FacebookTwitterEmailPrint
Vad är DNA-koden?
DNA-koden är egentligen ”livets språk”. Den innehåller instruktionerna för att skapa ett levande väsen. DNA-koden består av ett enkelt alfabet som består av endast fyra ”bokstäver” och 64 ”ord” med tre bokstäver som kallas kodoner. Det kan vara svårt att tro att det mesta av livets underbara mångfald bygger på ett ”språk” som är enklare än engelska – men det är sant.
Denna kod består inte bokstavligen av bokstäver och ord. I stället representerar de fyra bokstäverna fyra enskilda molekyler som kallas nukleotider: tymin (T), adenin (A), cytosin (C) och guanin (G). Ordningen eller sekvensen av dessa baser skapar en unik genetisk kod.
Dessa kodon-”ord” i den genetiska koden är vardera tre nukleotider långa – och det finns 64 av dem. Om du räknar ut det är detta lika många ord med tre bokstäver som du kan få med bara fyra bokstäver. ATG och CCC är ett par exempel på kodoner.
Samma som det finns mer i mänskliga språk som engelska än bokstäver och ord, till exempel interpunktion, kommatecken etc., gäller samma sak för den genetiska koden. I stället för att till exempel skriva början av en mening med versaler signalerar den genetiska koden nästan alltid början av nya instruktioner med ATG, en av dessa kodoner med tre bokstäver.
Och i stället för punkter avslutas generna med en av tre olika kodoner: TAG, TAA eller TGA. Det finns andra delar av DNA:t som inte är kodoner som kan fungera som ett slags interpunktion eller signaler som till exempel anger när, var och hur starkt en gen ska avläsas.
Hur kodar DNA information?
Ett av de viktigaste sätten som DNA kodar information inuti cellerna är genom generna. Människor har omkring 20 000 gener. Varje gen har instruktionerna för att tillverka ett specifikt protein, och varje protein utför en specifik uppgift i cellen.
Till exempel har laktasgenen instruktionerna för att tillverka laktasproteinet. Laktasproteinet bryter ner sockret laktos som finns i mjölk. Personer med en avstängd laktasgen är laktosintoleranta.
Instruktionerna för att tillverka dessa proteiner kodas i de tre-nukleotidkodoner som diskuterades tidigare. Men precis som en uppsättning instruktioner som måste läsas för att få något att byggas, måste de instruktioner som kodas i DNA också läsas.
DNA med koden för att göra laktasproteinet kommer till exempel inte att kunna bryta ner sockret laktos. För att smälta laktos måste en cell i stället först läsa av genen och sedan tillverka proteinet laktas.
Det första steget i avläsningen av en gen är att överföra informationen från DNA till messenger RNA (mRNA) med hjälp av ett protein som kallas RNA-polymeras (hos människor är RNA-polymeras II det polymeras som läser gener som laktas). Denna process kallas transkription.
Det mRNA går sedan vidare till en proteintillverkande maskin i cellen som kallas ribosom. Det är där som mRNA översätts till det specifika protein som det har instruktioner för. Laktasets mRNA översätts till proteinet laktas vid ribosomen.
Vad kodar kodoner för?
En kodon är en sekvens av tre nukleotider på en DNA- eller RNA-sträng. Varje kodon är som ett ord med tre bokstäver, och alla dessa kodoner utgör tillsammans DNA:s (eller RNA:s) instruktioner. Eftersom det bara finns fyra nukleotider i DNA och RNA finns det bara 64 möjliga kodoner.
Av de 64 kodonerna kodar 61 för aminosyror, som är byggstenarna för proteiner. Proteiner tillverkas genom att man fäster en rad aminosyror vid varandra. Varje protein är annorlunda på grund av den ordning och det antal aminosyror det har. Så DNA-koden är egentligen bara instruktioner för att sätta ihop rätt antal och typ av aminosyror i rätt ordning.
De tre kodoner som inte kodar för aminosyror kallas stoppkodoner. Tänk på dem som punkter i slutet av en mening. De fungerar som en stoppsignal som talar om för ribosomen att den har kommit till slutet av proteininstruktionerna och ska sluta lägga till aminosyror. I RNA ersätts nukleotidbasen tymin (T) av nukleotidbasen uracil (U). De tre stoppkodonerna i mRNA är UAG, UAA och UGA.
Vidare 61 kodoner kodar för aminosyror, men människan har bara 20 aminosyror, så det finns fler kodoner än nödvändigt. Detta kallas redundans. En aminosyra kan ha mer än en kodon som kodar för den. Till exempel kodar både UUUU och UUC för aminosyran fenylalanin (Phe).
Redundans bidrar till att minska effekterna av förändringar i DNA. För att ett protein ska fungera optimalt måste det ha rätt aminosyra på rätt plats. Alla förändringar i en gen som ändrar en aminosyra till en annan kan leda till att ett protein slutar fungera.
Och även om detta kanske inte är någon stor sak för laktasgenen (du behöver bara ta Lactaid när du dricker mjölk), kan effekterna för andra gener vara allvarligare. Sicklecellanemi är ett fall där en enda aminosyraförändring i betaglobingenen leder till sjukdomen.
Redundans gör det mindre sannolikt att mutationer leder till aminosyraförändringar och därmed eventuell sjukdom eftersom vissa förändringar i DNA, så kallade tysta mutationer, kommer att resultera i samma aminosyra. Om ett C ersätter det sista U i UCU för att bilda UCC, till exempel, kommer kodonet fortfarande att skapa samma aminosyra: serin (Ser). Att ha mer än ett kodon per aminosyra kan förhindra att ett icke-funktionellt protein skapas.
Hur många möjliga kodoner finns det?
De flesta organismer, som människor, har liknande genetiska koder med 64 kodoner som fungerar på samma sätt. Faktum är att den till och med går under namnet ”universell genetisk kod”. Ett exempel är ACG som kodar för aminosyran threonin (Thr) hos människor, katter och växter.
Ny forskning visar dock att vissa bakterier har kodoner som kodar annorlunda. Till exempel kan stoppkodonet UGA koda för aminosyran glycin (Gly) i vissa bakterier. På samma sätt kan stoppkodonet UGA koda för tryptofan i mitokondrier i vissa organismer.
Vad ger DNA koden för?
Bara cirka två procent av DNA:t inuti dina celler kodar faktiskt för proteiner. Resten kallas ibland till och med för skräp-DNA – men forskarna kan ha varit lite förhastade med att kalla det så. Detta icke-kodande DNA har många olika funktioner i cellen, till exempel reglering av gener. Icke-kodande DNA kan hjälpa till att aktivera och stänga av gener, tillhandahålla en plats för proteiner att binda till så att de kan utföra sitt arbete, och så vidare. Att studera icke-kodande DNA är ett aktivt forskningsområde just nu.