Διαφορά μεταξύ κωδικονίου και αντικωδικονίου

Κύρια διαφορά – Κωδόνιο εναντίον Αντικωδικώνιο

Το κωδικόνιο και το αντικωδόνιο είναι τριπλέτες νουκλεοτιδίων που προσδιορίζουν ένα συγκεκριμένο αμινοξύ σε ένα πολυπεπτίδιο. Υπάρχει ένα συγκεκριμένο σύνολο κανόνων για την αποθήκευση γενετικής πληροφορίας ως νουκλεοτιδική αλληλουχία είτε σε μόρια DNA είτε mRNA προκειμένου να συντεθούν πρωτεΐνες. Αυτό το συγκεκριμένο σύνολο κανόνων αναφέρεται ως γενετικός κώδικας. Το κωδικόνιο είναι μια ομάδα τριών νουκλεοτιδίων, ειδικά στο mRNA. Το αντικωδικόνιο υπάρχει στα μόρια tRNA. Η κύρια διαφορά μεταξύ κωδικονίου και αντικωδικονίου είναι ότι το κωδόνιο είναι η γλώσσα που αντιπροσωπεύει ένα αμινοξύ σε μόρια mRNA, ενώ το αντικωδικόνιο είναι η συμπληρωματική αλληλουχία νουκλεοτιδίων του κωδικονίου στα μόρια tRNA.

Αυτό το άρθρο εξετάζει,

1. Τι είναι το κωδικόνιο
     – Ορισμός, χαρακτηριστικά
2. Τι είναι το αντικωδικόνιο
     – Ορισμός, χαρακτηριστικά
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ κωδικονίου και αντικωδικονίου

Τι είναι ένα κωδικόνιο

Το κωδικόνιο είναι μια αλληλουχία τριών νουκλεοτιδίων που προσδιορίζει ένα αμινοξύ στην πολυπεπτιδική αλυσίδα. Κάθε γονίδιο που κωδικοποιεί μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη αποτελείται από μια αλληλουχία νουκλεοτιδίων, τα οποία αντιπροσωπεύουν την αλληλουχία αμινοξέων της συγκεκριμένης πρωτεΐνης. Τα γονίδια χρησιμοποιούν μια καθολική γλώσσα, τον γενετικό κώδικα, προκειμένου να αποθηκεύσουν τις αλληλουχίες αμινοξέων των πρωτεϊνών. Ο γενετικός κώδικας αποτελείται από τριπλέτες νουκλεοτιδίων που ονομάζονται κωδικόνια. Για παράδειγμα, το κωδικόνιο TCT αντιπροσωπεύει το αμινοξύ σερίνη. Εξήντα ένα κωδικόνια μπορούν να αναγνωριστούν προκειμένου να προσδιοριστούν τα είκοσι απαραίτητα αμινοξέα που απαιτούνται από τη μετάφραση.

Πλαίσιο ανάγνωσης

Μια συγκεκριμένη αλληλουχία νουκλεοτιδίων σε ένα μονόκλωνο μόριο DNA αποτελείται από τρία πλαίσια ανάγνωσης σε κατεύθυνση 5' έως 3' του κλώνου. Λαμβάνοντας υπόψη την αλληλουχία νουκλεοτιδίων στο σχήμα 1 , το πρώτο πλαίσιο ανάγνωσης ξεκινά από το πρώτο νουκλεοτίδιο, Α. Το πρώτο πλαίσιο ανάγνωσης εμφανίζεται με μπλε χρώμα. Περιέχει τα κωδικόνια, AGG TGA CAC CGC AAG CCT TAT ATT AGC. Το δεύτερο πλαίσιο ανάγνωσης ξεκινά από το δεύτερο νουκλεοτίδιο, το G που εμφανίζεται με κόκκινο χρώμα. Περιέχει τα κωδικόνια GGT GAC ACC GCA AGC CTT ATA TTA. Το τρίτο πλαίσιο ανάγνωσης ξεκινά από το τρίτο νουκλεοτίδιο, το G που εμφανίζεται με πράσινο χρώμα. Περιέχει τα κωδικόνια GTG ACA CCG CAA GCC TTA TAT TAG.

Εικόνα 1:Πλαίσια ανάγνωσης

Δεδομένου ότι το DNA είναι ένα δίκλωνο μόριο, μπορούν να βρεθούν έξι πλαίσια ανάγνωσης στους δύο κλώνους. Όμως, μόνο ένα πλαίσιο ανάγνωσης μπορεί να μεταφραστεί. Αυτό το πλαίσιο ανάγνωσης αναφέρεται ως ανοιχτό πλαίσιο ανάγνωσης. Ένα κωδικόνιο μπορεί να αναγνωριστεί μόνο με ανοιχτό πλαίσιο ανάγνωσης.

