Warum gibt es 61 Anticodons?

Anticodons sind Gruppen von Nukleotiden, die eine entscheidende Rolle bei der Bildung von Proteinen aus Genen spielen. Es gibt 61 Anticodons, die für die Proteinbildung kodieren, obwohl es 64 mögliche Kombinationen von Anticodons gibt. Die zusätzlichen drei Anticodons sind an der Beendigung der Proteinbildung beteiligt. Genetische Mutationen, die innerhalb der Anticodons auftreten, können schwere Veränderungen an Proteinen verursachen, die aus Genen hergestellt wurden, was zu Krankheiten wie Krebs führen kann.

Nukleotide sind die Bausteine ​​des genetischen Materials. DNA und RNA bestehen aus zahlreichen Nukleotiden, die in langen Strängen miteinander verbunden sind. DNA besteht aus zwei Strängen, während RNA aus einem Einzelstrang besteht. Die beiden DNA-Stränge binden sich zusammen, weil sie eine komplementäre Nukleotidsequenz haben. Die Nukleotide Adenosin und Guanin sind komplementär zu Thymin bzw. Cytosin.

Die Genexpression beginnt damit, dass die DNA in einem Prozess namens Transkription in RNA umgewandelt wird. Die RNA besteht aus den komplementären Nukleotiden zur DNA im Gen. Diese RNA enthält Codons, die Gruppen von drei Nukleotiden sind. Die Codons sind entscheidend für die Produktion des Proteins, das dem Gen entspricht, in einem Prozess, der Translation genannt wird. Während der Translation binden Moleküle, die als tRNA oder Transfer-RNA bekannt sind, an die Codons im RNA-Molekül. Jede tRNA enthält ein Anticodon und eine für die Sequenz des Anticodons spezifische Aminosäure. Während der Translation bindet das Anticodon einer tRNA an das komplementäre Codon der RNA und das Amino Säure wird vom tRNA-Molekül auf die Aminosäure des vorhergehenden Codons übertragen und bildet a Protein.

Es gibt 64 mögliche Kombinationen von drei Nukleotiden, aus denen AT Codons bilden kann. Allerdings kodieren nur 61 dieser Kombinationen für Aminosäuren. Dies liegt daran, dass drei Codon-Kombinationen für einen Stopp der Proteintranslation kodieren. Den tRNA-Molekülen mit zu den Stoppcodons komplementären Anticodons fehlt eine Aminosäure. Dies führt zu einem Bruch oder Stopp in der sich verlängernden Aminosäurekette und die Bildung des Proteins stoppt. Alle Gene enthalten die Nukleotidsequenz für ein Stopcodon am Ende des Gens.

Mehrere Arten von genetischen Mutationen können die falsche Bildung von Proteinen aus Genen verursachen. Punktmutationen sind die Substitution eines einzelnen Nukleotids, wodurch ein anderes Codon und damit eine andere Aminosäure entsteht. Der Einbau einer anderen Aminosäure in das Protein kann die normale Funktion des Proteins vollständig stören. Die schädlichste Art von Punktmutation, eine Nonsense-Mutation, kodiert für ein Stop-Codon in der Mitte des Gens. Dies führt dazu, dass die Bildung des Proteins vorzeitig stoppt und kann sogar die Bildung des größten Teils des Proteins verhindern, je nachdem, wo der Stopp stattfindet. Solche Mutationen können entweder zu einem Funktionsverlust des resultierenden Proteins oder zu einer völlig anderen Funktion führen, was oft zu Krebs führt.