FacebookTwitterEmailPrint
Ce este codul ADN?
Codonul ADN este de fapt „limbajul vieții”. Acesta conține instrucțiunile pentru crearea unui ființă vie. Codul ADN este alcătuit dintr-un alfabet simplu format din doar patru „litere” și 64 de „cuvinte” de trei litere numite codoni. Poate fi greu de crezut că cea mai mare parte din minunata diversitate a vieții se bazează pe o „limbă” mai simplă decât engleza – dar este adevărat.
Acest cod nu este alcătuit literalmente din litere și cuvinte. În schimb, cele patru litere reprezintă patru molecule individuale numite nucleotide: timină (T), adenină (A), citosină (C) și guanină (G). Ordinea sau secvența acestor baze creează un cod genetic unic.
Aceste „cuvinte” codonice din codul genetic au fiecare câte trei nucleotide – și sunt 64 de nucleotide. Dacă faceți calculele, acestea sunt tot atâtea combinații de cuvinte de trei litere câte se pot obține cu doar patru litere. ATG și CCC sunt câteva exemple de codoni.
La fel cum în limbile umane precum engleza există mai mult decât litere și cuvinte, cum ar fi punctuația, virgulele etc., același lucru este valabil și pentru codul genetic. De exemplu, în loc să scrie cu majusculă la începutul unei propoziții, codul genetic semnalează aproape întotdeauna începutul unor noi instrucțiuni cu ATG, unul dintre acești codoni de trei litere.
Și în loc de puncte, genele se termină cu unul dintre cei trei codoni diferiți: TAG, TAA sau TGA. Există și alte părți ale ADN-ului care nu sunt codoni și care pot acționa ca un fel de punctuație sau semnale care, de exemplu, indică când, unde și cât de puternic trebuie citită o genă.
Cum codifică ADN-ul informația?
Unul dintre modurile cheie prin care ADN-ul codifică informația în interiorul celulelor este prin intermediul genelor. Oamenii au aproximativ 20.000 de gene. Fiecare genă are instrucțiunile pentru fabricarea unei proteine specifice, iar fiecare proteină îndeplinește o funcție specifică în celulă.
De exemplu, gena lactazei are instrucțiunile pentru fabricarea proteinei lactază. Proteina lactază descompune zahărul lactoză care se găsește în lapte. Persoanele cu o genă a lactazei dezactivată sunt intolerante la lactoză.
Instrucțiunile pentru fabricarea acestor proteine sunt codificate în codonii de trei nucleotide discutate anterior. Dar, la fel ca un set de instrucțiuni care trebuie citit pentru a obține ceva construit, instrucțiunile codificate în ADN trebuie, de asemenea, citite.
De exemplu, ADN-ul cu codul pentru fabricarea proteinei lactază nu va fi capabil să descompună zahărul lactoză. În schimb, pentru a digera lactoza, o celulă trebuie mai întâi să citească gena și apoi să fabrice proteina lactază.
Primul pas în citirea unei gene este transferul informației de la ADN la ARN mesager (ARNm) cu ajutorul unei proteine numite ARN polimerază (la om, polimeraza care citește gene precum lactaza este ARN polimeraza II). Acest proces se numește transcriere.
ARNm se îndreaptă apoi către o mașină de fabricare a proteinelor din celulă numită ribozom. Acolo ARNm este tradus în proteina specifică pentru care are instrucțiuni. ARNm-ul lactazei este tradus în proteina lactază la nivelul ribozomului.
Ce codifică codonii?
Un codon este o secvență de trei nucleotide pe un șir de ADN sau ARN. Fiecare codon este ca un cuvânt din trei litere, iar toți acești codoni împreună alcătuiesc instrucțiunile ADN (sau ARN). Deoarece există doar patru nucleotide în ADN și ARN, există doar 64 de codoni posibili.
Dintre cei 64 de codoni, 61 codifică aminoacizi, care sunt elementele constitutive ale proteinelor. Proteinele sunt fabricate prin atașarea unei serii de aminoacizi împreună. Fiecare proteină este diferită datorită ordinii și numărului de aminoacizi pe care îi are. Așadar, codul ADN este, de fapt, doar instrucțiunile pentru înșiruirea numărului și tipului corect de aminoacizi în ordinea corectă.
Cei trei codoni care nu codifică aminoacizi se numesc codoni de oprire. Gândiți-vă la ei ca la punctele de la sfârșitul unei propoziții. Ei servesc drept semnal de oprire care îi spune ribozomului că a ajuns la sfârșitul instrucțiunilor proteice și să nu mai adauge aminoacizi. În ARN, baza nucleotidică timină (T) este înlocuită cu baza nucleotidică uracil (U). Cei trei codoni de oprire în ARNm sunt UAG, UAA și UGA.
În timp ce 61 de codoni codifică aminoacizi, oamenii au doar 20 de aminoacizi, astfel încât există mai mulți codoni decât este necesar. Acest lucru este cunoscut sub numele de redundanță. Un aminoacid poate avea mai mult de un codon care să codifice pentru el. De exemplu, atât UUU cât și UUC codifică pentru aminoacidul fenilalanină (Phe).
Redundanța ajută la diminuarea impactului modificărilor în ADN. Pentru ca o proteină să funcționeze în mod optim, aceasta trebuie să aibă aminoacidul potrivit la locul potrivit. Orice modificare a unei gene care schimbă un aminoacid în altul poate face ca o proteină să nu mai funcționeze.
În timp ce acest lucru ar putea să nu fie o mare problemă pentru gena lactazei (trebuie doar să luați Lactaid atunci când beți lapte), pentru alte gene efectele pot fi mai grave. Anemia celulelor secerătoare este un caz în care o modificare a unui singur aminoacid în gena beta globinei duce la apariția bolii.
Redundanța face ca mutațiile să fie mai puțin susceptibile de a duce la modificări de aminoacizi și, prin urmare, la o posibilă boală, deoarece unele modificări în ADN, numite mutații silențioase, vor duce la același aminoacid. Dacă un C înlocuiește ultimul U din UCU pentru a forma UCC, de exemplu, codonul va produce în continuare același aminoacid: serina (Ser). Faptul de a avea mai mult de un codon pentru fiecare aminoacid poate preveni crearea unei proteine nefuncționale.
Câți codoni posibili există?
Majoritatea organismelor, precum oamenii, au coduri genetice similare cu 64 de codoni care funcționează în același mod. De fapt, acesta poartă chiar numele de „Cod genetic universal”. Un exemplu ar fi ACG care codifică pentru aminoacidul treonină (Thr) la oameni, pisici și plante.
Cu toate acestea, cercetări recente arată că unele bacterii au codoni care codifică diferit. De exemplu, codonul de oprire UGA poate codifica pentru aminoacidul glicină (Gly) la unele bacterii. De asemenea, codonul de oprire UGA poate codifica pentru triptofan în mitocondriile din unele organisme.
Pentru ce furnizează codul ADN-ul?
Doar aproximativ două procente din ADN-ul din interiorul celulelor dumneavoastră codifică de fapt pentru proteine. Restul este uneori numit chiar ADN nedorit – dar este posibil ca oamenii de știință să se fi grăbit să îl numească astfel. Acest ADN necodificator are multe funcții diferite în celulă, cum ar fi reglarea genelor. ADN-ul necodificator poate ajuta la activarea și dezactivarea genelor, poate oferi un loc pentru ca proteinele să se lege, astfel încât acestea să-și poată face treaba și așa mai departe. Studierea ADN-ului necodificator este un domeniu activ de cercetare în acest moment.
.