KOD GENETYCZNY



Cząsteczki tRNA, różniące się sekwencją i kodowane

przez odrębne geny, ale przenoszące taki sam

aminokwas nazywamy cząsteczkami

izoakceptorowymi. Im więcej jest w komórce genów

kodujących jakiś wariant izoakceptorowego tRNA,

tym więcej jest tego typu cząsteczek w tej komórce.

Różne warianty izoakceptorowego tRNA występują

więc w różnych stężeniach. Regułą jest, że komórki

kodują białka ulegające najszybszej translacji przy

pomocy kodonów rozpoznawanych przez

najliczniejsze warianty izoakceptorowego tRNA.

Rozkład częstości poszczególnych form tRNA i ich

preferowanych kodonów u różnych organizmów jest

różny, może to utrudniać doskonalenie organizmów

metodami inżynierii genetycznej – obcy gen w

komórkach organizmu biorcy może wykazywać

niższą lub wyższą aktywność niż to przewidywał

eksperymentator.



Pojęcie kod genetyczny, oznaczające zasadę

kodowania, bywa też czasem używane (zwłaszcza w

tekstach popularnonaukowych i nienaukowych) w

znaczeniu „treść zakodowanej informacji”.



W ustawodawstwie polskim w Ustawie z dnia 29
sierpnia 1997 r. o ochronie danych osobowych,
(tekst jednolity: Dz. U. 2002 r. Nr 101 poz. 926, ze
zm.)

[2]

, zawarto informację, że informacje o kodzie

genetycznym są objęte ochroną jako dane
szczególnej wrażliwości.



Wersja kanoniczna kodu genetycznego (działająca
bez żadnych odstępstw w zdecydowanej
większości systemów biosyntezy białka), może
być przedstawiona na kołowym schemacie jak
wyżej, lub w formie tabeli, jak w haśle kodon.

Marshall Nirenberg (po prawej) i Heinrich

Matthaei

w 1961 roku



Rozszyfrowanie zasad kodowania przez

naukowców: R.W. Holleya, H.G. Khorane,H.

Matthaei, M.W. Nirenberga doprowadziło w

latach 1961 - 1966 do poznania kodu

genetycznego, za co w 1968 Marshall

Nirenberg, Robert William Holley i Har Gobind

Khorana otrzymali Nagrodę Nobla za

rozpracowanie kodu genetycznego i odkrycie

jego roli w syntezie białek.

Schemat kodu genetycznego; kodony
należy odczytywać poczynając od
środkowego pierścienia;,np. kodonowi
UGG odpowiada tryptofan (skrót: Trp),
zaś alaninę (skrót: Ala) kodują cztery
kodony zaczynające się od GC i
zawierające dowolny nukleotyd na
trzeciej pozycji kodonu (A, C, G lub U);
podane kodony występują w mRNA; aby
uzyskać ich postać typową dla DNA,
należy każdy U na tym schemacie
zastąpić przez T; aminokwasy, przy
których trójliterowym skrócie jest znak
+, mogą być kodowane przez kilka
kodonów różniących się pierwszymi
nukleotydami (np. arginina – Arg – może
być kodowana zarówno jako AGA albo
AGG, jak i CGA, CGG, CGU albo CGC;
różne kodony oznaczające taki sam
aminokwas mogą występować nawet
obok siebie w tej samej cząsteczce
mRNA)

Trójkowy -jednej trójce

nukleotydów odpowiada

jeden aminokwas (triplet,

inaczej kodon) w DNA lub

RNA. Tylko trzy kodony

spośród 64 nie

odpowiadają żadnemu

aminokwasowi, są niczym

znak ,,STOP’’- wyznaczają

miejsce, gdzie kończy się

zapis białka, znakiem startu

biosyntezy białka jest kodon

metioniny- kodon ,,START”



Zdegenerowany- wszystkie aminokwasy mogą być
zakodowane na kilka sposobów, tj. przez kilka różnych
kodonów, różniących się na ogół tylko trzecim
nukleotydem. Np. lizyna kodowana jest zarówno przez
kodon AAA, jak i AAG natomiast CAA, CAG – kodują
glutaminę, GUU, GUC, GUA, GUG – kodują walinę,



Bezprzecinkowy i niezachodzący- między trójkami
kodującymi nie ma żadnych dodatkowych elementów i
odczytywane są jedna po drugiej. Trójki nie zachodzą na
siebie np. ostatni nukleotyd pierwszego kodonu nie jest
pierwszym nukleotydem drugiego,



Uniwersalny- we wszystkich organizmach jest taki sam,



Jednoznaczny- dana trójka koduje zawsze jeden i ten
sam rodzaj aminokwasu



Dopasowanie kodonu z antykodonem nie zawsze musi
być idealne. Zgodnie z zasadą tolerancji ,zawsze musi
być zachowana jedynie zgodność (komplementarność)
pomiędzy dwoma pierwszymi nukleotydami kodonu
(w mRNA) i ich odpowiednikami w antykodonie (w
tRNA); na ostatniej pozycji kodonu dopuszczalne jest
czasami wiązanie tRNA przez nukleotyd
niekomplementarny. Na przykład zarówno adenina,
jak i cytozyna na trzeciej pozycji kodonu mogą
tworzyć parę z uracylem antykodonu. Tak więc ta
sama cząsteczka tRNA (połączonego z aminokwasem,
czyli tworzącego aminoacylo-tRNA) może przyłączać
się do kilku kodonów (choć zawiera tylko jeden
antykodon). Z drugiej strony, w komórkach istnieje
dla każdego aminokwasu (za wyjątkiem tryptofanu i
metioniny) kilka rodzajów cząsteczek tRNA
zawierających różne antykodony (każda jeden
antykodon)i preferujących różne kodony.



Im więcej jest w komórce genów kodujących
jakiś wariant izoakceptorowego tRNA, tym
więcej jest tego typu cząsteczek w tej komórce.
Różne warianty izoakceptorowego tRNA
występują więc w różnych stężeniach. Regułą
jest, że komórki kodują białka ulegające
najszybszej translacji przy pomocy kodonów
rozpoznawanych przez najliczniejsze warianty
izoakceptorowego tRNA.



Odstępstwa od reguł kodu
genetycznego



nakładanie się genów w małych wirusach
(dany odcinek DNA może syntetyzować
różne białka),



wyznaczanie przez niektóre kodony innych
aminokwasów w mitochondrialnym DNA i u
niektórych pierwotniaków.

Document Outline