Genetički kod

Izvor: Bionet Škola
Idi na: navigaciju, pretragu
Genetički kod predstavljen cirkularno

Jezik za prenošenje genetičke poruke od DNK (gena) do proteina naziva se genetička šifra (kod), a sadržana je u redosledu baza na lancu DNK. Njegova je jedinica niz od tri nukleotida (triplet) DNK i on se u celini komplementarno prenosi na i-RNK (koja umesto timina ima uracil). Svaki triplet na i-RNK je kodon za jednu aminokiselinu, a niz međusobno povezanih aminokiselina čini polipeptidni lanac (protein).

Ubrzo nakon upoznavanja primarne i sekundarne strukture DNK postalo je jasno da je genetička informacija u DNK smeštena u šifrovanom obliku. Dakle, sinteza proteina predstavljala bi zapravo proces dešifrovanja, gde se genetička informacija koju nosi i-RNK prevodi i redosled aminokiselina u proteinima uz pomoć t-RNK kao posrednika u tim procesima.

Kod, kodon, antikodon

S obzirom da se proteini sastoje od 20 aminokiselina, a nukleinske kiseline od samo 4 različita nukleotida, jasno je da različite grupe od nekoliko nukleotida predstavljaju šifre za različite aminokiseline. Grupe od po dva nukleotida mogle bi da šifruju samo 16 aminokiselina (42= 16 ). Zato , broj različitih grupa od po tri nukleotida (triplet) koje mogu da sačine četiri nukleotida iznosi 64 (43=64), a to je više nego dovoljno za šifrovanje 20 aminokiselina. Tri uzastopna ista ili različita nukleotida DNK (triplet) nazivaju se kod. Kodovi DNK se prepisuju na i-RNK tako da ona sadrži kodone.Prepisivanje se vrši po principu komplementarnosti tako da da se npr. kod DNK ATG (adenin-timin-guanin) prepisuje u kodon UAC na i-RNK. Odnosi između kodona i aminokiselina određeni su skupom znakova koji se nazivaju genetički kod.

Početak i kraj šifre za sintezu jednog polipeptidnog lanca obeleženi su posebnim kodonima. Početak tzv. start-kodonom (AUG), a kraj stop-kodonima (UAA, UAG i UGA). Start-kodon, osim što predstavlja mesto od koga započinje čitanje i-RNK je istovremeno i kodon koji određuje aminokiselinu metionin. Stop-kodoni ne odgovaraju ni jednoj aminokiselini pa se nazivaju i besmislenim kodonima (engl. nonsense).

Ulogu prevodioca ove šifre u redosled aminokiselina u proteinu igra t-RNK koja sadrži antikodon. Antikodon je triplet nukleotida t-RNK komplementaran kodonu i-RNK. U zavisnosti od toga koji antikodon sadrži t-RNK će za sebe vezati tačno određenu aminokiselinu. Npr.aminokiselina izoleucin određena je kodonom ATG koji se na i-RNK prepisuje u kodon UAC pa će se izoleucin vezati za t-RNK koja nosi antikodon AUG.

Svojstva genetičkog koda

Genetički kod pokazuje tri važne osobine:

  • univerzalnost,
  • izrođenost i
  • očitava se bez preklapanja.

Univerzalnost znači da je g. kod isti za sve biološke vrste, odnosno da pojedini kodoni u gotovo svim biološkim vrstama odgovaraju istoj aminokiselini[2]. Izrođenost (degenerativnost) genetičkog koda znači da jednu aminokiselinu najčešće određuje veći broj kodona[3]. Kodoni koji određuju istu aminokiselinu često su vrlo slični i najčešće se razlikuju samo u trećem nukleotidu, tako da ako dođe do zamene nukleotida to ne predstavlja i zamenu aminokiseline u proteinu. Očitavanje bez preklapanja znači da nukleotidi jednog kodona nikada ne pripadaju istovremeno i susednim kodonima.

