Kode genetik adalah program biologis. Berkat dia, urutan asam amino protein dikodekan menggunakan urutan nukleotida yang sesuai. Pengkodean ini triplet. Artinya, satu asam amino sesuai dengan urutan 3 nukleotida mRNA. Triplet nukleotida semacam itu disebut kodon. Teks biologis yang tertulis dalam mRNA dibaca oleh ribosom. Dia melakukannya secara konsisten. Ini dimulai dengan kodon inisiasi, yaitu kodon inisial, dan kemudian berpindah ke kodon lain. Diagram penjelasan ditampilkan di bawah.
Dalam skema tersebut, huruf "a" menunjukkan residu asam amino dari protein. Ada 20 jenis di antaranya. Dan terdapat 64 jenis kodon yang menunjukkan bahwa tidak setiap kodon memiliki asam amino. Kodon yang tidak signifikan tersebut menjalankan fungsi khusus. Mereka bertanggung jawab untuk menandai ujung rantai protein. Mereka disebut kodon terminasi. Kodon lain sesuai dengan beberapa residu asam amino.
Dengan demikian, terlihat bahwa kode yang dipertimbangkan adalah triplet, non-overlapping (pembacaan terjadi secara berurutan, kodon demi kodon) dan mengandung kodon terminasi dan inisiasi.
Bagaimana para spesialis berhasil menetapkan korespondensi setiap residu asam amino dengan kodon tertentu dan menentukan kodon mana yang menunjukkan awal dan akhir sintesis rantai protein? Untuk melakukan ini, perlu membaca 2 teks biologis paralel - genom dan asam amino yang sesuai dengan gen protein tertentu. Karena sel mengetahui kodenya, mereka diminta untuk mengenali urutan nukleotida yang berbeda.
Untuk melakukan ini, kami mengambil ekstrak sel yang memiliki kemampuan untuk mensintesis protein menjadi RNA, tetapi tidak mengandung enzim yang mampu membelah RNA. Ekstrak semacam itu disebut sistem aseluler.
Ekstrak diperoleh dari bakteri E. coli, kemudian ditambahkan RNA buatan yang hanya terdiri dari satu urasil. Dengan cara ini, sistem bebas sel ditanyai pertanyaan: asam amino apa yang sesuai dengan kodon UUU? Ternyata fenilalanin sesuai dengannya. Jadi dekripsi kode itu ditemukan. Kemudian terjemahan yang sesuai dibuat untuk asam amino lainnya.
Kode genetik yang diuraikan sepenuhnya ditunjukkan di bawah ini. Di lingkaran pusat, nukleotida kodon pertama ditunjukkan, di lingkaran kedua - kedua, dan di lingkaran ketiga - ketiga. Di luar ditunjukkan residu asam amino yang sesuai dengan kodon.
Video promosi:
Gambar kode genetik
Kodon terminasi dilambangkan dengan simbol TEP. Apa sajakah simbol untuk kodon inisiasi? Tidak ada kodon khusus seperti itu. Dalam kondisi tertentu, peran ini diasumsikan oleh kodon AUG dan GUG. Mereka biasanya sesuai dengan metionin dan valin.
Gambar tersebut dengan jelas menunjukkan pola tertentu: asam mana yang sesuai dengan kodon tertentu ditentukan oleh 2 nukleotida pertama. Nukleotida ketiga tidak memainkan peran penting. Beban utama ditanggung oleh doublet yang terletak di awal kodon. Dengan kata lain, kita dapat mengatakan bahwa kode tersebut adalah quasi-doublet.
Fitur utama ini dicatat pada tahap paling awal decoding-nya. Secara alami, tidak mungkin untuk menyandikan semua 20 asam amino dengan doublet, karena jumlah doublet adalah 16. Oleh karena itu, nukleotida ketiga dalam kodon membawa beban semantik tertentu.
Namun, ada aturan universal berdasarkan fakta bahwa 4 nukleotida - adenin, sitosin, guanin, dan urasil dalam strukturnya digabungkan menjadi 2 kelas yang berbeda. Ini adalah pirimidin (U dan C) dan purin (A dan D).
Oleh karena itu, aturan degenerasi kode dirumuskan sebagai berikut: jika 2 kodon dengan 2 nukleotida pertama identik, dan yang ketiga termasuk dalam kelas yang sama (purin atau pirimidin), maka mereka menyandi asam amino yang sama.
Gambar tersebut menunjukkan bahwa aturan tersebut diikuti dengan ketat. Tetapi ada 2 pengecualian untuk itu. Kodon AUA bertanggung jawab atas isoleusin, bukan metionin. Kodon UGA menandakan akhir dari sintesis, dan secara teori ia seharusnya merespon triptofan. Ini adalah kejutan yang dimiliki kode genetik. Mereka harus diperhitungkan dan pada saat yang sama harus dipahami bahwa aturan yang diberikan bersifat universal.
Vyacheslav Markin
