FacebookTwitterEmailPrint
Hvad er DNA-koden?
DNA-koden er i virkeligheden “livets sprog”. Den indeholder instruktionerne til at skabe et levende væsen. DNA-koden består af et simpelt alfabet, der kun består af fire “bogstaver” og 64 “ord” på tre bogstaver, kaldet kodoner. Det kan være svært at tro, at det meste af livets vidunderlige mangfoldighed er baseret på et “sprog”, der er enklere end engelsk – men det er sandt.
Denne kode er ikke bogstaveligt talt sammensat af bogstaver og ord. I stedet repræsenterer de fire bogstaver fire individuelle molekyler kaldet nukleotider: thymin (T), adenin (A), cytosin (C) og guanin (G). Rækkefølgen eller rækkefølgen af disse baser skaber en unik genetisk kode.
Disse kodon-“ord” i den genetiske kode er hver tre nukleotider lange – og der er 64 af dem. Hvis du regner det ud, er det så mange ord med tre bogstaver i kombinationer, som du kan få med kun fire bogstaver. ATG og CCC er et par eksempler på kodoner.
Som der er mere i menneskelige sprog som engelsk end bogstaver og ord, f.eks. tegnsætning, kommaer osv., gælder det samme for den genetiske kode. I stedet for f.eks. at sætte stor bogstav i begyndelsen af en sætning, signalerer den genetiske kode næsten altid starten på nye instruktioner med ATG, en af disse kodoner på tre bogstaver.
Og i stedet for punktum afsluttes generne med en af tre forskellige kodoner: TAG, TAA eller TGA. Der er andre dele af DNA’et, som ikke er kodoner, der kan fungere som en slags tegnsætning eller signaler, der f.eks. angiver, hvornår, hvor og hvor kraftigt et gen skal læses.
Hvordan koder DNA information?
En af de vigtigste måder, hvorpå DNA koder information inde i cellerne, er gennem generne. Mennesker har omkring 20.000 gener. Hvert gen har instruktionerne til at fremstille et bestemt protein, og hvert protein udfører en bestemt opgave i cellen.
For eksempel har laktase-genet instruktionerne til at fremstille laktaseproteinet. Laktaseproteinet nedbryder sukkeret laktose, som findes i mælk. Personer med et slukket laktase-gen er laktoseintolerante.
Instruktionerne til fremstilling af disse proteiner er kodet i de tre-nucleotid-kodoner, der blev omtalt tidligere. Men ligesom et sæt instruktioner, der skal læses for at få bygget noget, skal de instruktioner, der er kodet i DNA’et, også læses.
DNA’et med koden til fremstilling af laktaseproteinet vil f.eks. ikke kunne nedbryde sukkeret laktose. For at fordøje laktose skal en celle i stedet først læse genet og derefter fremstille proteinet laktase.
Det første skridt i læsningen af et gen er at overføre informationen fra DNA til messenger RNA (mRNA) ved hjælp af et protein kaldet RNA-polymerase (hos mennesker er den polymerase, der læser gener som laktase, RNA-polymerase II). Denne proces kaldes transkription.
MRNA’et går derefter videre til en proteinfremstillingsmaskine i cellen, der kaldes et ribosom. Det er her, at mRNA’et oversættes til det specifikke protein, som det har instruktionerne til. Lactase-mRNA’et oversættes til proteinet lactase på ribosomet.
Hvad koder kodoner for?
En kodon er en sekvens af tre nukleotider på en DNA- eller RNA-streng. Hver kodon er som et ord på tre bogstaver, og alle disse kodoner udgør tilsammen DNA’s (eller RNA’s) instruktioner. Da der kun er fire nukleotider i DNA og RNA, er der kun 64 mulige kodoner.
Af de 64 kodoner koder 61 for aminosyrer, som er byggestenene til proteiner. Proteiner fremstilles ved at binde en række aminosyrer sammen. Hvert protein er forskelligt på grund af den rækkefølge og det antal aminosyrer, det har. Så DNA-koden er i virkeligheden bare instruktioner til at sætte det rigtige antal og den rigtige type aminosyrer sammen i den rigtige rækkefølge.
De tre kodoner, som ikke koder for aminosyrer, kaldes stopkodoner. Tænk på dem som punkter i slutningen af en sætning. De fungerer som et stopsignal, der fortæller ribosomet, at det er kommet til slutningen af proteininstruktionerne og skal holde op med at tilføje aminosyrer. I RNA erstattes nucleotidbasen thymin (T) af nucleotidbasen uracil (U). De tre stopkodoner i mRNA er UAG, UAA og UGA.
Mens 61 kodoner koder for aminosyrer, har mennesker kun 20 aminosyrer, så der er flere kodoner end nødvendigt. Dette er kendt som redundans. En aminosyre kan have mere end ét kodon, der koder for den. F.eks. koder både UUUU og UUC for aminosyren phenylalanin (Phe).
Redundans er med til at mindske virkningen af ændringer i DNA’et. For at et protein kan fungere optimalt, skal det have den rigtige aminosyre på det rigtige sted. Enhver ændring i et gen, der ændrer en aminosyre til en anden, kan medføre, at et protein holder op med at fungere.
Mens dette måske ikke er noget stort problem for laktase-genet (du skal bare tage Lactaid, når du drikker mælk), kan virkningerne for andre gener være mere alvorlige. Sikkelscelleanæmi er et tilfælde, hvor en enkelt aminosyreændring i betaglobin-genet fører til sygdommen.
Redundans gør det mindre sandsynligt, at mutationer fører til aminosyreændringer og dermed mulig sygdom, fordi nogle ændringer i DNA’et, såkaldte tavse mutationer, vil resultere i den samme aminosyre. Hvis et C erstatter det sidste U i UCU for at danne UCC, vil kodonet f.eks. stadig danne den samme aminosyre: serin (Ser). Hvis man har mere end ét codon pr. aminosyre, kan man forhindre, at der dannes et ikke-funktionelt protein.
Hvor mange mulige codoner er der?
De fleste organismer, som f.eks. mennesker, har lignende genetiske koder med 64 codoner, der fungerer på samme måde. Faktisk går den endda under navnet “universel genetisk kode”. Et eksempel kunne være ACG, der koder for aminosyren threonin (Thr) hos mennesker, katte og planter.
Den seneste forskning viser imidlertid, at nogle bakterier har kodoner, der koder anderledes. For eksempel kan stopkodonet UGA kode for aminosyren glycin (Gly) i nogle bakterier. På samme måde kan stopkodonet UGA kode for tryptofan i mitokondrier i nogle organismer.
Hvad giver DNA koden til?
Kun omkring to procent af DNA’et inde i dine celler koder faktisk for proteiner. Resten kaldes nogle gange endda junk-DNA – men forskerne har måske været lidt forhastede med at kalde det sådan. Dette ikke-kodende DNA har mange forskellige funktioner i cellen, f.eks. regulering af gener. Ikke-kodende DNA kan hjælpe med at tænde og slukke for gener, give proteinerne et sted at binde sig, så de kan udføre deres arbejde, osv. Studiet af ikke-kodende DNA er et aktivt forskningsområde lige nu.