Caratteristica ed eccezioni del codice genetico - Discusso!

Caratteristica ed eccezioni del codice genetico!

Esiste una connessione intima tra geni e sintesi di polipeptidi o enzimi. I geni sono costituiti da nucleotidi disposti in modo specifico. Nella terminologia moderna un gene si riferisce a un cistrone del DNA. Un cistron è costituito da un gran numero di nucleotidi.

La disposizione dei nucleotidi o delle loro basi azotate è collegata alla sintesi delle proteine ​​influenzando l'incorporazione di aminoacidi in esse. La relazione tra la sequenza di aminoacidi in una sequenza di polipeptidi e nucleotidi di DNA o mRNA è chiamata codice genetico.

Il DNA contiene solo quattro tipi di basi azotate o nucleotidi mentre il numero di amminoacidi è 20. È stato quindi ipotizzato che il codice tripletta (costituito da tre basi adiacenti per un amminoacido) sia operativo. Le diverse ricerche che hanno aiutato a decifrare il codice genetico della tripletta sono le seguenti.

1. Crick et al (1961) hanno osservato che la delezione o l'aggiunta di una o due coppie di basi nel DNA del batteriofago T 4 disturbavano il normale funzionamento del DNA. Tuttavia, quando sono state aggiunte o eliminate tre coppie di basi, il disturbo era minimo.

2. Nirenberg e Mathaei (1961) hanno sostenuto che un singolo codice (un amminoacido specificato da una base di azoto) può specificare solo 4 acidi (4 1 ), un doppio codice solo 16 (4 2 ) mentre un codice tripletta può specificare fino a 64 amminoacidi (4 3 ). Poiché ci sono 20 amminoacidi, può essere operativo un codice tripletto (tre basi di azoto per un amminoacido).

3. Nirenberg (1961) ha preparato polimeri dei quattro nucleotidi UUUUUU ... (acido poliuridilico), CCCCCC ... (acido policiclidilico), AAAAAAA ... (acido poliadenilico) e GGGGGGG ... (acido policlanilico). Ha osservato che poli-U stimolava la formazione di polifenilalanina, poli-C di polipolina mentre poli-A aiutava a formare la polilisina. Comunque poly-G non ha funzionato (ha formato una struttura a triplo filamento che non funziona nella traduzione). Più tardi, GGG è stato trovato per codificare per glicina amminoacido.

Tavolo. Assegnazione di codoni di mRNA ad aminoacidi.

4. Khorana (1964) sintetizzava copolimeri di nucleotidi come UGUGUGUGUG e osservava che stimolavano la formazione di polipeptidi aventi amminoacidi alternativamente simili come cisteina-valina-cisteina. Questo è possibile solo se tre nucleotidi adiacenti specificano un amminoacido (ad es. UGU) e altri tre il secondo amminoacido (eg GUG).

GUG UGU GUG UGU GUG

Val - Cys - Val - Cys - Val

5. I codoni tripletti sono stati confermati dall'assegnazione del codone in vivo tramite (i) studi di sostituzione degli aminoacidi (ii) mutazioni del frame shift.

6. A poco a poco tutti i codoni sono stati elaborati alcuni amminoacidi sono specificati da più di un codone. I linguaggi di codice del DNA e dell'mRNA sono complementari. Quindi i due codoni per la fenilalanina sono UUU e UUC in caso di mRNA mentre sono AAA e A AG per DNA.

caratteristiche:

1. Codice tripletta:

Tre basi azotate adiacenti costituiscono un codone che specifica il posizionamento di un amminoacido in un polipeptide.

2. Segnale di avvio:

La sintesi del polipeptide è segnalata da due codoni di iniziazione -AUG o metionina codone e GUG o valina codone.

3. Segnale di stop:

La terminazione della catena polipeptidica è segnalata da tre codoni di terminazione UAA (ocra), UAG (ambra) e UGA (opale). Non specificano alcun amminoacido e quindi sono anche chiamati codoni senza senso.

4. Codice universale:

Il codice genetico è applicabile universalmente, cioè un codone specifica lo stesso amminoacido da un virus ad un albero o ad un essere umano. Così l'mRNA dell'uccellotto ovidotto introdotto in Escherichia coli produce ovalbumen nel batterio esattamente simile a quello formato nel pulcino.

5. Codoni non ambigui:

Un codone specifica solo un amminoacido e non un altro.

6. Codoni correlati:

Gli aminoacidi con proprietà simili hanno codoni correlati, ad esempio aminoacidi aromatici triptofano (UGG), fenilalanina (UUC, UUU), tirosina (UAC, UAU).

7. Commestare:

Il codice genetico è continuo e non possiede pause dopo le terzine. Se un nucleotide viene eliminato o aggiunto, l'intero codice genetico leggerà in modo diverso. Quindi un polipeptide avente 50 amminoacidi deve essere specificato da una sequenza lineare di 150 nucleotidi. Se un nucleotide viene aggiunto o eliminato nel mezzo di questa sequenza, i primi 25 aminoacidi del polipeptide saranno uguali ma i prossimi 25 aminoacidi saranno molto diversi.

8. Codice non sovrapposto:

Una base di azoto è un costituente di un solo codone.

9. Degenerazione del codice:

Poiché ci sono 64 codoni tripletta e solo 20 aminoacidi, l'incorporazione di alcuni amminoacidi deve essere influenzata da più di un codone. Solo triptofano (UGG) e metionina (AUG) sono specificati da singoli codoni.

Tutti gli altri amminoacidi sono specificati da 2-6 codoni. Questi ultimi sono chiamati codoni degenerati. Nei codoni degenerati le prime due basi azotate sono simili mentre la terza è diversa. Poiché la terza base di azoto non ha alcun effetto sulla codifica, la stessa si chiama posizione di oscillazione.

10. Colinearità:

Sia il polipeptide che il DNA o l'mRNA hanno una disposizione lineare dei loro componenti. Inoltre, la sequenza di basi nucleotidiche di triplette nel DNA o mRNA corrisponde alla sequenza di amminoacidi nel polipeptide prodotto sotto la guida del primo. Il cambiamento nella sequenza di codoni produce anche un cambiamento simile nella sequenza di amminoacidi del polipeptide.

11. Parità CIPRO-POLIPeptide:

Porzione di DNA chiamata cistron (= gene) specifica la formazione di un particolare polipeptide. Significa che il sistema genetico dovrebbe avere il maggior numero di cistroni (= geni) come i tipi di polipeptidi trovati negli organismi.

eccezioni:

1. Codoni diversi:

In Paramecium e alcuni altri codificatori di terminazione di ciliati UAA e codice UGA per glutammina.

2. Geni sovrapposti:

ф xl74 ha 5375 nucleotidi che codificano per 10 proteine ​​che richiedono più di 6000 basi. Tre dei suoi geni E, B e K si sovrappongono ad altri geni. La sequenza nucleotidica all'inizio del gene E è contenuta nel gene D. Allo stesso modo il gene K si sovrappone ai geni A e CA una condizione simile si trova nell'SV-40.

3. geni mitocondriali:

Codice AGG e AGA per l'arginina ma funzionano come segnali di arresto nel mitocondrio umano. L'UGA, un codone di terminazione, corrisponde al triptofano mentre l'AUA (codone per isoleucina) denota la metionina nei mitocondri umani.