Kod genetyczny
Z Wikipedii
Kod genetyczny to odwzorowanie dzięki któremu informacja genetyczna, zawarta w sekwencji nukleotydów kwasu nukleinowego (DNA lub RNA), przetłumaczana jest na kolejność (sekwencję) aminokwasów w białkach. Kod ten ma następujące właściwości:
- Jednemu aminokwasowi w białku odpowiada jedna trójka nukleotydów (triplet, inaczej kodon) w DNA lub RNA. Kod genetyczny jest więc kodem trójkowym.
- Prawie wszystkie aminokwasy kodowane są przez kilka różnych kodonów, różniących się na ogół trzecim nukleotydem. Np. lizyna kodowana jest przez kodon AAA i AAG. Dzięki temu część zmian informacji genetycznej w wyniku mutacji nie znajduje swojego odbicia w sekwencji aminokwasów. Kod genetyczny jest więc zdegenerowany.
- Każdy nukleotyd w obrębie sekwencji kodujących wchodzi w skład jakiegoś kodonu i tylko jednego kodonu - kod genetyczny jest bezprzecinkowy. Ponadto kodony nie zachodzą na siebie - np. biorąc pod uwagę powyższe dane, cząsteczka AAGAAA koduje sekwencję dwupeptydu lizylolizyny. Taki sam dwupeptyd może być zakodowany jako AAAAAA.
- Trzem kodonom nie odpowiadają żadne aminokwasy. Kodony te, zwane nonsensownymi albo kodonami STOP, kodują polecenie przerwania biosyntezy peptydu (białka). Jeśli więc powyższa sekwencja miałaby oznaczać końcowy odcinek jakiegoś białka to mogłaby mieć postać AAAAAAUAA, gdzie UAA jest kodonem STOP (w mRNA, jego odpowiednikiem w DNA jest TAA. Jednak w pewnych białkach kodony te, w zależności od sekwencji sygnałowej w mRNA, kodują selenocysteinę i pirolizynę.
- Powyższe zasady są przestrzegane dość dokładnie przez układy biosyntezy białek u wszystkich organizmów - kod genetyczny jest uniwersalny. Jakkolwiek zdarzają się zmiany znaczenia pojedynczych kodonów wśród wirusów, bakterii, pierwotniaków, grzybów i w mitochondriach [1].
Dopasowanie kodonu w mRNA z odpowiadającym mu antykodonem w tRNA nie zawsze musi być idealne. Zgodnie z zasadą tolerancji (hipotezą tolerancji) zawsze musi być zachowana jedynie zgodność (komplementarność) pomiędzy dwoma pierwszymi nukleotydami kodonu i antykodonu. 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 w antykodonie. Tak więc ta sama cząsteczka tRNA, połączonego z aminokwasem, czyli tworzącego aminoacylo-tRNA może przyłączać się do kilku kodonów, choć zawiera tylko jeden antykodon.
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.
Słowo kod genetyczny, w powyższym ujęciu oznaczające zasadę kodowania, bywa też czasem używane, zwłaszcza w tekstach popularnonaukowych i nienaukowych, w znaczeniu "treść zakodowanej informacji". Stąd wzięły się np. artykuły o "niedawnym rozszyfrowaniu kodu genetycznego człowieka", nie mające uzasadnienia, gdy zważymy na uniwersalność kodu genetycznego. Wydaje się, więc, że dla uniknięcia niejednoznaczności (zdegenerowania) kodu, jakim jest język polski, wskazane jest odróżnianie kodu genetycznego od informacji genetycznej, stanowiącej treść zapisaną w materiale genetycznym.
Tabela przedstawiająca wersję kanoniczną przyjętą w inżynierii genetycznej i działającą bez odstępstw dla większości organizmów, dostępna jest w haśle kodon.
Zobacz też: przegląd zagadnień z zakresu biologii
