- Codoni e amminoacidi
- Messaggio, messenger e traduzione
- Messaggio genetico
- Codoni e anticodoni
- La degenerazione del codice genetico
- organelli
- Riferimenti
Un codone è ciascuna delle 64 possibili combinazioni di tre nucleotidi, in base ai quattro che compongono gli acidi nucleici. Cioè, dalle combinazioni dei quattro nucleotidi, vengono costruiti blocchi di tre "lettere" o triplette.
Questi sono i desossiribonucleotidi con le basi azotate adenina, guanina, timina e citosina nel DNA. Nell'RNA, sono ribonucleotidi con basi azotate adenina, guanina, uracile e citosina.
Il concetto di codone si applica solo ai geni che codificano per le proteine. Il messaggio codificato in DNA verrà letto in blocchi di tre lettere una volta elaborate le informazioni dal tuo messenger. Il codone, in breve, è l'unità di codifica di base per i geni che vengono tradotti.
Codoni e amminoacidi
Se per ogni posizione in parole di tre lettere abbiamo quattro possibilità, il prodotto 4 X 4 X 4 ci dà 64 possibili combinazioni. Ciascuno di questi codoni corrisponde a un particolare amminoacido, ad eccezione di tre che funzionano come codoni di fine lettura.
La conversione di un messaggio codificato con basi azotate in un acido nucleico in uno con amminoacidi in un peptide è chiamata traduzione. La molecola che mobilita il messaggio dal DNA al sito di traduzione è chiamata RNA messaggero.
Una tripletta di un RNA messaggero è un codone la cui traduzione avverrà nei ribosomi. Le piccole molecole adattatrici che cambiano il linguaggio dei nucleotidi in amminoacidi nei ribosomi sono RNA di trasferimento.
Messaggio, messenger e traduzione
Un messaggio di codifica della proteina è costituito da una matrice lineare di nucleotidi che è un multiplo di tre. Il messaggio è trasportato da un RNA che chiamiamo messaggero (mRNA).
Negli organismi cellulari tutti gli mRNA derivano dalla trascrizione del gene codificato nel rispettivo DNA. Cioè, i geni che codificano per le proteine sono scritti sul DNA nel linguaggio del DNA.
Tuttavia, questo non significa che questa regola del tre sia rigorosamente rispettata nel DNA. Essendo trascritto dal DNA, il messaggio è ora scritto in linguaggio RNA.
L'mRNA è costituito da una molecola con il messaggio genico, fiancheggiata su entrambi i lati da regioni non codificanti. Alcune modifiche post-trascrizionali, come ad esempio lo splicing, consentono di generare un messaggio conforme alla regola del tre. Se questa regola del tre non sembra essere soddisfatta nel DNA, lo splicing lo ripristina.
L'mRNA viene trasportato nel sito in cui risiedono i ribosomi e qui il messaggero dirige la traduzione del messaggio nel linguaggio delle proteine.
Nel caso più semplice, la proteina (o peptide) avrà un numero di amminoacidi pari a un terzo delle lettere del messaggio senza tre di essi. Cioè, uguale al numero di codoni messenger meno uno della terminazione.
Messaggio genetico
Un messaggio genetico da un gene che codifica per proteine generalmente inizia con un codone che viene tradotto come l'amminoacido metionina (codone AUG, in RNA).
Un numero caratteristico di codoni continua quindi a una lunghezza e sequenza lineare specifica e termina in un codone di stop. Il codone di stop può essere uno dei codoni opale (UGA), ambra (UAG) o ocra (UAA).
Questi non hanno equivalenti nel linguaggio degli amminoacidi e quindi nessun corrispondente RNA di trasferimento. Tuttavia, in alcuni organismi, il codone UGA consente l'incorporazione dell'amminoacido modificato selenocisteina. In altri, il codone UAG consente l'incorporazione dell'amminoacido pirrolisina.
Complessi di RNA messaggero con ribosomi e l'inizio della traduzione consente l'incorporazione di una metionina iniziale. Se il processo ha successo, la proteina si allungherà (allungherà) man mano che ciascun tRNA dona il corrispondente amminoacido guidato dal messaggero.
Una volta raggiunto il codone di arresto, l'incorporazione degli amminoacidi viene interrotta, la traduzione è completa e il peptide sintetizzato viene rilasciato.
Codoni e anticodoni
Sebbene sia una semplificazione di un processo molto più complesso, l'interazione codone-anticodone supporta l'ipotesi di traduzione per complementarità.
Secondo questo, per ogni codone in un messaggero, l'interazione con un particolare tRNA sarà dettata dalla complementarità con le basi dell'anticodone.
L'anticodone è la sequenza di tre nucleotidi (tripletto) presenti nella base circolare di un tipico tRNA. Ogni specifico tRNA può essere caricato con un particolare amminoacido, che sarà sempre lo stesso.
In questo modo, quando viene riconosciuto un anticodone, il messaggero dice al ribosoma di accettare l'amminoacido che trasporta il tRNA per il quale è complementare in quel frammento.
Il tRNA funge quindi da adattatore che permette di verificare la traduzione effettuata dal ribosoma. Questo adattatore, in fasi di lettura del codone di tre lettere, consente l'incorporazione lineare di amminoacidi che alla fine costituiscono il messaggio tradotto.
La degenerazione del codice genetico
La corrispondenza codone: amminoacido è nota in biologia come codice genetico. Questo codice include anche i tre codoni di arresto della traduzione.
Ci sono 20 amminoacidi essenziali; ma ci sono, a loro volta, 64 codoni disponibili per la loro conversione. Se rimuoviamo i tre codoni di stop, ne rimangono ancora 61 da codificare per gli amminoacidi.
La metionina è codificata solo dal codone AUG che è il codone iniziale, ma anche da questo particolare amminoacido in qualsiasi altra parte del messaggio (gene).
Questo ci porta a 19 amminoacidi codificati dai restanti 60 codoni. Molti amminoacidi sono codificati da un singolo codone. Tuttavia, ci sono altri amminoacidi che sono codificati da più di un codone. Questa mancanza di relazione tra codone e amminoacido è ciò che chiamiamo la degenerazione del codice genetico.
organelli
Infine, il codice genetico è parzialmente universale. Negli eucarioti esistono altri organelli (derivati evolutivamente da batteri) dove si verifica una traduzione diversa da quella che si verifica nel citoplasma.
Questi organelli con il proprio genoma (e traduzione) sono cloroplasti e mitocondri. I codici genetici di cloroplasti, mitocondri, nuclei eucariotici e nucleoidi batterici non sono esattamente identici.
Tuttavia, all'interno di ogni gruppo è universale. Ad esempio, un gene vegetale clonato e tradotto in una cellula animale darà origine a un peptide con la stessa sequenza amminoacidica lineare che avrebbe avuto se fosse stato tradotto nella pianta di origine.
Riferimenti
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