Tabela standardnog genetičkog koda

Ova tabela pokazuje 64 kodona i aminokiseline koji oni kodiraju.
Друга база
U C A G
Прва
база
U

UUU (Phe/F) Fenilalanin
UUC (Phe/F) Fenilalanin
UUA (Leu/L) Leucin
UUG (Leu/L) Leucin, Start

UCU (Ser/S) Serin
UCC (Ser/S) Serin
UCA (Ser/S) Serin
UCG (Ser/S) Serin

UAU (Tyr/Y) Tirozin
UAC (Tyr/Y) Tirozin
UAA Ochre (Stop)
UAG Amber (Stop)

UGU (Cys/C) Цистеин
UGC (Cys/C) Цистеин
UGA Opal (Stop)
UGG (Trp/W) Триптофан

C

CUU (Leu/L) Леуцин
CUC (Leu/L) Леуцин
CUA (Leu/L) Леуцин
CUG (Leu/L) Леуцин, Start

CCU (Pro/P) Пролин
CCC (Pro/P) Пролин
CCA (Pro/P) Пролин
CCG (Pro/P) Пролин

CAU (His/H) Хистидин
CAC (His/H) Хистидин
CAA (Gln/Q) Глутамин
CAG (Gln/Q) Глутамин

CGU (Arg/R) Аргинин
CGC (Arg/R) Aргинин
CGA (Arg/R) Aргинин
CGG (Arg/R) Aргинин

A

AUU (Ile/I) Изолеуцин, Start2
AUC (Ile/I) Изолеуцин
AUA (Ile/I) Изолеуцин
AUG (Met/M) Метионин, Start1

ACU (Thr/T) Треонин
ACC (Thr/T) Треонин
ACA (Thr/T) Tреонин
ACG (Thr/T) Tреонин

AAU (Asn/N) Aспарагин
AAC (Asn/N) Aспарагин
AAA (Lys/K) Лизин
AAG (Lys/K) Лизин

AGU (Ser/S) Serin
AGC (Ser/S) Serin
AGA (Arg/R) Аргинин
AGG (Arg/R) Aргинин

G

GUU (Val/V) Валин
GUC (Val/V) Валин
GUA (Val/V) Валин
GUG (Val/V) Валин, Start2

GCU (Ala/A) Aланин
GCC (Ala/A) Aланин
GCA (Ala/A) Aланин
GCG (Ala/A) Aланин

GAU (Asp/D) Аспаратинска киселина
GAC (Asp/D) Аспаратинска киселина
GAA (Glu/E) Глутаминска киселина
GAG (Glu/E) Глутаминска киселина

GGU (Gly/G) Glicin
GGC (Gly/G) Glicin
GGA (Gly/G) Glicin
GGG (Gly/G) Glicin


1 Kodon AUG je šifra za aminokiselinu metionin i u isto vreme je sart-kodon.
2Start-kodon samo kod prokariota.

Literatura

  • Dumanović, J, marinković, D, Denić, M: Genetički rečnik, Beograd, 1985.
  • Kosanović, M, Diklić, V: Odabrana poglavlja iz humane genetike, Beograd, 1986.
  • Lazarević, M: Ogledi iz medicinske genetike, Beograd, 1986.
  • Marinković, D, Tucić, N, Kekić, V: Genetika, Naučna knjiga, Beograd
  • Matić, Gordana: Osnovi molekularne biologije, Zavet, Beograd, 1997.
  • Prentis S: Biotehnologija, Školska knjiga, Zagreb, 1991.
  • Ridli, M: Genom - autobiografija vrste u 23 poglavlja, Plato, Beograd, 2001.
  • Tatić, S, Kostić, G, Tatić, B: Humani genom, ZUNS, Beograd, 2002.
  • Tucić, N, Matić, Gordana: O genima i ljudima, Centar za primenjenu psihologiju, Beograd, 2002.
  • Švob, T. i sradnici: Osnovi opće i humane genetike, Školska knjiga, Zagreb, 1990.
  • Šerban, Nada: ćelija - strukture i oblici, ZUNS, Beograd, 2001