Kode Genetik

Buku aturan yang memetakan setiap kodon tiga huruf nukleotida ke asam amino atau sinyal berhenti, dan eksperimen yang memecahkannya.

Definition

Kode genetik adalah korespondensi antara 64 triplet nukleotida (kodon) dari RNA duta dan 20 asam amino standar ditambah sinyal berhenti translasi, dibaca dalam kerangka tetap untuk menentukan urutan protein.

Scope

Topik ini mencakup struktur dan sifat kode genetik: pembacaannya yang triplet, tidak tumpang tindih, dan tanpa koma; penugasan kodon–asam amino termasuk kodon awal dan berhenti; degenerasi dan goyangan (wobble); kerangka pembacaan; dan hampir universalnya kode dengan pengecualian yang diketahui. Ini membahas kode itu sendiri; mesin yang membacanya dibahas dalam topik-topik pendamping tentang ribosom dan tRNA.

Core questions

• Bagaimana ditetapkan bahwa kode dibaca dalam triplet yang tidak tumpang tindih?
• Bagaimana kodon individual ditetapkan ke asam amino?
• Mengapa kode memiliki lebih banyak kodon daripada asam amino, dan apa itu goyangan (wobble)?
• Seberapa universal kode tersebut, dan pengecualian apa yang ada?

Key theories

Kode triplet, tidak tumpang tindih

Informasi genetik dibaca dalam kelompok tiga nukleotida berturut-turut tanpa tumpang tindih, sehingga kerangka pembacaan yang ditentukan menentukan kodon mana yang dibaca; pergeseran kerangka (frameshifts) mengacak pesan di bagian hilir.

Degenerasi dan goyangan (wobble)

Sebagian besar asam amino dikodekan oleh beberapa kodon sinonim yang biasanya berbagi dua posisi pertamanya, dan pasangan fleksibel pada posisi kodon ketiga (goyangan) memungkinkan satu tRNA membaca lebih dari satu kodon.

Mechanisms

Kode tersebut diuraikan dengan menerjemahkan RNA sintetik dalam sistem bebas sel: templat poli(U) mengarahkan sintesis polifenilalanin, menetapkan UUU untuk fenilalanin, dan penggunaan sistematis polimer dan triplet yang ditentukan menetapkan kodon-kodon yang tersisa. Ke-64 kodon mencakup 61 kodon sense yang menentukan asam amino dan 3 kodon berhenti; satu kodon awal juga mengatur kerangka pembacaan. Degenerasi mengonsentrasikan kodon-kodon sinonim sehingga perubahan posisi ketiga seringkali diam, dan pasangan goyangan (wobble pairing) menghemat jumlah tRNA yang dibutuhkan.

Clinical relevance

Karena kerangka pembacaan dan identitas kodon menentukan urutan protein, mutasi titik, mutasi nonsens, dan pergeseran kerangka (frameshifts) memiliki konsekuensi yang dapat diprediksi untuk produk protein dan mendasari banyak kondisi genetik; disajikan sebagai signifikansi, bukan panduan klinis.

History

Eksperimen poli(U) Nirenberg dan Matthaei tahun 1961 membuat penugasan kodon pertama; polimer terdefinisi Khorana, pengurutan tRNA Holley, dan proposal adaptor dan goyangan (wobble) Crick melengkapi kode tersebut, yang diakui oleh Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran tahun 1968.

Key figures

• Marshall Nirenberg
• Har Gobind Khorana
• Francis Crick
• Robert Holley

Seminal works

• nirenberg1961
• watson2013

Frequently asked questions

Berapa banyak kodon yang ada dan apa yang mereka kodekan?

Ada 64 kodon: 61 menentukan asam amino dan 3 adalah sinyal berhenti; satu kodon juga berfungsi sebagai awal yang biasa, mengatur kerangka pembacaan.

Apa itu goyangan (wobble)?

Pasangan basa yang fleksibel pada posisi kodon ketiga yang memungkinkan satu RNA transfer mengenali beberapa kodon sinonim, mengurangi jumlah tRNA yang dibutuhkan sel.