Genetik Kod
Nükleotitlerin her üç harfli kodonunu bir amino aside veya bir dur sinyaline eşleyen kural dizisini ve bu kural dizisini çözmeye yönelik gerçekleştirilen deneyleri ele almaktadır.
Tanım
Genetik kod, haberci RNA'nın 64 nükleotit üçlüsü (kodon) ile 20 standart amino asit ve translasyonel dur sinyalleri arasındaki karşılıklı ilişki olup, bir proteinin dizisini belirlemek üzere sabit bir çerçevede okunmaktadır.
Kapsam
Bu konu, genetik kodun yapısını ve özelliklerini kapsamaktadır: üçlü, örtüşmeyen, virgülsüz okunuşu; başlangıç ve dur kodonları dahil olmak üzere kodon-amino asit atamaları; dejenerasyon ve yalpalama (wobble); okuma çerçevesi; ve bilinen istisnalarıyla kodun neredeyse evrenselliği. Konu, kodun kendisini ele almaktadır; kodu okuyan mekanizma ise ribozom ve tRNA hakkındaki ilgili konularda incelenmektedir.
Temel sorular
- Kodun örtüşmeyen üçlüler halinde okunduğu nasıl tespit edilmiştir?
- Bireysel kodonlar amino asitlere nasıl atanmıştır?
- Kod neden amino asitlerden daha fazla kodona sahiptir ve yalpalama (wobble) nedir?
- Kod ne kadar evrenseldir ve hangi istisnalar bulunmaktadır?
Temel kuramlar
- Üçlü, Örtüşmeyen Kod
- Genetik bilgi, örtüşme olmaksızın art arda gelen üç nükleotitlik gruplar halinde okunmaktadır; bu nedenle, tanımlanmış bir okuma çerçevesi hangi kodonların okunacağını belirlemektedir; çerçeve kaymaları ise mesajı aşağı yönde karıştırmaktadır.
- Dejenerasyon ve Yalpalama (Wobble)
- Çoğu amino asit, genellikle ilk iki pozisyonlarını paylaşan birkaç eşanlamlı kodon tarafından kodlanmaktadır ve üçüncü kodon pozisyonundaki esnek eşleşme (yalpalama/wobble), tek bir tRNA'nın birden fazla kodonu okumasına olanak tanımaktadır.
Mekanizmalar
Kod, sentetik RNA'ların hücre dışı sistemlerde translasyonu yoluyla çözülmüştür: bir poli(U) kalıbı, polifenilalanin sentezini yönlendirerek UUU'yu fenilalanine atamış; tanımlanmış polimerlerin ve üçlülerin sistematik kullanımı ise kalan kodonları atamıştır. 64 kodon, amino asitleri belirleyen 61 anlam kodonunu ve 3 dur kodonunu içermektedir; tek bir başlangıç kodonu aynı zamanda okuma çerçevesini de belirlemektedir. Dejenerasyon, eşanlamlı kodonları yoğunlaştırarak üçüncü pozisyondaki değişikliklerin genellikle sessiz kalmasını sağlamakta ve yalpalama (wobble) eşleşmesi, ihtiyaç duyulan tRNA sayısından tasarruf ettirmektedir.
Klinik önem
Okuma çerçevesi ve kodon kimliği protein dizisini belirlediği için, nokta mutasyonları, anlamsız mutasyonlar ve çerçeve kaymaları protein ürünleri üzerinde öngörülebilir sonuçlara yol açmakta ve birçok genetik durumun temelini oluşturmaktadır; bu bilgiler klinik rehberlik olarak değil, önemini vurgulamak amacıyla sunulmaktadır.
Tarihçe
Nirenberg ve Matthaei'nin 1961'deki poli(U) deneyi ilk kodon atamasını yapmıştır; Khorana'nın tanımlanmış polimerleri, Holley'nin tRNA dizilemesi ve Crick'in adaptör ve yalpalama (wobble) önerileri kodu tamamlamış ve bu çalışmalar 1968 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü ile tanınmıştır.
Öne çıkan isimler
- Marshall Nirenberg
- Har Gobind Khorana
- Francis Crick
- Robert Holley
İlgili konular
Temel eserler
- nirenberg1961
- watson2013
Sıkça sorulan sorular
- Kaç kodon vardır ve bunlar neyi kodlar?
- 64 kodon bulunmaktadır: 61'i amino asitleri belirler ve 3'ü dur sinyalidir; bir kodon aynı zamanda okuma çerçevesini belirleyen olağan başlangıç kodonu olarak da işlev görmektedir.
- Yalpalama (wobble) nedir?
- Üçüncü kodon pozisyonundaki esnek baz eşleşmesidir; bu durum, bir transfer RNA'nın birkaç eşanlamlı kodonu tanımasına olanak tanıyarak bir hücrenin ihtiyaç duyduğu tRNA sayısını azaltmaktadır.