ANTICODON: DESCRIZIONE, FUNZIONI E DIFFERENZA CON IL CODONE - BIOLOGIA - 2025

Un anticodon è una sequenza di tre nucleotidi presente in una molecola di RNA di trasferimento (tRNA), la cui funzione è quella di riconoscere un'altra sequenza di tre nucleotidi presente in una molecola di RNA messaggero (mRNA).

Questo riconoscimento tra codoni e anticodoni è antiparallelo; ovvero, uno si trova nella direzione 5 '-> 3' mentre l'altro è accoppiato nella direzione 3 '-> 5'. Questo riconoscimento tra sequenze di tre nucleotidi (triplette) è essenziale per il processo di traduzione; cioè nella sintesi delle proteine ​​nel ribosoma.

Struttura 2D (sinistra) e 3D (destra) di un RNA di trasferimento

Pertanto, durante la traduzione le molecole di RNA messaggero vengono "lette" attraverso il riconoscimento dei loro codoni da parte degli anticodoni degli RNA di trasferimento. Queste molecole sono così chiamate perché trasferiscono un amminoacido specifico alla molecola proteica che si sta formando sul ribosoma.

Ci sono 20 amminoacidi, ciascuno codificato da una specifica tripletta. Tuttavia, alcuni amminoacidi sono codificati da più di una tripletta.

Inoltre, alcuni codoni sono riconosciuti dagli anticodoni nelle molecole di RNA di trasferimento che non hanno alcun amminoacido attaccato; questi sono i cosiddetti codoni di stop.

Descrizione

Un anticodon è costituito da una sequenza di tre nucleotidi che possono contenere una qualsiasi delle seguenti basi azotate: adenina (A), guanina (G), uracile (U) o citosina (C) in una combinazione di tre nucleotidi, in modo tale che funziona come un codice.

Gli anticodoni si trovano sempre nelle molecole di RNA di trasferimento e si trovano sempre 3 '-> 5'. La struttura di questi tRNA è simile a un trifoglio, in modo tale da essere suddiviso in quattro anelli (o anelli); in uno degli anelli c'è l'anticodonte.

Gli anticodoni sono essenziali per il riconoscimento dei codoni dell'RNA messaggero e, di conseguenza, per il processo di sintesi proteica in tutte le cellule viventi.

Caratteristiche

La funzione principale degli anticodoni è il riconoscimento specifico delle triplette che compongono i codoni nelle molecole di RNA messaggero. Questi codoni sono le istruzioni che sono state copiate da una molecola di DNA per dettare l'ordine degli amminoacidi in una proteina.

Poiché la trascrizione (la sintesi di copie dell'RNA messaggero) avviene nella direzione 5 '-> 3', i codoni dell'RNA messaggero hanno questo orientamento. Pertanto, gli anticodoni presenti nelle molecole di RNA di trasferimento devono avere l'orientamento opposto, 3 '-> 5'.

Questa unione è dovuta alla complementarità. Ad esempio, se un codone è 5′-AGG-3 ′, l'anticodone è 3′-UCC-5 ′. Questo tipo di interazione specifica tra codoni e anticodoni è un passaggio importante che consente alla sequenza nucleotidica nell'RNA messaggero di codificare una sequenza amminoacidica all'interno di una proteina.

Differenze tra anticodon e codon

- Gli anticodoni sono unità trinucleotidiche nei tRNA, complementari ai codoni negli mRNA. Consentono ai tRNA di fornire gli amminoacidi corretti durante la produzione di proteine. Invece, i codoni sono unità trinucleotidiche nel DNA o nell'mRNA, che codificano per un amminoacido specifico nella sintesi proteica.

- Gli anticodoni sono il collegamento tra la sequenza nucleotidica dell'mRNA e la sequenza aminoacidica della proteina. Piuttosto, i codoni trasferiscono le informazioni genetiche dal nucleo in cui si trova il DNA ai ribosomi dove avviene la sintesi proteica.

- L'anticodone si trova nel braccio Anticodon della molecola di tRNA, a differenza dei codoni, che si trovano nella molecola di DNA e mRNA.

