ObrazE136

Kort j«n»«»cinv Podczas translacji sekwencja cząsteczki mRNA jest czytana od jej końca 5' jest kodem    przez rybosom, który następnie syntetyzuje odpowiedni polipeptyd.

trójkowym    Zarówno u prokariotów, jak i u eukariotów sekwencja DNA w pojedyn

czym genie jest kolineama z sekwencja aminokwasów w kodowanym przez niego polipcptydzie. Innymi słowy, sekwencja nukleotydów kodującej nici DNA w kierunku od końca 5' do 3' specyfikuje w tym samym porządku sekwencję aminokwasów kodowanego polipeptydu, od jego końca N do końca C. Zależność między sekwencją nukleotydów w mRNA i sekwencją aminokwasów w polipcptydzie jest nazywani kodem genetycznym. Sekwencja mRNA jest czytana grupami po trzy nukleotydy; każda z tych grup, o nazwie kodon, specyfikuje określony aminokwas (rys.l). Jednakże trzy kodony: UAG, UGA i UAA nie kodują żadnego aminokwasu. Dlatego też napotkanie przez rybosom któregokolwiek z tych kodonów powoduje zakończenie syntezy białka. Z tego powodu te trzy kodony nazywane są kodonami „stop" (terminacyj-nynti). Kodon AUG koduje metioninę. Chociaż metionina występuje tei w wewnętrznych pozycjach łańcucha polipeptydowego, jej specyficzni rola polega na tym, że wszystkie polipeptydy eukariotów rozpoczynają się metioniną (patrz temat H3), a prokariotów zmodyfikowaną metioniną (N-formylometioniną; palrz temat H2). Dlatego też pierwszy odczytany przez rybosom kodon AUG w mRNA określa się jako kodon inicjujący, czyli startowy.

pierwsza zasada

trzecia zasada

(koniec 5‘) i	U	C	A	f ^6	(koniec 3*) i
	Phe	Ser	Tyr	I Cys	U
u	Ptie	Ser	Tyr	1 Cys	C
	Leu	Sar	Stop	Stop	A
	Leu	Sar	Stop	Trp	G
	Leu	Pro	| His	Arg	U
c	Leu	Pro	His	Arg	C
	Leu	Pro	Gin	Arg	A
	Lue	Pro	Gin	Arg	Q
1	Ile	Thr	Asn	Ser	U
A	Ile	Thr	Asn	Ser	C
	Me	Thr	Lys	Arg	A
	Mel	Thr	Lys	Arg	G
	Val	Ala	Asp	Gly	U
G	Val	Ala	Asp I	Gly	C
	Val	Ala	Glu	Gly	A
	Val	Ala	Glu 1	Qiy |	G

%i 1. Kod genetyczny

Sekwencja kodonów

druga zasada

Ponieważ RN A jest zbudowany z czterech typów nukleotydów, istnieje 4⁵=64 możliwych kodonów, to znaczy 64 możliwych trójek nukleotydów o różnej sekwencji, jednakże w białkach występuje zazwyczaj tylko 20 rodzajów aminokwasów (patrz temat BI) tak, iż w większości przypadków pojedynczy aminokwas jest kodowany przez kilka różnych kodonów (patrz rys. 1). piątego też kod genetyczny określa się jako zdegenerowany. W istocie tylko metionina i tryptofan są kodowane przez pojedynczy kodon. Konsekwencją degeneracji kodu genetycznego jest to, że mutacja, która zamienia w ONA tylko jeden nukleotyd (mutacja punktowa), a przez to zmienia tylko jeden nukleotyd w odpowiednim mRNA, często nie powoduje żadnej zmiany w sekwencji aminokwasów kodowanego polipeptydu.

Kod genetyczny jest

tdegenarowany

Uniwersalność

kodu

genetycznego

Kodony, które specyfikują te same aminokwasy, nazywamy synonimowymi (synonimami). Większość synonimów różni się tylko trzecią zasadą kodoiju; na przykład wszystkie z następnych trójek nukleotydów kodują walinę: GUU, GUC, GUA i GUG. Podczas syntezy białka każdy kodon jest rozpoznawany przez trójkę zasad o nazwie antykodon. zawartą w cząsteczce specyficznego tRNA (patrz tematy G5 i H2). Każda zasada kodoriu tworzy parę z jej komplementarną zasadą w antykodonie. Jednakże tworzenie pary przy trzeciej zasadzie kodonu jest mniej restrykcyjne niż tworzenie par przy dwóch pierwszych zasadach (istnieje pewna tolerancja tworzenia tej pary, określana w języku angielskim jako „wob-ble"), przez co w pewnych przypadkach pojedynczy tRNA może tworzyć pary więcej niż z jednym kodonem. Na przykład tRNA transportujący fenyloalaninęi mający antykodon GAA, rozpoznaje zarówno kodon UUU, jak i kodon UUC. Dlatego też trzecia pozycja kodonu jest nazywana pozycją tolerancji (wobble).

Przez wiele lat uważano, że kod genetyczny jest uniwersalny, a więc wszystkie żywe organizmy używają tego samego kodu. Dziś wiemy, że kod genetyczny jest we wszystkich organizmach prawie taki sam, ale jednak istnieje W nim kilka różnic. Mitochondria zawierają własny DNA w formie kolistej, dwuniciowej cząsteczki, kodujący około 10-20 białek. Zaskakująco, iuektóre kodony w mitochondrialnym mRNA mają jednak różne znaczenie w porównaniu z kodonami mRNA cytoplazmatycznego. Poniżej podano kilka tego przykładów (N oznacza jakikolwiek z czterech nukleotydów:! A, G, C lub U):

| j

mitochondria

mitochondria

niektóre mifochondria zwierząt mitochondria roślin mitochondria drożcKy

AUA = Met. a nie Ile UAG = Trp. a nte Stop AGA i AGG = Stop, a nie Arg CGG = Trp, a nie Arg CUN = Thr. a n* Leu

Ramki odczytu

t • *-E

Niektóre jednokomórkowe Eukaryoln znane są z tego, że wykorzystują nieco odmienny kod genetyczny. Na przykład:

niektóre orzęski    U AA i UAG • Glu. a nie Stop

Ponieważ sekwencja cząsteczki mRNA jest czytana w grupach po trzy nukleofydy (kodony) od końca 5', może być ona odczytywana w trzech możliwych ramkach odczytu w zależności od tego, który nukleotyd zosta-