens translatie wordt elk RNA-codon afgelezen en wordt het juiste aminozuur door transfer-RNA aan de groeiende polypeptideketen toegevoegd. Het mRNA-molecuul zal worden getranslateerd totdat een terminatie- of stopcodon is bereikt. Zodra de transcriptie is beëindigd, wordt de aminozuurketen gewijzigd voordat het een volledig functionerend eiwit wordt.

Hoe mutaties codons beïnvloeden

Wikimedia Commons /CC BY-SA 4.0 ' id='mntl-sc-block-image_2-0-17' />

Drie soorten puntmutaties zijn stille, nonsens- en missense-mutaties. Jonsta247/ Wikimedia Commons /CC BY-SA 4.0

EEN genmutatie is een verandering in de volgorde van nucleotiden in DNA. Deze verandering kan een enkel nucleotidepaar of grotere segmenten van a . beïnvloeden chromosomen . Het veranderen van nucleotidesequenties resulteert meestal in niet-functionerende eiwitten. Dit komt omdat veranderingen in de nucleotidesequenties de codons veranderen. Als de codons worden gewijzigd, zullen de aminozuren en dus de eiwitten die worden gesynthetiseerd niet degene zijn waarvoor in de oorspronkelijke gensequentie wordt gecodeerd.

Genmutaties kunnen in het algemeen worden onderverdeeld in twee typen: puntmutaties en inserties of deleties van basenparen. Puntmutaties een enkele nucleotide veranderen. Invoegingen of verwijderingen van basenparen resulteren wanneer nucleotidebasen worden ingevoegd in of verwijderd uit de oorspronkelijke gensequentie. Genmutaties zijn meestal het resultaat van twee soorten gebeurtenissen. Ten eerste kunnen omgevingsfactoren zoals chemicaliën, straling en ultraviolet licht van de zon mutaties veroorzaken. Ten tweede kunnen mutaties ook worden veroorzaakt door fouten die zijn gemaakt tijdens de celdeling ( mitose en meiosis ).

Belangrijkste afhaalrestaurants: genetische code

• De genetische code is een opeenvolging van nucleotidebasen in DNA en RNA die coderen voor de productie van specifieke aminozuren. Aminozuren zijn aan elkaar gekoppeld om eiwitten te vormen.
• De code wordt gelezen in triplet sets van nucleotide basen, genaamd codons , die specifieke aminozuren aanduiden. Het codon UAC (uracil, adenine en cytosine) specificeert bijvoorbeeld het aminozuur tyrosine.
• Sommige codons vertegenwoordigen start (AUG) en stop (UAG) signalen voor RNA-transcriptie en eiwitproductie.
• Genmutaties kunnen de codonsequenties veranderen en de eiwitsynthese negatief beïnvloeden.

bronnen

• Griffiths, Anthony JF, et al. 'Genetische code.' Een inleiding tot genetische analyse. 7e editie. , U.S. National Library of Medicine, 1 januari 1970, www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21950/.
• 'Inleiding tot Genomics.' NHGRI , www.genome.gov/About-Genomics/Introduction-to-Genomics.