- L'anticodone è complementare al rispettivo codone. Invece, il codone nell'mRNA è complementare a una tripletta nucleotidica di un certo gene nel DNA.

- Un tRNA contiene un anticodone. Al contrario, un mRNA contiene un numero di codoni.

L'ipotesi dello swing

L'ipotesi dello swing propone che le giunzioni tra il terzo nucleotide del codone dell'RNA messaggero e il primo nucleotide dell'anticodone dell'RNA di trasferimento siano meno specifiche delle giunzioni tra gli altri due nucleotidi della tripletta.

Crick ha descritto questo fenomeno come un "dondolio" nella terza posizione di ciascun codone. In quella posizione accade qualcosa che consente alle articolazioni di essere meno rigide del normale. È anche noto come oscillazione o oscillazione.

Questa ipotesi di Crick wobble spiega come l'anticodone di un dato tRNA possa accoppiarsi con due o tre diversi codoni di mRNA.

Crick ha proposto che poiché l'accoppiamento delle basi (tra la base 59 dell'anticodone nel tRNA e la base 39 del codone nell'mRNA) è meno rigoroso del normale, in questo sito è consentita una certa "oscillazione" o una ridotta affinità.

Di conseguenza, un singolo tRNA spesso riconosce due o tre dei codoni correlati che specificano un dato amminoacido.

Normalmente, i legami idrogeno tra le basi degli anticodoni del tRNA e dei codoni dell'mRNA seguono rigide regole di accoppiamento delle basi solo per le prime due basi del codone. Tuttavia, questo effetto non si verifica in tutte le terze posizioni di tutti i codoni di mRNA.

RNA e amminoacidi

Sulla base dell'ipotesi di oscillazione, è stata prevista l'esistenza di almeno due RNA di trasferimento per ciascun amminoacido con codoni che mostravano una degenerazione completa, il che si è dimostrato vero.

Questa ipotesi prevedeva anche la comparsa di tre RNA di trasferimento per i sei codoni della serina. In effetti, tre tRNA sono stati caratterizzati per la serina:

- Il tRNA per la serina 1 (anticodon AGG) si lega ai codoni UCU e UCC.

- Il tRNA per la serina 2 (anticodone AGU) si lega ai codoni UCA e UCG.

- Il tRNA per la serina 3 (anticodon UCG) si lega ai codoni AGU e AGC.

Queste specificità sono state verificate mediante il legame stimolato dei trinucleotidi amminoacil-tRNA purificati ai ribosomi in vitro.

Infine, diversi RNA di trasferimento contengono la base inosina, che è composta da purina ipoxantina. L'inosina è prodotta da una modificazione post-trascrizionale dell'adenosina.

L'ipotesi di oscillazione di Crick ha predetto che quando l'inosina è presente all'estremità 5 'di un anticodone (la posizione di oscillazione), si accoppia con uracile, citosina o adenina nel codone.

Infatti, l'alanil-tRNA purificato contenente inosina (I) nella posizione 5 'dell'anticodone si lega ai ribosomi attivati ​​con trinucleotidi GCU, GCC o GCA.

Lo stesso risultato è stato ottenuto con altri tRNA purificati con inosina in posizione 5 'dell'anticodone. Quindi, l'ipotesi di Crick wobble spiega molto bene le relazioni tra tRNA e codoni dato il codice genetico, che è degenere ma ordinato.

Riferimenti

1. Brooker, R. (2012). Concetti di genetica (1a ed.). The McGraw-Hill Companies, Inc.
2. Brown, T. (2006). Genomi 3 (3 ^° ). Garland Science.
3. Griffiths, A., Wessler, S., Carroll, S. & Doebley, J. (2015). Introduzione all'analisi genetica (11 ° ed.). WH Freeman
4. Lewis, R. (2015). Genetica umana: concetti e applicazioni (11 ° ed.). McGraw-Hill Education.
5. Snustad, D. & Simmons, M. (2011). Principi di genetica (6a ed.). John Wiley e figli.