Az antikodon egy három nukleotidból álló szekvencia, amely jelen van egy transzfer RNS (tRNS) molekulában, amelynek feladata felismerni egy másik három nukleotid szekvenciát, amely jelen van a messenger RNS (mRNS) molekulájában.
Ez a felismerés a kodonok és az antikodonok között párhuzamos; vagyis az egyik az 5 '-> 3' irányban helyezkedik el, míg a másik a 3 '-> 5' irányban van összekapcsolva. Ez a három nukleotid (triplett) szekvenciák közötti felismerés elengedhetetlen a transzlációs folyamathoz; vagyis a fehérjék szintézisében a riboszómában.
A transzfer RNS 2D (bal) és 3D (jobb) struktúrája
Így a transzláció során a hírvivő RNS molekulákat "leolvassák" kodonuk felismerése révén az átadó RNS antikodonjai. Ezeket a molekulákat azért nevezték el, mert egy specifikus aminosavat továbbítanak a riboszómán kialakuló fehérjemolekulához.
20 aminosav van, mindegyiket egy meghatározott hármas kódolja. Néhány aminosavat azonban egynél több hármas is kódol.
Ezenkívül néhány kodont az antikodonok felismernek olyan transzfer RNS-molekulákban, amelyekhez nem kapcsolódnak aminosavak; ezek az úgynevezett stop kodonok.
Leírás
Az antikodon három nukleotidból álló sorozatból áll, amelyek a következő nitrogénbázisok bármelyikét tartalmazhatják: adenin (A), guanin (G), uracil (U) vagy citozin (C) három nukleotid kombinációjában, oly módon, hogy úgy működik, mint egy kód.
Az antikodonok mindig megtalálhatók a transzfer RNS-molekulákban, és mindig 3 '-> 5' helyzetben vannak. Ezeknek a tRNS-eknek a szerkezete hasonló a lóherehöz, oly módon, hogy négy hurokra (vagy hurkokra) osztható fel; az egyik hurokban az antikodon található.
Az antikodonok nélkülözhetetlenek a hírvivő RNS kodonok felismeréséhez és következésképpen a fehérje szintézis folyamatához az összes élő sejtben.
Jellemzők
Az antikodonok fő funkciója az olyan hármasok specifikus felismerése, amelyek kodonokat alkotnak a messenger RNS molekulákban. Ezek a kodonok azok az utasítások, amelyeket egy DNS-molekulából lemásoltak, hogy diktálják az aminosavak sorrendjét a fehérjében.
Mivel a transzkripció (a messenger RNS kópiáinak szintézise) 5 '-> 3' irányban megy végbe, a messenger RNS kodonjai ezt az irányt mutatják. Ezért a transzfer RNS-molekulákban lévő antikodonoknak ellentétes irányban kell lenniük, 3 '-> 5'.
Ez az unió a komplementaritásnak köszönhető. Például, ha egy kodon 5′-AGG-3 ′, akkor az antikodon 3′-UCC-5 ′. A kodonok és az antikodonok ilyen típusú specifikus kölcsönhatása fontos lépés, amely lehetővé teszi a hírvivő RNS nukleotidszekvenciájának egy fehérje aminosav-szekvenciájának kódolását.
Különbségek az antikodon és a kodon között
- Az antikodonok a tRNS-ek trinukleotid egységei, kiegészítve az mRNS-ek kodonjaival. Lehetővé teszik a tRNS-eknek a megfelelő aminosavak ellátását a fehérjetermelés során. Ehelyett a kodonok a DNS vagy az mRNS trinukleotid egységei, amelyek egy specifikus aminosavat kódolnak a fehérje szintézisben.
- Az antikodonok az összeköttetés az mRNS nukleotidszekvenciája és a fehérje aminosavszekvenciája között. Inkább a kodonok továbbítják a genetikai információt a magból, ahol a DNS található, a riboszómákhoz, ahol a proteinszintézis zajlik.
- Az antikodon a tRNS molekula antikodon karjában található, ellentétben a kodonokkal, amelyek a DNS és az mRNS molekulában találhatók.
- Az antikodon komplementer az adott kodonnal. Ehelyett az mRNS-ben lévő kodon komplementer egy bizonyos gén nukleotid hármasával a DNS-ben.
