Antikodon je sekvencia troch nukleotidov, ktorá je prítomná v molekule transferová RNA (tRNA), ktorého úlohou je rozpoznať inú sekvenciu troch nukleotidov, ktorá je prítomná v molekule RNA (mRNA).
Toto rozpoznávanie medzi kodónmi a antikodónmi je antiparalelné; to znamená, že jeden je umiestnený v smere 5 '-> 3', zatiaľ čo druhý je spojený v smere 3 '-> 5'. Toto rozpoznávanie medzi sekvenciami troch nukleotidov (triplety) je nevyhnutné pre translačný proces; to znamená v syntéze proteínov v ribozóme.
2D (ľavá) a 3D (pravá) štruktúra transferovej RNA
Počas translácie sú teda molekuly RNA messenger "čítané" rozpoznaním ich kodónov antikodónmi transferových RNA. Tieto molekuly sú pomenované, pretože prenášajú špecifickú aminokyselinu na molekulu proteínu, ktorá sa vytvára na ribozóme.
Existuje 20 aminokyselín, z ktorých každá je kódovaná špecifickým tripletom. Niektoré aminokyseliny sú však kódované viac ako jedným tripletom.
Okrem toho niektoré kodóny rozpoznávajú antikodóny v molekulách transferovej RNA, ktoré nemajú pripojené žiadne aminokyseliny; jedná sa o tzv. stop kodóny.
popis
Antikodón sa skladá zo sekvencie troch nukleotidov, ktoré môžu obsahovať ktorúkoľvek z nasledujúcich dusíkatých báz: adenín (A), guanín (G), uracil (U) alebo cytozín (C) v kombinácii troch nukleotidov takým spôsobom, že funguje to ako kód.
Anticodóny sa vždy nachádzajú v molekulách transferovej RNA a sú vždy umiestnené 3 '-> 5'. Štruktúra týchto tRNA je podobná ďateline, takže je rozdelená do štyroch slučiek (alebo slučiek); v jednej zo slučiek je antikodón.
Antikodóny sú nevyhnutné na rozpoznanie kodónov messenger RNA a následne na proces syntézy proteínov vo všetkých živých bunkách.
Vlastnosti
Hlavnou funkciou antikodónov je špecifické rozpoznávanie tripletov, ktoré tvoria kodóny v molekulách messenger RNA. Tieto kodóny sú inštrukcie, ktoré boli skopírované z molekuly DNA, aby diktovali poradie aminokyselín v proteíne.
Pretože transkripcia (syntéza kópií messengerovej RNA) nastáva v smere 5 '-> 3', majú kodóny messengerovej RNA túto orientáciu. Preto musia mať antikodóny prítomné v molekulách transferovej RNA opačnú orientáciu, 3 '-> 5'.
Táto únia je spôsobená doplnkovosťou. Napríklad, ak je kodónom 5'-AGG-3 ', antikodónom je 3'-UCC-5'. Tento typ špecifickej interakcie medzi kodónmi a antikodónmi je dôležitým krokom, ktorý umožňuje nukleotidovej sekvencii v messengerovej RNA kódovať aminokyselinovú sekvenciu v proteíne.
Rozdiely medzi antikodónom a kodónom
- Antikodóny sú trinukleotidové jednotky v tRNA, ktoré sú komplementárne s kodónmi v mRNA. Umožňujú tRNA dodávať správne aminokyseliny počas produkcie proteínu. Namiesto toho sú kodóny trinukleotidové jednotky v DNA alebo mRNA, kódujúce špecifickú aminokyselinu pri syntéze proteínov.
- Antikodóny sú väzbou medzi nukleotidovou sekvenciou mRNA a aminokyselinovou sekvenciou proteínu. Kodóny skôr prenášajú genetické informácie z jadra, kde sa nachádza DNA, do ribozómov, v ktorých prebieha syntéza proteínov.
- Antikodón sa nachádza v ramene Anticodon molekuly tRNA, na rozdiel od kodónov, ktoré sa nachádzajú v molekule DNA a mRNA.