Κωδικόνιο έναρξης/διακοπής

Το ανοιχτό πλαίσιο ανάγνωσης ορίζεται βασικά από την παρουσία ενός κωδικονίου έναρξης που κωδικοποιείται από το mRNA. Το γενικό κωδικόνιο έναρξης είναι το AUG το οποίο κωδικοποιεί το αμινοξύ, τη μεθειονίνη στους ευκαρυώτες. Στους προκαρυώτες, το AUG κωδικοποιεί τη φορμυλομεθειονίνη. Τα ευκαρυωτικά ανοιχτά πλαίσια ανάγνωσης διακόπτονται από την παρουσία εσωνίων στη μέση του πλαισίου. Η μετάφραση σταματά στο κωδικόνιο λήξης στο ανοιχτό πλαίσιο ανάγνωσης. Τρία καθολικά κωδικόνια τερματισμού βρίσκονται στο mRNA:UAG, UGA και UAA. Μια σειρά κωδικονίων σε ένα κομμάτι mRNA φαίνεται στο σχήμα 2 .

Εικόνα 2:Σειρά κωδικονίων σε mRNA

Επίδραση των μεταλλάξεων

Σφάλματα παρουσιάζονται στη διαδικασία αντιγραφής που εισάγει αλλαγές στην νουκλεοτιδική αλυσίδα. Αυτές οι αλλαγές ονομάζονται μεταλλάξεις. Οι μεταλλάξεις μπορεί να αλλάξουν την αλληλουχία αμινοξέων της πολυπεπτιδικής αλυσίδας. Δύο τύποι σημειακών μεταλλάξεων είναι οι λανθασμένες μεταλλάξεις και οι παράλογες μεταλλάξεις. Οι Missense μεταλλάξεις αλλάζουν τις ιδιότητες της πολυπεπτιδικής αλυσίδας αλλάζοντας τα υπολείμματα αμινοξέων και μπορεί να προκαλέσουν ασθένειες όπως η δρεπανοκυτταρική αναιμία. Οι ανόητες μεταλλάξεις αλλάζουν τη νουκλεοτιδική αλληλουχία του κωδικονίου λήξης και μπορεί να προκαλέσουν θαλασσαιμία.

Εκφυλισμός

Ο πλεονασμός που εμφανίζεται στον γενετικό κώδικα αναφέρεται ως εκφυλισμός. Για παράδειγμα, τα κωδικόνια, UUU και UUC προσδιορίζουν αμφότερα το αμινοξύ φαινυλαλανίνη. Ο πίνακας κωδικονίων RNA φαίνεται στο σχήμα 3 .

Εικόνα 3:tabl κωδικονίων RNA

Προκατάληψη χρήσης κωδικονίου

Η συχνότητα στην οποία εμφανίζεται ένα συγκεκριμένο κωδικόνιο σε ένα γονιδίωμα αναφέρεται ως προκατάληψη χρήσης κωδικονίου. Για παράδειγμα, η συχνότητα εμφάνισης του κωδικονίου, UUU είναι 17,6% στο ανθρώπινο γονιδίωμα.

Παραλλαγές

Μπορούν να βρεθούν ορισμένες παραλλαγές με τον τυπικό γενετικό κώδικα κατά την εξέταση του ανθρώπινου μιτοχονδριακού γονιδιώματος. Κάποιο Μυκόλασμα Τα είδη προσδιορίζουν επίσης το κωδικόνιο UGA ως τρυπτοφάνη και όχι ως κωδικόνιο λήξης. Κάποια Candida είδη προσδιορίζουν το κωδικόνιο, το UCG ως σερίνη.

Τι είναι το Anticodon

Η αλληλουχία των τριών νουκλεοτιδίων στο tRNA, η οποία είναι συμπληρωματική της αλληλουχίας κωδικονίου στο mRNA, αναφέρεται ως αντικωδικόνιο. Κατά τη μετάφραση, το αντικωδικόνιο είναι συμπληρωματική βάση ζευγαρωμένη με το κωδικόνιο μέσω δεσμού υδρογόνου. Επομένως, κάθε κωδικόνιο περιέχει ένα αντίστοιχο αντικωδικόνιο σε διαφορετικά μόρια tRNA. Το συμπληρωματικό ζεύγος βάσεων του αντικωδικονίου με το κωδικόνιό του φαίνεται στην εικόνα 4 .

Εικόνα 4:Συμπληρωματικά ζεύγη βάσεων

Ζεύξη βάσεων ταλάντωσης

Η ικανότητα ενός μεμονωμένου αντικωδικονίου να ζευγαρώνει βάσεων με περισσότερα από ένα κωδικόνια στο mRNA αναφέρεται ως σύζευξη βάσεων ταλάντωσης. Το ζεύγος βάσεων ταλάντωσης συμβαίνει λόγω της απώλειας του πρώτου νουκλεοτιδίου στο μόριο tRNA. Η ινοσίνη υπάρχει στην πρώτη θέση νουκλεοτιδίου στο αντικωδικόνιο tRNA. Η ινοσίνη μπορεί να σχηματίσει δεσμούς υδρογόνου με διαφορετικά νουκλεοτίδια. Λόγω της παρουσίας ζευγών βάσεων ταλάντωσης, ένα αμινοξύ προσδιορίζεται από την τρίτη θέση του κωδικονίου. Για παράδειγμα, η γλυκίνη προσδιορίζεται από τα GGU, GGC, GGA και GGG.