- A tRNS antikodont tartalmaz. Ezzel szemben az mRNS számos kodont tartalmaz.
A lengő hipotézis
A lengő hipotézis szerint a hírvivő RNS kodonjának harmadik nukleotidja és a transzfer RNS antikodonjának első nukleotidja közötti csomópontok kevésbé specifikusak, mint a triplett másik két nukleotidja közötti csomópontok.
Crick ezt a jelenséget úgy jellemezte, mint "ringató" az egyes kodonok harmadik helyzetében. Ebben a helyzetben történik valami, ami lehetővé teszi, hogy az ízületek kevésbé szigorúak legyenek, mint a normál. Ingatagnak vagy hullámosnak is nevezik.
Ez a Crick hullámos hipotézis elmagyarázza, hogy egy adott tRNS antikodon hogyan tud párosulni két vagy három különféle mRNS kodonnal.
Crick azt javasolta, hogy mivel a bázispárosodás (a tRNS-ben lévő antikodon 59-ös bázisa és a kodon 39-bázisa az mRNS-ben) kevésbé szigorú, mint a normál, némi "hullámozás" vagy csökkent affinitás megengedett ezen a helyen.
Ennek eredményeként egy tRNS gyakran felismer két vagy három rokon kodont, amelyek meghatározzák az adott aminosavat.
Általában a tRNS antikodonok és az mRNS kodonok közötti hidrogénkötések szigorú bázispárosítási szabályokat követnek csak a kodon első két bázisára vonatkozóan. Ez a hatás azonban nem fordul elő az összes mRNS kodon harmadik helyzetében.
RNS és aminosavak
A hullámos hipotézis alapján a teljes degenerációt mutató kodonokkal rendelkező aminosavak esetében legalább két transzfer RNS-t megjósoltak, ami igaznak bizonyult.
Ez a hipotézis azt is megjósolta, hogy a hat szerin kodonban három transzfer RNS jelenik meg. Valójában a szerinre három tRNS-t jellemeztek:
- Az 1. szerin tRNS-je (antikodon AGG) az UCU és UCC kodonokhoz kötődik.
- A 2-szerin tRNS-je (AGU antikodon) kötődik az UCA és UCG kodonokhoz.
- A szerin 3 (antikodon UCG) tRNS-je kötődik az AGU és az AGC kodonokhoz.
Ezeket a specifikumokat a tisztított aminoacil-tRNS-trinukleotidok stimulált kötődésével igazoltuk in vitro riboszómákkal.
Végül számos transzfer RNS tartalmaz bázis-inozint, amelyet purin-hipoxantinból állítanak elő. Az inozint az adenozin poszt-transzkripciós módosítása útján állítják elő.
Crick hullámos hipotézise azt jósolta, hogy ha az inozin jelen van egy antikodon 5'-végén (a hullámos helyzet), akkor párosulhat az uracillal, citozinnal vagy adeninnel a kodonban.
Valójában az (I) inozint tartalmazó tisztított alanyil-tRNS az antikodon 5 'helyzetében kötődik a GCU, GCC vagy GCA trinukleotidokkal aktivált riboszómákhoz.
Ugyanezt az eredményt kaptuk más, az inzódinnal tisztított tRNS-ekkel az antikodon 5'-helyzetében. Ezért a Crick hullámos hipotézis nagyon jól magyarázza a tRNS-ek és a kodonok közötti kapcsolatokat, figyelembe véve a genetikai kódot, amely degenerált, de rendben van.
Irodalom
- Brooker, R. (2012). A genetika fogalma (1. kiadás). A McGraw-Hill Companies, Inc.
- Brown, T. (2006). 3. genom (harmadik). Garland Science.
- Griffiths, A., Wessler, S., Carroll, S. és Doebley, J. (2015). Bevezetés a genetikai elemzésbe (11. kiadás). WH Freeman
- Lewis, R. (2015). Emberi genetika: Fogalmak és alkalmazások (11. kiadás). McGraw-Hill oktatás.
- Snustad, D. és Simmons, M. (2011). A genetika alapelvei (6. kiadás). John Wiley és fiai.