Защо има 61 антикодона?

Антикодоните са групи нуклеотиди, които играят решаваща роля в образуването на протеини от гени. Има 61 антикодона, които кодират образуването на протеини, въпреки че има 64 възможни комбинации от антикодони. Допълнителните три антикодона участват в прекратяването на образуването на протеини. Генетичните мутации, възникващи в рамките на антикодоните, могат да причинят тежки промени в протеините, направени от гени, което води до заболявания като рак.

Нуклеотидите са градивните елементи на генетичния материал. ДНК и РНК са съставени от множество нуклеотиди, свързани заедно в дълги вериги. ДНК е съставена от две вериги, докато РНК е съставена от една верига. Двете вериги в ДНК се свързват заедно, тъй като имат комплементарна последователност от нуклеотиди. Нуклеотидите аденозин и гуанин допълват съответно тимина и цитозина.

Експресията на гени започва с превръщането на ДНК в РНК в процес, наречен транскрипция. РНК се състои от комплементарни нуклеотиди към ДНК в гена. Тази РНК съдържа кодони, които са групи от три нуклеотида. Кодоните са решаващи за производството на протеина, съответстващ на гена, в процес, наречен транслация. По време на транслацията молекулите, известни като тРНК или прехвърлят РНК, се свързват с кодоните в молекулата на РНК. Всяка тРНК съдържа антикодон и аминокиселина, специфична за последователността на антикодона. По време на транслацията антикодонът на тРНК се свързва с комплементарния кодон на РНК и амино киселина се прехвърля от молекулата на тРНК в аминокиселината от предходния кодон, образувайки а протеин.

Има 64 възможни комбинации от три нуклеотида, които могат да образуват кодони. Само 61 от тези комбинации обаче кодират аминокиселини. Това е така, защото три кодонови комбинации кодират за спиране на транслацията на протеини. В молекулите на тРНК с антикодони, допълващи стоп кодоните, липсва аминокиселина. Това води до прекъсване или спиране на удължаващата се аминокиселинна верига и образуването на протеинови спирания. Всички гени съдържат нуклеотидната последователност за стоп кодон в края на гена.

Няколко вида генетични мутации могат да причинят неправилно образуване на протеини от гени. Точковите мутации са заместване на един нуклеотид, който създава различен кодон и следователно различна аминокиселина. Вграждането на различна аминокиселина в протеина може напълно да наруши нормалната функция на протеина. Най-увреждащият тип точкова мутация, безсмислена мутация, кодира стоп кодон в средата на гена. Това води до преждевременно спиране на образуването на протеина и дори може да предотврати образуването на по-голямата част от протеина, в зависимост от това къде се случва спирането. Този тип мутации могат да доведат или до загуба на функцията на получения протеин, или до придобиване на съвсем различна функция, често причинявайки рак.