Antikodon je sekvence tří nukleotidů, která je přítomna v molekule transferová RNA (tRNA), jehož úkolem je rozpoznat jinou sekvenci tří nukleotidů, která je přítomna v molekule RNA (mRNA).
Toto rozpoznání mezi kodony a antikodony je antiparalelní; to znamená, že jeden je umístěn ve směru 5 '-> 3', zatímco druhý je spojen ve směru 3 '-> 5'. Toto rozpoznání mezi sekvencemi tří nukleotidů (tripletů) je nezbytné pro proces translace; to znamená, při syntéze proteinů v ribozomu.
2D (vlevo) a 3D (vpravo) struktura transferové RNA
Během translace jsou tedy molekuly RNA messengeru "čteny" rozpoznáváním jejich kodonů antikodony přenosových RNA. Tyto molekuly jsou tak pojmenovány, protože přenášejí specifickou aminokyselinu na molekulu proteinu, která se vytváří na ribozomu.
Existuje 20 aminokyselin, každá kódovaná specifickým tripletem. Některé aminokyseliny jsou však kódovány více než jedním tripletem.
Navíc jsou některé kodony rozpoznávány antikodony v molekulách transferové RNA, které nemají připojené žádné aminokyseliny; jedná se o tzv. stop kodony.
Popis
Antikodon se skládá ze sekvence tří nukleotidů, které mohou obsahovat kteroukoli z následujících dusíkatých bází: adenin (A), guanin (G), uracil (U) nebo cytosin (C) v kombinaci tří nukleotidů, a to tak, že funguje to jako kód.
Anticodony se vždy nacházejí v transferových molekulách RNA a jsou vždy umístěny 3 '-> 5'. Struktura těchto tRNA je podobná jetelu, takže je rozdělena do čtyř smyček (nebo smyček); v jedné ze smyček je antikodon.
Antikodony jsou nezbytné pro rozpoznávání kodonů messenger RNA a následně pro proces syntézy proteinů ve všech živých buňkách.
Funkce
Hlavní funkcí antikodonů je specifické rozpoznávání tripletů, které tvoří kodony v molekulách messenger RNA. Tyto kodony jsou pokyny, které byly zkopírovány z molekuly DNA, aby diktovaly pořadí aminokyselin v proteinu.
Protože transkripce (syntéza kopií messengerové RNA) probíhá ve směru 5 '-> 3', mají kodony messengerové RNA tuto orientaci. Antikodony přítomné v molekulách transferové RNA proto musí mít opačnou orientaci, 3 '-> 5'.
Tato unie je způsobena doplňkovostí. Pokud je například kodonem 5'-AGG-3 ', antikodonem je 3'-UCC-5'. Tento typ specifické interakce mezi kodony a antikodony je důležitým krokem, který umožňuje nukleotidové sekvenci v messengerové RNA kódovat aminokyselinovou sekvenci v proteinu.
Rozdíly mezi antikodonem a kodonem
- Anticodony jsou trinukleotidové jednotky v tRNA, komplementární k kodonům v mRNA. Umožňují tRNA dodávat správné aminokyseliny během produkce proteinu. Místo toho jsou kodony trinukleotidové jednotky v DNA nebo mRNA, kódující specifickou aminokyselinu při syntéze proteinů.
- Anticodony jsou vazbou mezi nukleotidovou sekvencí mRNA a aminokyselinovou sekvencí proteinu. Kodony spíše přenášejí genetické informace z jádra, kde se nachází DNA, na ribozomy, kde dochází k syntéze proteinů.
- Antikodon se nachází v ramenu Anticodon molekuly tRNA, na rozdíl od kodonů, které jsou umístěny v molekule DNA a mRNA.
- Antikodon je komplementární k příslušnému kodonu. Místo toho je kodon v mRNA komplementární k nukleotidovému tripletu určitého genu v DNA.
- tRNA obsahuje antikodon. Naopak mRNA obsahuje řadu kodonů.
Houpačka hypotéza
Houpací hypotéza navrhuje, že spojení mezi třetím nukleotidem kodonu messengerové RNA a prvním nukleotidem antikodonu přenosové RNA jsou méně specifické než spojení mezi dalšími dvěma nukleotidy tripletu.
Crick popsal tento jev jako „houpající se“ na třetí pozici každého kodonu. V této poloze se stane něco, co umožňuje, aby klouby byly méně přísné než normální. To je také známé jako wobble nebo wobble.
Tato Crickova wobble hypotéza vysvětluje, jak se antikodon dané tRNA může spárovat se dvěma nebo třemi různými kodony mRNA.
Crick navrhl, že vzhledem k tomu, že párování bází (mezi bází 59 antikodonu v tRNA a bází 39 kodonu v mRNA) je méně přísné než normální, je na tomto místě povoleno určité „kolísání“ nebo snížená afinita.
V důsledku toho jediná tRNA často rozpoznává dva nebo tři související kodony, které specifikují danou aminokyselinu.
Vodíkové vazby mezi bázemi antikodonů tRNA a kodony mRNA se obvykle řídí přísnými pravidly párování bází pouze pro první dvě báze kodonu. Tento efekt však nenastane ve všech třetích pozicích všech kodonů mRNA.
RNA a aminokyseliny
Na základě hypotézy zvlnění byla predikována existence alespoň dvou přenosových RNA pro každou aminokyselinu s kodony vykazujícími úplnou degeneraci, což se ukázalo být pravda.
Tato hypotéza také předpověděla výskyt tří přenosových RNA pro šest serinových kodonů. Pro serin byly skutečně charakterizovány tři tRNA:
- tRNA pro serin 1 (antikodon AGG) se váže na kodony UCU a UCC.
- tRNA pro serin 2 (AGU antikodon) se váže na UCA a UCG kodony.
- tRNA pro serin 3 (antikodon UCG) se váže na AGU a AGC kodony.
Tyto specificity byly ověřeny stimulovanou vazbou čištěných aminoacyl-tRNA trinukleotidů na ribozomy in vitro.
Konečně několik transferových RNA obsahuje inosin báze, který je vyroben z purinového hypoxanthinu. Inosin je produkován post-transkripční úpravou adenosinu.
Crickova hypotéza o kolísání předpovídala, že když je inosin přítomen na 5 'konci antikodonu (poloha kolísání), pároval by se s uracilem, cytosinem nebo adeninem v kodonu.
Ve skutečnosti se purifikovaná alanyl-tRNA obsahující inosin (I) v poloze 5 'antikodonu váže na ribozomy aktivované trinukleotidy GCU, GCC nebo GCA.
Stejný výsledek byl získán s jinými tRNA purifikovanými inosinem v 5 'poloze antikodonu. Crickova wobbleova hypotéza tedy velmi dobře vysvětluje vztahy mezi tRNA a kodony vzhledem k genetickému kódu, který je degenerovaný, ale řádný.
Reference
- Brooker, R. (2012). Pojmy genetiky (1. vydání). Společnosti McGraw-Hill, Inc.
- Brown, T. (2006). Genomy 3 (3 rd). Věnec věnec.
- Griffiths, A., Wessler, S., Carroll, S. & Doebley, J. (2015). Úvod do genetické analýzy (11. vydání). WH Freeman
- Lewis, R. (2015). Human Genetics: Concepts and Applications (11. ed.). McGraw-Hill Education.
- Snustad, D. & Simmons, M. (2011). Principy genetiky (6. vydání). John Wiley a synové.