Belangrijkste verschil - Codon versus anticodon

Codon en anticodon zijn nucleotidetriplets die een bepaald aminozuur in een polypeptide specificeren. Er bestaat een specifieke regelset voor de opslag van genetische informatie als een nucleotidesequentie op DNA- of mRNA-moleculen om eiwitten te synthetiseren. Die specifieke regelset wordt de genetische code genoemd. Codon is een groep van drie nucleotiden, vooral op het mRNA. Anticodon is aanwezig op tRNA-moleculen. De grootste verschil tussen codon en anticodon is dat: codon is de taal die een aminozuur op mRNA-moleculen vertegenwoordigt, terwijl anticodon de complement-nucleotidesequentie van het codon op tRNA-moleculen is.

Dit artikel onderzoekt,

1. Wat is Codon – Definitie, Eigenschappen 2. Wat is Anticodon – Definitie, Eigenschappen 3. Wat is het verschil tussen Codon en Anticodon

Wat is een codon?

Een codon is een sequentie van drie nucleotiden die één aminozuur in de polypeptideketen specificeert. Elk gen dat codeert voor een specifiek eiwit bestaat uit een reeks nucleotiden, die de aminozuursequentie van dat specifieke eiwit vertegenwoordigen. Genen gebruiken een universele taal, de genetische code, om de aminozuursequenties van eiwitten op te slaan. Genetische code bestaat uit nucleotide-tripletten die codons worden genoemd. Het codon TCT vertegenwoordigt bijvoorbeeld het aminozuur serine. Eenenzestig codons kunnen worden geïdentificeerd om de twintig essentiële aminozuren te specificeren die nodig zijn voor de translatie.

Leeskader

Een bepaalde nucleotidesequentie in een enkelstrengs DNA-molecuul bestaat uit drie leesramen in de 5'- tot 3'-richting van de streng. Gezien de nucleotidesequentie in figuur 1 begint het eerste leeskader vanaf het eerste nucleotide, A. Het eerste leeskader wordt in blauwe kleur getoond. Het bevat de codons, AGG TGA CAC CGC AAG CCT TAT ATT AGC. Het tweede leeskader begint bij het tweede nucleotide, G, dat in rode kleur wordt weergegeven. Het bevat de codons GGT GAC ACC GCA AGC CTT ATA TTA. Het derde leeskader begint bij het derde nucleotide, G, dat in groene kleur wordt weergegeven. Het bevat de codons GTG ACA CCG CAA GCC TTA TAT TAG.

Afbeelding 1: Frames lezen

Omdat DNA een dubbelstrengs molecuul is, kunnen in de twee strengen zes leeskaders worden gevonden. Maar slechts één leeskader is potentieel om te worden vertaald. Dat leesraam wordt het open leesraam genoemd. Een codon kan alleen worden geïdentificeerd met een open leesraam.

Start/Stop-codon

Het open leeskader wordt in wezen gedefinieerd door de aanwezigheid van een startcodon dat wordt gecodeerd door het mRNA. Het universele startcodon is AUG, dat codeert voor het aminozuur methionine in eukaryoten. In prokaryoten codeert AUG voor formylmethionine. Eukaryote open leesframes worden onderbroken door de aanwezigheid van introns in het midden van het frame. De vertaling stopt bij het stopcodon in het open leeskader. Op het mRNA worden drie universele stopcodons gevonden: UAG, UGA en UAA. Een codonreeks op een mRNA-stuk wordt getoond in figuur 2.

Figuur 2: Codonreeks op mRNA

Effect van mutaties

Er treden fouten op in het replicatieproces dat veranderingen in de nucleotideketen introduceert. Deze veranderingen worden mutaties genoemd. Mutaties kunnen de aminozuursequentie van de polypeptideketen veranderen. Twee soorten puntmutaties zijn missense-mutaties en nonsense-mutaties. Missense-mutaties veranderen de eigenschappen van de polypeptideketen door het aminozuurresidu te veranderen en ze kunnen ziekten zoals sikkelcelanemie veroorzaken. Onzinmutaties veranderen de nucleotidesequentie van het stopcodon en kunnen thalassemie veroorzaken.

Degeneratie

De redundantie die optreedt in de genetische code wordt de degeneratie genoemd. De codons, UUU en UUC specificeren bijvoorbeeld beide het aminozuur fenylalanine. De RNA-codontabel wordt getoond in figuur 3.

