If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Jeżeli jesteś za filtrem sieci web, prosimy, upewnij się, że domeny *.kastatic.org i *.kasandbox.org są odblokowane.

Główna zawartość

Biologia - program rozszerzony

Course: Biologia - program rozszerzony > Jednostka 6

Lekcja 4: Translacja/Przesunięcie
Nauki przyrodnicze
Biologia - program rozszerzony
Ekspresja genu i jej regulacja
Translacja/Przesunięcie
© 2023 Khan AcademyWarunki użytkowaniapolitykę prywatnościInformacja o plikach cookie

Kod genetyczny

Google Classroom
W tym artykule, przyjrzymy się bliżej kodowi genetycznemu, który pozwala sekwencji DNA i RNA zostać "odszyfrowanymi" na aminokwasy białka.. Kodony "Start" kodony "Stop" i ramka odczytu. Tłumaczenie na polski zrealizowane przez Fundację Edukacja dla Przyszłości dzięki wsparciu Fundacji „HASCO-LEK"

Wprowadzenie

Czy kiedykolwiek pisałeś sekretne wiadomości do jednego z Twoich przyjaciół? Jeśli tak, mogłeś używać kodu, aby ukryć treść wiadomości. Na przykład, mogłeś zastępować litery danego słowa liczbami lub symbolami, trzymając się ustalonego zestawu reguł. Aby Twój przyjaciel mógł odszyfrować i zrozumieć wiadomość, potrzebował znać kod i używać ten sam zestaw zasad w odwrotny sposób.
Odszyfrowywanie wiadomości jest także kluczowym etapem w ekspresji genów, w którym informacja z genu jest odczytywana, aby zbudować białko. W tym artykule, przyjrzymy się bliżej kodowi genetycznemu, który pozwala sekwencji DNA i RNA zostać "odszyfrowanymi" na aminokwasy białka.

Tło: Produkcja białka

Geny dostarczają instrukcji do ekspresji białek w dwuetapowym procesie.
  • W transkrypcji sekwencja DNA genu jest "przepisywana " na RNA. U eukariotów, RNA musi przechodzić dodatkowe etapy obróbki, aby stać się informacyjnym RNA, czyli mRNA.
  • W translacji, sekwencja nukleotydów w mRNA jest "przepisywana" na sekwencję aminokwasów w polipeptydzie (łańcuchu białkowym).
Jeśli jest to nowa koncepcja dla Ciebie, możesz chcieć dowiedzieć się więcej dzięki filmowi o transkrypcji i translacji.

Kodony

Komórki odszyfrowują mRNA przez odczytywanie ich nukleotydów w grupach po trzy nazywanych kodonami . Poniżej przedstawiono cechy kodonów:
  • Większość kodonów określa aminokwas
  • Trzy kodony "stop" oznaczają koniec białka
  • Jeden kodon "start", AUG, oznacza początek białka i także koduje aminokwas metioninę
Kodony w mRNA są odczytywane podczas translacji, rozpoczynając od kodonu start i kontynuując aż do osiągnięcia kodonu stop. Kodony mRNA są odczytywane od 5' do 3' i określają kolejność aminokwasów w białku od N-końca (metioniny) do C-końca.
Sekwencja mRNA jest:
5'-AUGAUCUCGUAA-5'
Translacja obejmuje odczytywanie nukleotydów mRNA trójkami. Każda z trójek określa aminokwas (lub dostarcza sygnał STOP wskazujący, że translacja jest zakończona).
3'-AUG AUC UCG UAA-5'
AUG right arrow Metionina (Start) AUC right arrow Izoleucyna UCG right arrow Seryna UAA right arrow "Stop"
Sekwencja polipeptydu (N-koniec) metionina-izoleucyna-seryna (C-koniec)

Tabela kodu genetycznego

Pełny zestaw zależności pomiędzy kodonami i aminokwasami (czy sygnałami stop) jest nazywany kodem genetycznym. Kod genetyczny jest często podsumowywany w tabeli.
Tabela kodu genetycznego. Każda trzyliterowa sekwencja nukleotydów mRNA odpowiada specyficznemu aminokwasowi lub kodonowi stop. UGA, UAA i UAG są kodonami STOP. AUG jest kodonem dla metioniny i jest także kodonem start.
_Obraz za: "The genetic code," OpenStax College, Biology (CC BY 3.0).
Zauważ, że wiele aminokwasów jest reprezentowanych w tabeli przez więcej niż jeden kodon. Na przykład, jest sześć różnych sposobów na "zapisanie" leucyny w języku mRNA (zobacz, czy możesz znaleźć wszystkie sześć).
Ważną cechą kodu genetycznego jest to, że jest uniwersalny. To znaczy, że z niewielkimi wyjątkami, praktycznie wszystkie gatunki (od bakterii do Ciebie!) używają przedstawionego powyżej kodu genetycznego do syntezy białek.

Ramka odczytu

Aby wiernie przejść od mRNA do białka, potrzebujemy jeszcze jednego pojęcia: ramki odczytu. Ramka odczytu określa jak sekwencja mRNA jest podzielona na kodony podczas translacji.
Jest to dosyć abstrakcyjne pojęcie, więc spójrzmy na przykład, aby je lepiej zrozumieć. Poniższe mRNA może kodować trzy zupełnie różne białka, w zależności od ramki, w której jest odczytywane:
Sekwencja mRNA: 5'-UCAUGAUCUCGUAAGA-3'
Czytane w Ramce 1:
5'-UCA UGA UCU CGU AAG A-3'
Ser-STOP-Ser-Arg-Lys
Czytane w Ramce 2:
5'-U CAU GAU CUC GUA AGA-3'
His-Asp-Leu-Val-Arg
Czytane w Ramce 3:
5'-UC AUG AUC UCG UAA GA-3'
Met(Start)-Ile-Ser-STOP
Pozycja kodonu start zapewnia to, że Ramka 3 jest wybierana do translacji mRNA.
Zatem, jak komórka wie, które z tych białek zsyntetyzować? Kodon start jest kluczowym sygnałem. Ponieważ translacja rozpoczyna się kodonem start i jest kontynuowana w kolejnych grupach trójek nukleotydów, pozycja kodonu start zapewnia, że mRNA jest odczytywane w prawidłowej ramce (w powyższym przykładzie, w ramce 3).
Mutacje (zmiany w DNA), które wstawiają lub usuwają jeden lub dwa nukleotydy mogą zmienić ramkę odczytu powodując produkcję nieprawidłowego białka "poniżej" miejsca mutacji:
Obraz przedstawia mutację przesunięcia ramki odczytu, w której jest ona zmieniona z powodu delecji dwóch nukleotydów.
_Obraz za: "The genetic code: Figure 3," OpenStax College, Biology, CC BY 4.0._

Jak został odkryty kod genetyczny?

Historia o tym, jak został odkryty kod genetyczny, jest całkiem fajna i epicka. Ukryliśmy naszą wersję w poniższym łączu, aby Ci nie przeszkadzać, jeśli się spieszysz. Jednakże jeśli masz trochę czasu, jest ona bardzo interesująca do przeczytania.
Zawsze lubiłem sobie wyobrażać, jak fajnie byłoby być jednym z ludzi, którzy odkryli podstawowy molekularny kod życia. Chociaż obecnie znamy kod, jest wiele innych biologicznych tajemnic nadal czekających na rozwiązanie (może przez Ciebie!).

Chcesz dołączyć do dyskusji?

Zaloguj się
Na razie brak głosów w dyskusji
Rozumiesz angielski? Kliknij tutaj, aby zobaczyć więcej dyskusji na angielskiej wersji strony Khan Academy.