आनुवंशिक कोड और कोडॉन पहचान

आनुवंशिक कोड उन नियमों का समूह है जिनके द्वारा मैसेंजर आरएनए (mRNA) में तीन न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम, जिन्हें कोडॉन कहा जाता है, एक प्रोटीन के अमीनो एसिड को निर्दिष्ट करते हैं। कोडॉन पहचान एक आणविक घटना है जिसमें एक ट्रांसफर आरएनए (tRNA) एंटीकोडॉन एक कोडॉन के साथ बेस-पेयर करता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि अनुवाद के दौरान सही अमीनो एसिड जोड़ा जाए।

Definition

आनुवंशिक कोड 64 न्यूक्लियोटाइड ट्रिपलेट की 20 मानक अमीनो एसिड और स्टॉप संकेतों पर एक अपभ्रंश, बड़े पैमाने पर सार्वभौमिक मैपिंग है; कोडॉन पहचान एक ट्रांसफर आरएनए एंटीकोडॉन का एक mRNA कोडॉन के साथ बेस-पेयरिंग है जो शामिल किए जाने वाले अमीनो एसिड का चयन करता है।

Scope

यह विषय ट्रिपलेट कोड की संरचना, इसकी प्रमुख विशेषताओं जैसे कि अपभ्रंशता (degeneracy) और लगभग सार्वभौमिकता (near-universality), प्रारंभ और समापन संकेतों, कोडॉन-एंटीकोडॉन युग्मन (तीसरे स्थान पर वॉबल सहित), और राइबोसोम पर पहचान की सटीकता कैसे प्राप्त की जाती है, को शामिल करता है। यह एक कार्यप्रणाली और यांत्रिक विषय है, नैदानिक ​​मार्गदर्शन नहीं।

Core questions

• न्यूक्लियोटाइड के ट्रिपलेट अमीनो एसिड को कैसे निर्दिष्ट करते हैं?
• कोड अपभ्रंश क्यों है और वॉबल युग्मन क्या है?
• राइबोसोम सही और गलत कोडॉन-एंटीकोडॉन जोड़े के बीच अंतर कैसे करता है?
• कोड कितना सार्वभौमिक है, और कौन से अपवाद मौजूद हैं?

Key concepts

• कोडॉन और एंटीकोडॉन
• रीडिंग फ्रेम
• कोड की अपभ्रंशता
• प्रारंभ कोडॉन (AUG) और स्टॉप कोडॉन
• वॉबल बेस युग्मन
• कोड की लगभग सार्वभौमिकता
• डिकोडिंग सटीकता

Key theories

ट्रिपलेट, गैर-अतिव्यापी कोड

बैक्टीरियोफेज में फ्रेमशिफ्ट आनुवंशिकी ने दिखाया कि कोड को एक निश्चित प्रारंभिक बिंदु से तीन न्यूक्लियोटाइड के गैर-अतिव्यापी समूहों में पढ़ा जाता है, जो रीडिंग फ्रेम को परिभाषित करता है।

Mechanisms

तीन न्यूक्लियोटाइड का प्रत्येक mRNA कोडॉन एक ट्रांसफर आरएनए पर एक पूरक तीन-न्यूक्लियोटाइड एंटीकोडॉन द्वारा पहचाना जाता है जो संबंधित अमीनो एसिड से चार्ज होता है। चूंकि 20 अमीनो एसिड के लिए 61 सेंस कोडॉन होते हैं, कोड अपभ्रंश है: कई कोडॉन एक ही अमीनो एसिड को निर्दिष्ट कर सकते हैं, और तीसरे कोडॉन स्थिति (वॉबल स्थिति) पर शिथिल युग्मन एक ही ट्रांसफर आरएनए को एक से अधिक कोडॉन पढ़ने की अनुमति देता है। छोटे राइबोसोमल सबयूनिट पर, डिकोडिंग केंद्र कोडॉन-एंटीकोडॉन हेलिक्स की ज्यामिति की निगरानी करता है, सही (संज्ञानात्मक) जोड़े को स्वीकार करता है और बेमेल को अस्वीकार करता है, जो अनुवाद संबंधी सटीकता के लिए केंद्रीय है। निरेनबर्ग और सहयोगियों के सिंथेटिक-आरएनए प्रयोगों ने, फ्रेमशिफ्ट आनुवंशिकी के साथ मिलकर, कोड की ट्रिपलेट प्रकृति और असाइनमेंट स्थापित किए।

Clinical relevance

कोडॉन को बदलने वाले उत्परिवर्तन एक प्रोटीन को बदल सकते हैं, छोटा कर सकते हैं या निष्क्रिय कर सकते हैं, और रीडिंग फ्रेम में बदलाव आमतौर पर सामान्य कार्य को समाप्त कर देते हैं; कोड को समझना यह स्पष्ट करता है कि ऐसे अनुक्रम परिवर्तन बीमारी से कैसे संबंधित हैं। यह प्रविष्टि आणविक सिद्धांतों की व्याख्या करती है और व्यक्तिगत निदान या उपचार निर्णयों का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

कोड की संरचना 1960 के दशक के शास्त्रीय आनुवंशिक और जैव रासायनिक प्रयोगों और डिकोडिंग के बाद के संरचनात्मक अध्ययनों द्वारा स्थापित की गई है, और मानक पाठ्यपुस्तकों में समेकित है।

History

1961 में क्रिक और सहयोगियों ने फ्रेमशिफ्ट उत्परिवर्तन का उपयोग यह दिखाने के लिए किया कि कोड को ट्रिपलेट में पढ़ा जाता है, और उसी अवधि में निरेनबर्ग, मथाई और खोराना ने सिंथेटिक आरएनए टेम्पलेट्स का उपयोग करके कोडॉन असाइनमेंट को समझा, 1960 के दशक के मध्य तक कोड को पूरा किया। 2000 के दशक में संरचनात्मक कार्य ने तब समझाया कि राइबोसोम सटीकता बनाए रखने के लिए कोडॉन-एंटीकोडॉन युग्मन का भौतिक रूप से कैसे निरीक्षण करता है।

Key figures

• Francis Crick
• Marshall Nirenberg
• Har Gobind Khorana
• V. Ramakrishnan

Seminal works

• crick-1961
• nirenberg-1961

Frequently asked questions

आनुवंशिक कोड के अपभ्रंश होने का क्या अर्थ है?

अपभ्रंश का अर्थ है कि अधिकांश अमीनो एसिड एक से अधिक कोडॉन द्वारा निर्दिष्ट होते हैं, इसलिए विभिन्न कोडॉन एक ही अमीनो एसिड को एन्कोड कर सकते हैं; यह अतिरेक प्रोटीन को बदलने के खिलाफ कुछ उत्परिवर्तन को बफर कर सकता है।

वॉबल युग्मन क्या है?

वॉबल युग्मन एक कोडॉन के तीसरे स्थान पर अनुमत शिथिल, गैर-मानक बेस युग्मन है, जो एक ही ट्रांसफर आरएनए को कई कोडॉन को पहचानने देता है जो केवल उस स्थिति में भिन्न होते हैं।