Figuur 3: RNA-codontabel

Vertekening in codongebruik

De frequentie waarmee een bepaald codon in een genoom voorkomt, wordt de codongebruiksbias genoemd. Zo is de frequentie van het voorkomen van het codon UUU 17,6% in het menselijk genoom.

variaties

Sommige variaties kunnen worden gevonden met de standaard genetische code bij het beschouwen van het menselijke mitochondriale genoom. Sommige Mycolasma-soorten specificeren het codon UGA ook als tryptofaan in plaats van het stopcodon. Sommige Candida-soorten specificeren het codon, UCG als serine.

Wat is anticodon?

De sequentie van drie nucleotiden op het tRNA, die complementair is aan de codonsequentie op het mRNA, wordt het anticodon genoemd. Tijdens translatie is anticodon complementair base-gepaard met het codon via waterstofbinding. Daarom bevat elk codon een bijpassend anticodon op verschillende tRNA-moleculen. De complementaire basenparing van anticodon met zijn codon wordt getoond in figuur 4.

Afbeelding 4: Complementaire basisparen

Wobble Base-koppeling

Het vermogen van een enkel anticodon om basenparen te maken met meer dan één codon op het mRNA wordt wobble basenparing genoemd. De wiebelende basenparing treedt op als gevolg van het verlies van het eerste nucleotide op het tRNA-molecuul. Inosine is aanwezig op de eerste nucleotidepositie op het tRNA-anticodon. Inosine kan waterstofbruggen vormen met verschillende nucleotiden. Vanwege de aanwezigheid van wobble basenparing, wordt een aminozuur gespecificeerd door de derde positie van het codon. Glycine wordt bijvoorbeeld gespecificeerd door GGU, GGC, GGA en GGG.

Overdracht van RNA

Eenenzestig verschillende soorten tRNA kunnen worden gevonden om de twintig essentiële aminozuren te specificeren. Door wiebelende basenparing wordt het aantal verschillende tRNA's in veel cellen verminderd. Het minimum aantal verschillende tRNA's dat nodig is voor de translatie is eenendertig. De structuur van een tRNA-molecuul is weergegeven in figuur 5. Het anticodon wordt in grijze kleur weergegeven. De acceptorstam, die in gele kleur wordt weergegeven, bevat een CCA-staart aan het 3'-uiteinde van het molecuul. Het gespecificeerde aminozuur is covalent gebonden aan de 3'-hydroxylgroep van de CCA-staarten. Het aminozuurgebonden tRNA wordt aminoacyl-tRNA genoemd.

Figuur 5: Overdracht van RNA

Verschil tussen codon en anticodon

Plaats

Codon: Codon bevindt zich op het mRNA-molecuul.

Anticodon: Anticodon bevindt zich in het tRNA-molecuul.

complementaire aard

Codon: Codon is complementair aan het nucleotide-triplet in het DNA.

Anticodon: Anticodon is complementair aan het codon.

Continuïteit

Codon: Codon is sequentieel aanwezig op het mRNA.

Anticodon: Anticodon is afzonderlijk aanwezig op tRNA's.

Functie

Codon: Codon bepaalt de positie van het aminozuur.

Anticodon: Anticodon brengt het gespecificeerde aminozuur door het codon.

Conclusie

Codon en anticodon zijn beide betrokken bij het positioneren van aminozuren in de juiste volgorde om tijdens translatie een functioneel eiwit te synthetiseren. Beiden zijn nucleotide-tripletten. Eenenzestig verschillende codons kunnen worden gevonden die de twintig essentiële aminozuren specificeren die nodig zijn voor de synthese van een polypeptideketen. Er zijn dus eenenzestig verschillende tRNA's vereist om een ​​complementair basenpaar te vormen met de eenenzestig codons. Maar door de aanwezigheid van wiebelende basenparen wordt het aantal benodigde tRNA's teruggebracht tot eenendertig. De complementaire basenparen van het anticodon met het codon worden als een universeel kenmerk beschouwd. Daarom is het belangrijkste verschil tussen codon en anticodon hun complementaire aard.

Referentie: “Genetische code”. Wikipedia, de gratis encyclopedie, 2017. Geraadpleegd op 3 maart 2017 “Transfer RNA”. Wikipedia, de gratis encyclopedie, 2017. Geraadpleegd op 3 maart 2017

Afbeelding met dank aan: "Reading Frame" door Hornung Ákos - Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia "RNA-codon" door De oorspronkelijke uploader was Sverdrup op Engelse Wikipedia - Overgezet van en.wikipedia naar Commons., Public Domain) via Commons Wikimedia "06 chart pu" door NIH - (Public Domain) via Commons Wikimedia "Ribosome" door pluma - Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia "TRNA-Phe gist 1ehz" door Yikrazuul - Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia