Kodon jest sekwencja trzech nukleotydów na matrycowego kwasu rybonukleinowego (mRNA) określoną jednym z 22 tworzących białka aminokwasów , których kolejność na informacyjny RNA określa podstawową strukturę z białkiem być syntetyzowane . Ponieważ informacyjne RNA składają się z ciągu kilkudziesięciu do kilkuset nukleotydów , jest to również kilkadziesiąt do kilkuset aminokwasów, które można w ten sposób łączyć liniowo, tworząc łańcuchy białkowe. Cztery zasady nukleinowe określają sekwencję informacyjnego RNA - adenina , uracyl , guanina i cytozyna - tak że istnieją 4 3 = 64 różne kodony, kodujące 22 aminokwasy i zatrzymanie syntezy ( kodony STOP ).
Każdy z możliwych kodonów może syntetyzować jeden z 20 naturalnych aminokwasów - plus dwa rzadsze aminokwasy, pirolizynę i selenocysteinę , których dodanie wymaga określonej sekwencji nukleotydowej insercji. Kilka kodonów może oznaczać ten sam aminokwas, nazywa się to kodonami synonimicznymi .
Kodony UAG, UGA i UAA generalnie nie oznaczają żadnego aminokwasu; Są to STOP kodonów lub kodony nonsense (wyjątkowo, UGA kodonów czasami koduje selenocysteina , niezbędne dla funkcjonowania selenoprotein , a to koduje tryptofan w mitochondriach z opisthoconts , obejmujących zwierzęta i grzyby ). Kiedy rybosom osiąga kodon stop na informacyjnym RNA, podczas złożonego procesu biosyntezy białka zatrzymuje się, uwalnia gotowe białko i odłącza się od informacyjnego RNA.
Rozróżniamy również kodon inicjacyjny lub kodon start, który sygnalizuje początek otwartej ramki odczytu : AUG (metionina). U prokariotów czasami ten kodon to GUG lub nawet UUG (na przykład u E. coli 77% sekwencji kodujących zaczyna się od AUG, 14% od GUG i 8% od UUG). Zazwyczaj każde białko zaczyna się od metioniny, niezależnie od użytego kodonu inicjacyjnego (lub N -formylometioniny w przypadku bakterii).
Poniższa tabela przedstawia translację kodonów na aminokwasy w standardowym kodzie genetycznym ; alternatywne kodowania są pokazane małym drukiem po ukośniku :
1- sza baza |
2 II podstawy |
3 III podstawa |
|||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
U | VS | W | sol | ||||||
U | UUU | F Phe | UCU | S Ser | UAU | Y Tyr | UGU | C Cys | U |
UUC | F Phe | UCC | S Ser | UAC | Y Tyr | UGC | C Cys | VS | |
UUA | L Leja | UCA | S Ser | UAA | Zatrzymaj ochrę | UGA | Stop opal /U Sec /W Trp | W | |
UUG | L Leu / inicjacja | UCG | S Ser | UAG | Zatrzymaj bursztyn /O pyl | UGG | W Trp | sol | |
VS | CUU | L Leja | CCU | P Zawodowiec | CAU | H Jego | CGU | R Arg | U |
CUC | L Leja | CCC | P Zawodowiec | CAC | H Jego | CGC | R Arg | VS | |
AUC | L Leja | CCA | P Zawodowiec | CAA | Q Gln | CGA | R Arg | W | |
CUG | L Leu / inicjacja | CCG | P Zawodowiec | CAG | Q Gln | CGG | R Arg | sol | |
W | AUU | I Wyspa | ACU | T Thr | AAU | N Asn | AGU | S Ser | U |
AUC | I Wyspa | ACC | T Thr | AAC | N Asn | AGC | S Ser | VS | |
AUA | I Wyspa | DO TEGO | T Thr | AAA | K Lilie | AGM | R Arg | W | |
SIE | M Spotkanie i inicjacja | ACG | T Thr | AAG | K Lilie | AGG | R Arg | sol | |
sol | GUU | V Val | GCU | A Do | GAU | D Żmija | GGU | G Gly | U |
GUC | V Val | GCC | A Do | GAC | D Żmija | GGC | G Gly | VS | |
GUA | V Val | GCA | A Do | GAA | E Klej | GGA | G Gly | W | |
GUG | V Val | GCG | A Do | KNEBEL | E Klej | GGG | G Gly | sol |
Termin „kodon” został wymyślony przez południowoafrykańskiego biologa Sydneya Brennera w 1960 roku. To on, wraz z Francisem Crickiem , wykazał, że kod genetyczny działał przez nienakładające się trojaczki, nawet zanim został rozszyfrowany. sprytne podejście genetyczne. Termin „kodon” został następnie spopularyzowany przez tego samego Francisa Cricka we wczesnych latach sześćdziesiątych.
To amerykański biochemik Marshall Nirenberg rozszyfrował kod genetyczny i zidentyfikował translację aminokwasów każdego z kodonów w pierwszej połowie lat 60. Ta praca była oparta na jego oryginalnym eksperymencie, w którym wykazał, że polikwas -urydyl (utworzony z RNA tylko z U), umożliwia syntezę polifenyloalaniny, ustalając w ten sposób zgodność między kodonem UUU a fenyloalaniną . Za to odkrycie Nirenberg otrzymał w 1968 roku Nagrodę Nobla .