Ποια είναι η σχέση μεταξύ βάσεων αζώτου και του γενετικού κώδικα;

Ολόκληρος ο γενετικός κώδικας σας, το προσχέδιο για το σώμα σας και τα πάντα σε αυτό, αποτελείται από μια γλώσσα με μόνο τέσσερα γράμματα. Το DNA, το πολυμερές που αποτελεί τον γενετικό κώδικα, είναι μια ακολουθία βάσεων αζώτου που κρέμονται σε ραχοκοκαλιά των μορίων σακχάρου και φωσφορικών και συστρέφονται σε διπλή έλικα. Η αλυσίδα των βάσεων αζώτου μεταφράζεται στις πρωτεΐνες και τα ένζυμα που συνθέτουν όλη τη ζωή σε ένα σύστημα που έχει περιγραφεί ως κομψό στην απλότητά του.

Οι τέσσερις βάσεις αζώτου που συνθέτουν το DNA είναι η αδενίνη, η γουανίνη, η κυτοσίνη και η θυμίνη. Όταν οι γενετικές πληροφορίες αντιγράφονται στο RNA, ένα παρόμοιο μόριο που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία μιας πρωτεΐνης, η θυμίνη αντικαθίσταται από τη βασική ουρακίλη. Στον γενετικό κώδικα, οι βάσεις συντομεύονται A, G, C, T και U. Η αδενίνη και η γουανίνη προέρχονται από την ένωση πουρίνη και η κυτοσίνη, η θυμίνη και η ουρακίλη προέρχονται από την απλούστερη ένωση πυριμιδίνη.

Για να αναπαραγάγετε το DNA ή να μεταφράσετε το DNA σε RNA, πρέπει να αποσυμπιέσετε τη διπλή έλικα και να δημιουργήσετε ένα ακριβές αντίγραφο του κώδικα. Για να γίνει αυτό, οι βάσεις αζώτου είναι αυστηρά ζευγαρωμένες, A έως T ή U και C έως G. Τα άκρα αυτών των μορίων ταιριάζουν μεταξύ τους με τέτοιο τρόπο ώστε ένας δεσμός υδρογόνου, μια ισχυρή διαμοριακή δύναμη, να μπορεί να σχηματιστεί μόνο μεταξύ των αντιστοίχων βάσεων. Οι ειδικές πρωτεΐνες ταξιδεύουν πάνω και κάτω από τον κλώνο του DNA διευκολύνοντας την αντιγραφή του γενετικού κώδικα στο RNA έτσι ώστε να μπορεί να αποκωδικοποιηθεί για τη δημιουργία πρωτεϊνών.

Μόλις το DNA μεταφραστεί σε RNA, η ακολουθία των γραμμάτων πρέπει να αποκωδικοποιηθεί. Το RNA φέρεται στο ριβόσωμα, το οργανικό που παράγει πρωτεΐνες. Το ριβόσωμα διαβάζει τον γενετικό κώδικα σε λέξεις τριών αζωτούχων λέξεων που ονομάζονται κωδικόνια. Τα ειδικά κωδικόνια σηματοδοτούν την αρχή ή το τέλος μιας ακολουθίας. Τα υπόλοιπα κωδικόνια αντιπροσωπεύουν το καθένα ένα αμινοξύ, το δομικό στοιχείο των πρωτεϊνών. Υπάρχουν είκοσι αμινοξέα και 64 πιθανοί συνδυασμοί γραμμάτων, οπότε ορισμένα αμινοξέα αντιπροσωπεύονται από περισσότερα από ένα κωδικόνια.

Τα κωδικόνια έναρξης και διακοπής σηματοδοτούν την αρχή και το τέλος ενός γονιδίου. Ένα μεμονωμένο γονίδιο κωδικοποιεί μία μόνο πρωτεΐνη, η οποία μπορεί να διπλωθεί σε μια διάταξη που δρα ως δομικό μέρος του οργανισμού ή ως ένζυμο, μια εξειδικευμένη πρωτεΐνη που καταλύει μια διαδικασία. Οι άνθρωποι έχουν μεταξύ 50.000 και 100.000 γονιδίων για να αντιπροσωπεύουν όλες τις δομές και τις διαδικασίες που συνθέτουν το σώμα και το διατηρούν σε λειτουργία.