Ce este codul genetic?

Codul genetic este un set de instrucțiuni care dirijează traducerea ADN-ului în 20 de aminoacizi, unitățile de bază ale proteinelor din celulele vii. Codul genetic este alcătuit din codoni, care sunt lanțuri de trei litere de nucleotide. Fiecare codon codifică un aminoacid specific.

Codul determină ordinea în care aminoacizii sunt adăugați la un lanț polipeptidic în timpul sintezei proteinelor. Prin urmare, codul genetic dictează secvența de aminoacizi dintr-o proteină.

Pentru majoritatea genelor, codificarea implică o singură schemă, care este adesea numită cod genetic standard sau cod genetic, deși există coduri care diferă de acesta, cum ar fi codul găsit în mitocondriile umane.

Descoperirea codului genetic

În 1961, Francis Crick și colegii săi au introdus ideea de codon. Cu toate acestea, Marshall Nirenberg și colaboratorii au fost cei care au descifrat codul genetic. Ei au arătat că patru baze nucleotidice – A (adenină), U (uracil), G (guanină) și C (citozină) ─ formează codoni de diferite combinații de baze care codifică toți cei 20 de aminoacizi în timpul sintezei proteinelor.

Nirenberg și omul de știință german Johann Matthaei au efectuat o serie de experimente pentru a explora sinteza proteinelor folosind ARN sintetic. Ei au adăugat șiruri de ARN care conțineau doar una dintre cele patru baze (A,G, U sau C) de bază la un „sistem fără celule”, iar apoi au adăugat aminoacizi marcați radioactiv.

Când a fost adăugat ARN format doar din baza U, măsurătorile radioactive au indicat sinteza moleculelor alcătuite dintr-un singur aminoacid, care era fenilalanina. Acest lucru a arătat că tripletul alcătuit din bazele UUU are ca rezultat adăugarea fenilalaninei în lanțul polipeptidic pe măsură ce acesta crește. În acest fel, cercetătorii au descifrat 35 de codoni până în anul 1963 și mai mult de 60 până în 1966.

Cercetătorul de la Universitatea din Wisconsin, Har Gobind Khorana, s-a bazat pe munca lui Nirenberg prin producerea de molecule sintetice de ARN cu combinații specifice de nucleotide. Apoi, în 1965, Robert Holley de la Universitatea Cornell a elucidat structura ARN de transfer (ARNt), molecula implicată în traducerea ARN-ului, astfel încât să poată fi produsă o proteină.

Marshall W. Nirenberg, Har Gobind Khorana și Robert W. Holley au primit împreună Premiul Nobel pentru Medicină în 1968 „pentru interpretarea codului genetic și a funcției sale în sinteza proteinelor.”

Codonii și aminoacizii

Care codon din codul genetic este format din trei baze dispuse într-o ordine specifică, fiecare combinație corespunzând unui anumit aminoacid. Având în vedere că există patru baze în ARN, există 64 de combinații potențiale de triplete de nucleotide în codul genetic. În timp ce fiecare codon poate codifica un singur aminoacid, mai mulți codoni pot codifica același aminoacid.

Această codificare a unui aminoacid prin mai mult de un codon este denumită redundanță a codului genetic. De exemplu, aminoacidul lizină este codificat atât prin tripletele AAG cât și AAA. Este important de menționat faptul că nu există suprapunere în codul genetic, astfel încât o nucleotidă poate face parte doar dintr-un singur codon, nu din doi codoni care sunt unul lângă altul.

Codonii START și STOP

Traducerea începe cu un codon START. AUG este cel mai frecvent codon de start, care, la eucariote, codifică metionina, iar la procariote, codifică formil metionina.

Codonii STOP semnalează sfârșitul lanțului polipeptidic în timpul sintezei proteice. Numiți și codoni de nonsens sau de terminare, codonii STOP sunt UAG, UGA și UAA și primesc denumirile de chihlimbar, opal și, respectiv, ocru. Codonii STOP declanșează ribozomul pentru a elibera noul lanț polipeptidic, deoarece niciun anticodon ARNt nu completează acești codoni de oprire.

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/

Lecturi suplimentare

• Toate conținuturile de genomică
• Ce este genomica?
• Secvențiere de generație următoare: Noțiuni de bază
• Analiza genomului
• Cât de importantă este variația intronică?

Scris de

Susha Cheriyedath

Susha are o diplomă de licență în științe (B.Sc.) în chimie și o diplomă de master (M.Sc.) în biochimie de la Universitatea din Calicut, India. Întotdeauna a avut un interes deosebit pentru științele medicale și de sănătate. În cadrul studiilor de masterat, s-a specializat în biochimie, cu accent pe microbiologie, fiziologie, biotehnologie și nutriție. În timpul liber, îi place să gătească o furtună în bucătărie cu experimentele ei de coacere super-meseriașe.

Citate

.