Genetika kodo

Proteinoj plenumas multajn malsamajn biologiajn funkciojn. Ili estas la
fundamentaj unuoj de tiel diversaj strukturoj kiel haroj, muskoloj kaj
enzimoj. Proteinoj nepras por preskaŭ ĉiuj korpaj funkcioj; cetere, ili
havas grandan specifecon. La sekreto de tia specifeco kuŝas en la maniero
per kiu aminoacidoj kunligiĝas por formi specifan sinsekvon en polipeptido.

La sinsekvo de bazoj en la DNA-molekulo enhavas la genetikan informon
necesan por ordoni la sintezon de ĉiuj proteinoj. La genetika kodo
(aŭ gena kodo) esprimas tiun sinsekvon.

 Kodonoj 
eta
La genetika kodo estas aro da 3-literaj "kodaj vortoj" (kodonoj) kiuj
specifas la diversajn aminoacidojn de proteinoj.

La literoj de la genetika kodo respondas al la bazoj laŭlonge de la
grandega DNA-molekulo. La mamuta varieco de bazo-sinsekvoj en DNA provizas
preskaŭ senliman sistemon por la stokiĝo de informoj. Oni taksas ke
ordinara homa ĉelo enhavas sufiĉajn informojn por plenigi 20.000
plenformatajn librojn.

Ĉar nur 4 bazoj (ACGT, t.e.: Adenino, Citozino, Guanino, kaj Timino) ekzistas en DNA, ĉiuj vortoj de la genetika kodo devas esti esprimitaj per kombinoj de nur 4 literoj. Almenaŭ 20 "vortoj" estas bezonataj por esprimi unike ĉiun el la 20 aminoacidoj trovataj en proteinoj. Por havi 20 vortojn por la kodo, ĉiu aminoacido bezonus vorton enhavantan ne malpli ol 3 literojn. (Se la vortoj konsistus el unusola litero, nur 4 aminoacidoj povus esti unike esprimataj. La uzo de 2-literaj vortoj permesus 42, aŭ nur 16 unikajn vortojn. La uzo de 3-literaj vortoj permesus 43, aŭ 64 unikajn vortojn, kiuj estas pli ol sufiĉaj.) Suba tabelo donas la 3-literajn kodajn vortojn (kodonojn) por mRNA. Rememoru: en RNA, uracilo (U) anstataŭas la timinon (T) de DNA.
Kodonoj por mRNAAminoacidoKodonojalaninoGCA, GCC, GCG, GCUargininoAGA, AGG, CGA, CGC, CGG, CGUasparaginoAAC, AAUasparta acidoGAC, GAUcisteinoUGC, UGUfenilalaninoUUC, UUUglicinoGGA, GGC, GGG, GGUglutama acidoGAA, GAGglutaminoCAA, CAGhistidinoCAC, CAUizoleŭcinoAUA, AUC, AUUleŭcinoCUA, CUC, CUG, CUU, UUA, UUGlizinoAAA, AAGmetioninoAUGprolinoCCA, CCC, CCG, CCUserinoUCA, UCC, UCG, UCU, AGC, AGUtirozinoUAC, UAUtreoninoACA, ACC, ACG, ACUtriptofanoUGGvalinoGUA, GUC, GUG, GUU
Oni deĉifris la genetikan kodon per aldono de artaj mRNAoj al ĉelaj
ekstraktoj, kaj la posta determinado de la strukturo de iu ajn nove
sintezita proteino. En klasika eksperimento de tia tipo, raportita en
1961, usona biokemiisto M. Nirenberg uzis la artefaritan mesaĝan
poliuridilan acidon, kiu entenas la ripetan bazosinsekvon UUU. Li izolis
la nove formitan proteinon kaj identigis ĝin kiel polifenilalaninon. Tio
implicis ke la mRNA-kodono por fenilalanino estas UUU.

Pluraj interesaj faktoj pri la genetika kodo estis el trovitaj.
 Koda degenereco (ambigueco) 
La plejparton de la aminoacidoj reprezentas pli ol unu kodono, kondiĉo konata kiel koda "degenereco".

Ĉi tiu termino ne necese implicas ĥaoson aŭ konfuzon, ĉar ankaŭ videblas
en la listo pri kodonoj por RNA, ke neniu kodono reprezentas pli ol unu aminoacidon.

Ankaŭ la genetika kodo estas nesurkuniĝa, kio signifas ke la bazoj de
najbaraj kodonoj de RNA ne funkcias en ambaŭ kodonoj. Tiel, bazosinsekvo
de GCAAUG, kiu reprezentas alaninon (GCA) kaj metioninon (AUG), ne povas
ankaŭ reprezenti glutaminon (CAA) aŭ asparaginon (AAU). Interese, la
genetika kodo estas sen-koma; tio estas, neniu interpunkcia signalo estas
deviga por indiki la finon de unu kodono kaj la komencon de la sekvanta
kodono en la sinsekvo.

Oni nun scias ke en kojlobacilo (E. coli) kaj eble en ĉiuj specioj de la
vivo, sintezo de proteino komenciĝas per la kodono AUG. Uzata tiamaniere
por startigi polipeptidan ĉenon, AUG esprimas N-formilmetioninon, kiu iĝas
la N-finloka aminoacido de la rezultanta proteino.

La N-formila grupo blokas la amino-grupon de la metionino tiel ke la
kresko de la ĉeno povas partoprenigi nur la karboksilon, kaj tial povas
okazi en ununura direkto. Enzima disfendo deprenas la tutan
N-formilmetioninon disde la finpreta proteino.

 Sensignifa kodono 
Tri el la 64 genetikaj kod-vortoj (UAG, UAA, UGA) ne reprezentas iun ajn
sciatan aminoacidon; tial oni nomis ilin sensignifaj kodonoj.

Nun oni scias ke ili estas halt-signaloj, kiuj haltigas la sintezon de
proteinoj kaj tiel ĉesigas la kreskon de proteinaj ĉenoj.

La kodonoj estas idente samaj en homoj, kojlobaciloj, kobajoj kaj tabak-plantoj. Ege probablas, ke la aminoacidaj kodonoj estas la samaj por ĉiuj vivantaj specioj.
La sekva listo estas resumo de la ĝeneralaj trajtoj de la genetika kodo.
Ĝeneralaj trajtoj de la genetika kodoTrajtoEkzemploKlarigoKodonoj estas tri-literaj vortojGCA= alaninoLa kodo estas degeneraGCA, GCC, GCG, GCUĉiuj esprimas alaninonLa kodo estas nesurkuniĝa, 
kaj bezonas neniun interpunkcionGCACUAalanino, leŭcino, sed ne treonino (ACU)Starto de ĉeno estas koditaAUGN-formilmetionino kiam uzata kiel unua kodono de sinsekvoFiniĝo de ĉeno estas koditaUAA, UAG kaj UGAsensignifaj kodonojLa kodo estas universalaGCAalanino, eble en ĉiuj organismoj

 Vidu ankaŭ 
 Nitrogena bazo
 Nuklea acido

Kodo