Μεταφορά RNA

Μπορούν να βρεθούν εξήντα ένας διαφορετικοί τύποι tRNA για να προσδιοριστούν τα είκοσι απαραίτητα αμινοξέα. Λόγω του ζευγαρώματος βάσεων ταλάντωσης, ο αριθμός των διακριτών tRNA μειώνεται σε πολλά κύτταρα. Ο ελάχιστος αριθμός διακριτών tRNA που απαιτείται από τη μετάφραση είναι τριάντα ένα. Η δομή ενός μορίου tRNA φαίνεται στο σχήμα 5 . Το αντικωδικόνιο εμφανίζεται με γκρι χρώμα. Το στέλεχος δέκτη, το οποίο εμφανίζεται με κίτρινο χρώμα περιέχει μια ουρά CCA στο 3' άκρο του μορίου. Το καθορισμένο αμινοξύ είναι ομοιοπολικά συνδεδεμένο με την ομάδα υδροξυλίου 3' των ουρών CCA. Το tRNA που συνδέεται με αμινοξέα ονομάζεται αμινοακυλο-tRNA.

Εικόνα 5:Μεταφορά RNA

Διαφορά μεταξύ κωδικονίου και αντικωδικονίου

Τοποθεσία

Κωδόνιο: Το κωδικόνιο βρίσκεται στο μόριο mRNA.

Αντικωδικό: Το αντικωδικόνιο βρίσκεται στο μόριο tRNA.

Συμπληρωματική φύση

Κωδόνιο: Το κωδικόνιο είναι συμπληρωματικό της τριπλής νουκλεοτιδίων στο DNA.

Αντικωδικό: Το αντικωδικόνιο είναι συμπληρωματικό του κωδικονίου.

Συνέχεια

Κωδόνιο: Το κωδικόνιο υπάρχει διαδοχικά στο mRNA.

Αντικωδικό: Το αντικωδικόνιο υπάρχει μεμονωμένα στα tRNA.

Συνάρτηση

Κωδόνιο: Το κωδικόνιο καθορίζει τη θέση του αμινοξέος.

Αντικωδικό: Το αντικωδικόνιο φέρνει το καθορισμένο αμινοξύ από το κωδικόνιο.

Συμπέρασμα

Το κωδικόνιο και το αντικωδόνιο εμπλέκονται και τα δύο στην τοποθέτηση των αμινοξέων με τη σωστή σειρά προκειμένου να συντεθεί μια λειτουργική πρωτεΐνη κατά τη μετάφραση. Και οι δύο είναι τριπλέτες νουκλεοτιδίων. Μπορούν να βρεθούν εξήντα ένα διακριτά κωδικόνια που προσδιορίζουν τα είκοσι απαραίτητα αμινοξέα που απαιτούνται για τη σύνθεση μιας πολυπεπτιδικής αλυσίδας. Έτσι, απαιτούνται εξήντα ένα διακριτά tRNA για να γίνει συμπληρωματικό ζεύγος βάσεων με τα εξήντα ένα κωδικόνια. Όμως, λόγω της παρουσίας ζευγαρώματος βάσεων ταλάντωσης, ο αριθμός των απαιτούμενων tRNA μειώνεται σε τριάντα ένα. Τα συμπληρωματικά ζεύγη βάσεων αντικωδονίου με το κωδικόνιο θεωρούνται ως καθολικό χαρακτηριστικό. Επομένως, η βασική διαφορά μεταξύ κωδικονίου και αντικωδικονίου είναι η συμπληρωματική τους φύση.

Αναφορά:
"Γενετικός κώδικας". Wikipedia, η ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια, 2017. Πρόσβαση στις 03 Μαρτίου 2017
“Transfer RNA”. Wikipedia, η ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια, 2017. Πρόσβαση στις 03 Μαρτίου 2017

Εικόνα Ευγενική προσφορά:
"Reading Frame" By Hornung Ákos – Ίδιο έργο (CC BY-SA 3.0) μέσω Commons Wikimedia
"RNA-codon" By Το αρχικό πρόγραμμα μεταφόρτωσης ήταν το Sverdrup στην Αγγλική Wikipedia – Μεταφέρθηκε από en.wikipedia στο Commons., Public Domain) μέσω Commons Wikimedia
"06 chart pu" By NIH –  (Public Domain) μέσω Commons Wikimedia
"Ribosome" By pluma – Ίδιο έργο (CC BY-SA 3.0) μέσω Commons Wikimedia
“TRNA-Phe yeast 1ehz” Από Yikrazuul – Δικό έργο (CC BY-SA 3.0) μέσω Commons Wikimedia