- Antikodón je komplementárny s príslušným kodónom. Namiesto toho je kodón v mRNA komplementárny s nukleotidovým tripletom určitého génu v DNA.
- tRNA obsahuje antikodón. Naproti tomu mRNA obsahuje množstvo kodónov.
Hypotéza hojdania
Kyvná hypotéza navrhuje, že spojenia medzi tretím nukleotidom kodónu messengerovej RNA a prvým nukleotidom antikodónu prenosovej RNA sú menej špecifické ako spojenia medzi ostatnými dvoma nukleotidmi tripletu.
Crick opísal tento jav ako „hojdací“ na tretej pozícii každého kodónu. V tejto polohe sa stáva niečo, čo umožňuje, aby kĺby boli menej prísne ako normálne. Je tiež známa ako kolísanie alebo kolísanie.
Táto Crickova wobble hypotéza vysvetľuje, ako sa antikodón danej tRNA môže spárovať s dvoma alebo tromi rôznymi kodónmi mRNA.
Crick navrhol, že keďže párovanie báz (medzi bázou 59 antikodónu v tRNA a bázou 39 kodónu v mRNA) je menej prísne ako normálne, je na tomto mieste povolená určitá „kolísavosť“ alebo znížená afinita.
V dôsledku toho jediná tRNA často rozpoznáva dva alebo tri súvisiace kodóny, ktoré špecifikujú danú aminokyselinu.
Vodíkové väzby medzi bázami tRNA antikodónov a mRNA kodónov sa spravidla riadia prísnymi pravidlami párovania báz iba pre prvé dve bázy kodónu. Tento účinok sa však nevyskytuje vo všetkých tretích pozíciách všetkých kodónov mRNA.
RNA a aminokyseliny
Na základe hypotézy zvlnenia sa predpovedala existencia najmenej dvoch prenosových RNA pre každú aminokyselinu s kodónmi vykazujúcimi úplnú degeneráciu, čo sa ukázalo ako pravdivé.
Táto hypotéza tiež predpovedala výskyt troch transferových RNA pre šesť serínových kodónov. Pre serín boli skutočne charakterizované tri tRNA:
- tRNA pre serín 1 (antikodón AGG) sa viaže na kodóny UCU a UCC.
- tRNA pre serín 2 (AGU antikodón) sa viaže na UCA a UCG kodóny.
- tRNA pre serín 3 (antikodón UCG) sa viaže na AGU a AGC kodóny.
Tieto špecificity boli overené stimulovanou väzbou purifikovaných aminoacyl-tRNA trinukleotidov na ribozómy in vitro.
Nakoniec niekoľko transferových RNA obsahuje bázický inozín, ktorý je vyrobený z purínového hypoxantínu. Inosín je produkovaný post-transkripčnou modifikáciou adenozínu.
Crickova hypotéza o kolísaní predpokladala, že keď je inozín prítomný na 5 'konci antikodónu (poloha kolísania), spároval by sa s uracilom, cytozínom alebo adenínom v kodóne.
V skutočnosti sa purifikovaná alanyl-tRNA obsahujúca inozín (I) v polohe 5 'antikodónu viaže na ribozómy aktivované trinukleotidmi GCU, GCC alebo GCA.
Rovnaký výsledok sa získal s ostatnými tRNA purifikovanými inozínom v 5 'polohe antikodónu. Hypotéza Crickovej kolísania teda veľmi dobre vysvetľuje vzťahy medzi tRNA a kodónmi vzhľadom na genetický kód, ktorý je degenerovaný, ale usporiadaný.
Referencie
- Brooker, R. (2012). Koncepty genetiky (1. vydanie). Spoločnosti McGraw-Hill, Inc.
- Brown, T. (2006). Genomy 3 ( 3. ). Garland Science.
- Griffiths, A., Wessler, S., Carroll, S. & Doebley, J. (2015). Úvod do genetickej analýzy (11. vydanie). WH Freeman
- Lewis, R. (2015). Human Genetics: Concepts and Applications (11. vydanie). McGraw-Hill Education.
- Snustad, D. & Simmons, M. (2011). Základy genetiky (6. vydanie). John Wiley a synovia.