Πώς το DNA κωδικοποιεί τις πληροφορίες

Οι πρωτεΐνες διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο μέσα στο κύτταρο λειτουργώντας ως δομικά, λειτουργικά και ρυθμιστικά μόρια. Διάφοροι τύποι πρωτεϊνών που απαιτούνται για τη λειτουργία ενός κυττάρου συντίθενται μέσα στα κύτταρα. Οι πληροφορίες για τη σύνθεση αυτών των πρωτεϊνών κωδικοποιούνται μέσα στο γονιδίωμα. Το γενετικό υλικό των περισσότερων οργανισμών είναι το DNA. Το DNA αποτελείται από νουκλεοτίδια. Μια τριπλέτα νουκλεοτιδίων που αντιπροσωπεύει ένα συγκεκριμένο αμινοξύ μιας πρωτεΐνης είναι γνωστή ως κωδικόνιο. Το σύνολο κανόνων με το οποίο κωδικοποιείται η γενετική πληροφορία μέσα στο γενετικό υλικό είναι γνωστό ως γενετικός κώδικας. Μια αλληλουχία κωδικονίων μέσα στο γονιδίωμα είναι γνωστή ως γονίδιο που κωδικοποιεί μια συγκεκριμένη λειτουργική πρωτεΐνη μέσα στο κύτταρο. Ως εκ τούτου, ένα γονιδίωμα πρέπει να αποτελείται από έναν αριθμό γονιδίων που κωδικοποιούν πρωτεΐνες. Το γονιδίωμα είναι επίσης κωδικοποιημένο για διάφορους τύπους λειτουργικών μορίων RNA.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι ο Γενετικός Κώδικας
      – Ορισμός, Χαρακτηριστικά, Ρόλος
2. Πώς το DNA κωδικοποιεί τις πληροφορίες
     – Σύνθεση Πρωτεϊνών, Σύνθεση RNA

Βασικοί όροι:αμινοξύ, κωδικόνιο, γενετικός κώδικας, πρωτεΐνη, RNA, μεταγραφή, μετάφραση

Τι είναι ο γενετικός κώδικας

Ο γενετικός κώδικας είναι το σύνολο κανόνων βάσει των οποίων κωδικοποιείται η γενετική πληροφορία εντός του γονιδιώματος. Τα γονίδια του γονιδιώματος αποτελούνται από μια σειρά νουκλεοτιδίων που μπορούν να ομαδοποιηθούν σε κωδικόνια. Ο γενετικός κώδικας συνδέει το σύνολο των κωδικονίων μέσα σε ένα συγκεκριμένο γονίδιο είτε με το σύνολο αμινοξέων της πολυπεπτιδικής αλυσίδας μιας πρωτεΐνης είτε με την αλληλουχία κωδικονίων RNA λειτουργικών μορίων RNA όπως tRNA και rRNA. Ο γενετικός κώδικας αποτελείται από εξήντα τέσσερα κωδικόνια που αντιπροσωπεύουν μοναδικά αμινοξέα που εμπλέκονται στη σύνθεση πρωτεϊνών. Ο γενετικός κώδικας που αντιπροσωπεύει τα 20 αμινοξέα φαίνεται στο σχήμα 1 .

Εικόνα 1:Γενετικός κώδικας

Ο εκφυλισμός είναι ένα από τα σημαντικά χαρακτηριστικά του γενετικού κώδικα. Αυτό σημαίνει ότι ένα μόνο αμινοξύ μπορεί να αντιπροσωπεύεται από περισσότερα από ένα κωδικόνια. Ο γενετικός κώδικας δεν επικαλύπτεται. Ένα μεμονωμένο νουκλεοτίδιο δεν μπορεί να είναι μέρος δύο γειτονικών κωδικονίων και ο γενετικός κώδικας είναι σχεδόν καθολικός.

Πώς Κωδικοποιεί το DNA Πληροφορίες

Ο γενετικός κώδικας ορίζει πώς οι τέσσερις τύποι νουκλεοτιδίων του DNA μεταφράζονται στα είκοσι αμινοξέα που εμπλέκονται στη σύνθεση πρωτεϊνών. Τα δύο στάδια της πρωτεϊνικής σύνθεσης είναι η μεταγραφή και η μετάφραση. Κατά τη μεταγραφή, ο γενετικός κώδικας του DNA μεταγράφεται σε γενετικό κώδικα RNA. Τρεις τύποι RNA παράγονται κατά τη μεταγραφή είναι το mRNA, το tRNA και το rRNA. Η αλληλουχία κωδικονίων RNA του mRNA μεταφράζεται στην αλληλουχία αμινοξέων μιας πρωτεΐνης. Κάθε αμινοξύ της πρωτεΐνης αντιπροσωπεύεται από ένα συγκεκριμένο κωδικόνιο. Γενικά, είκοσι αμινοξέα εμπλέκονται στη σύνθεση πρωτεϊνών και αντιπροσωπεύονται από εξήντα ένα κωδικόνια. Τρία κωδικόνια χρησιμεύουν ως κωδικόνια τερματισμού που τερματίζουν τη μεταγραφή. Μια επισκόπηση της πρωτεϊνικής σύνθεσης φαίνεται στο σχήμα 2.

Εικόνα 2:Πρωτεϊνοσύνθεση

τα tRNA και τα rRNA χρησιμεύουν ως λειτουργικά μόρια πρωτεϊνικής σύνθεσης. Τα tRNA φέρνουν τα αντίστοιχα αμινοξέα κατά τη μετάφραση, ενώ τα rRNA χρησιμεύουν ως λειτουργικά μέρη του ριβοσώματος που διευκολύνουν τη μετάφραση.

Συμπέρασμα

Το γονιδίωμα, το οποίο αποτελείται κυρίως από DNA, κωδικοποιείται για πληροφορίες τόσο για τη σύνθεση πρωτεϊνών όσο και για τη σύνθεση RNA. Οι κωδικοποιητικές περιοχές του γονιδιώματος είναι γνωστές ως γονίδια. Τα γονίδια αποτελούνται από μια σειρά κωδικονίων που αποτελούνται από ομάδες τριών νουκλεοτιδίων. Κάθε κωδικόνιο αντιπροσωπεύει ένα συγκεκριμένο αμινοξύ της πολυπεπτιδικής αλυσίδας μιας πρωτεΐνης ή κωδικόνια RNA ενός tRNA ή rRNA.

Αναφορά:

1. «Το DNA είναι μια δομή που κωδικοποιεί βιολογικές πληροφορίες». Ειδήσεις για τη φύση , Nature Publishing Group, Διαθέσιμο εδώ.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. «Μεταφραστικό διάγραμμα» Από τον Gurustip στα Αγγλικά Wikibooks – Μεταφέρθηκε από τα en.wikibooks στα Commons από τον Adrignola (Δημόσιος Τομέας) μέσω του Commons Wikimedia
2. “Overview of Protein Synthesis” από την Becky Boone (CC BY-SA 2.0) μέσω Flickr