Hvad er den genetiske kode?

Den genetiske kode er et sæt instruktioner, der styrer oversættelsen af DNA til 20 aminosyrer, som er de grundlæggende enheder i proteinerne i levende celler. Den genetiske kode består af kodoner, som er kæder af nukleotider på tre bogstaver. Hvert kodon koder for en bestemt aminosyre.

Koden bestemmer den rækkefølge, i hvilken aminosyrerne tilføjes til en polypeptidkæde under proteinsyntesen. Derfor dikterer den genetiske kode rækkefølgen af aminosyrer i et protein.

For de fleste gener omfatter kodningen et enkelt skema, som ofte kaldes den genetiske standardkode eller genetiske kode, selv om der findes koder, der varierer fra dette, såsom den kode, der findes i menneskelige mitokondrier.

Offentliggørelse af den genetiske kode

I 1961 introducerede Francis Crick og kolleger ideen om kodonet. Det var dog Marshall Nirenberg og medarbejdere, der dechifrerede den genetiske kode. De viste, at fire nukleotidbaser – A (adenin), U (uracil), G (guanin) og C (cytosin) ─ danner kodoner af forskellige basekombinationer, der koder for alle 20 aminosyrer under proteinsyntesen.

Nirenberg og den tyske videnskabsmand Johann Matthaei gennemførte en række forsøg for at undersøge proteinsyntesen ved hjælp af syntetisk RNA. De tilføjede RNA-strenge, der kun indeholdt en af de fire baser (A,G, U eller C) base til et “cellefrit system” og tilføjede derefter radioaktivt mærkede aminosyrer.

Når RNA, der kun bestod af basen U, blev tilføjet, viste radioaktive målinger, at der blev syntetiseret molekyler, der kun bestod af en enkelt aminosyre, nemlig phenylalanin. Dette viste, at triplet bestående af baserne UUUU resulterer i, at phenylalanin bliver tilføjet til polypeptidkæden, efterhånden som den vokser. På denne måde afkodede forskerne 35 kodoner i 1963 og mere end 60 i 1966.

Forsker Har Gobind Khorana fra University of Wisconsin byggede videre på Nirenbergs arbejde ved at fremstille syntetiske RNA-molekyler med specifikke nukleotidkombinationer. I 1965 opklarede Robert Holley fra Cornell University derefter strukturen af transfer-RNA (tRNA), det molekyle, der er involveret i oversættelsen af RNA, så der kan laves et protein.

Marshall W. Nirenberg, Har Gobind Khorana og Robert W. Holley fik i fællesskab Nobelprisen i medicin i 1968 “for deres fortolkning af den genetiske kode og dens funktion i proteinsyntesen.”

Kodoner og aminosyrer

Hvert kodon i den genetiske kode består af tre baser arrangeret i en bestemt rækkefølge, hvor hver kombination svarer til en bestemt aminosyre. I betragtning af at der er fire baser i RNA, er der 64 mulige kombinationer af nukleotidtripletter i den genetiske kode. Mens hvert kodon kun kan kode for én aminosyre, kan flere kodoner kode for den samme aminosyre.

Denne kodning af en aminosyre ved hjælp af mere end ét kodon betegnes som redundans i den genetiske kode. F.eks. er aminosyren lysin kodet af både tripletterne AAG og AAA. Det er vigtigt, at der ikke er nogen overlapning i den genetiske kode, så et nukleotid kan kun være en del af ét kodon, ikke to kodoner, der ligger ved siden af hinanden.

START- og STOP-kodoner

Translationen begynder med et START-kodon. AUG er det mest almindelige startkodon, som hos eukaryoter koder for methionin og hos prokaryoter koder for formylmethionin.

STOP-kodoner signalerer enden af polypeptidkæden under proteinsyntesen. De kaldes også nonsense- eller terminationskoder STOP-kodoner er UAG, UGA og UAA og har fået navnene henholdsvis rav, opal og okker. STOP-kodoner udløser ribosomet til at frigive den nye polypeptidkæde, da der ikke findes nogen tRNA-anticodoner, der supplerer disse stopkodoner.

1. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/organic/gencode.html
2. http://www.nature.com/scitable/definition/genetic-code-13
3. http://www.nature.com/scitable/topicpage/reading-the-genetic-code-1042
4. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21950/
5. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3293468/

Viderere læsning

• Alt indhold om genomforskning
• Hvad er genomforskning?
• Næste generations sekventering: Det grundlæggende
• Genomanalyse
• Hvor vigtig er intronisk variation?

Skrevet af

Susha Cheriyedath

Susha har en bachelorgrad i naturvidenskab (B.Sc.) i kemi og en Master of Science (M.Sc.) i biokemi fra University of Calicut, Indien. Hun har altid haft en stor interesse for lægevidenskab og sundhedsvidenskab. Som en del af sin kandidatgrad specialiserede hun sig i biokemi med vægt på mikrobiologi, fysiologi, bioteknologi og ernæring. I sin fritid elsker hun at lave en storm i køkkenet med sine super-messy bageeksperimenter.

Citationer