Waarom zijn er 61 anticodons?

Anticodons zijn groepen nucleotiden die een cruciale rol spelen bij de vorming van eiwitten uit genen. Er zijn 61 anticodons die coderen voor eiwitvorming, ook al zijn er 64 mogelijke combinaties van anticodons. De extra drie anticodons zijn betrokken bij de beëindiging van de eiwitvorming. Genetische mutaties die optreden in de anticodons kunnen ernstige veranderingen veroorzaken in eiwitten gemaakt van genen, wat kan leiden tot ziekten zoals kanker.

Nucleotiden zijn de bouwstenen van genetisch materiaal. DNA en RNA zijn samengesteld uit talrijke nucleotiden die in lange strengen aan elkaar zijn gebonden. DNA is samengesteld uit twee strengen, terwijl RNA is samengesteld uit een enkele streng. De twee strengen in DNA binden aan elkaar, omdat ze een complementaire sequentie van nucleotiden hebben. De nucleotiden adenosine en guanine zijn complementair aan respectievelijk thymine en cytosine.

Genexpressie begint met het DNA dat wordt omgezet in RNA in een proces dat transcriptie wordt genoemd. Het RNA is samengesteld uit de complementaire nucleotiden van het DNA in het gen. Dit RNA bevat codons, dit zijn groepen van drie nucleotiden. De codons zijn cruciaal voor het produceren van het eiwit dat overeenkomt met het gen, in een proces dat translatie wordt genoemd. Tijdens translatie binden moleculen die bekend staan ​​als tRNA, of transfer-RNA, aan de codons in het RNA-molecuul. Elk tRNA bevat een anticodon en een aminozuur dat specifiek is voor de volgorde van het anticodon. Tijdens translatie bindt het anticodon van een tRNA aan het complementaire codon op het RNA en het amino zuur wordt overgebracht van het tRNA-molecuul naar het aminozuur van het voorgaande codon, waarbij a. wordt gevormd eiwit.

Er zijn 64 mogelijke combinaties van drie nucleotiden die codons kunnen vormen. Slechts 61 van deze combinaties coderen echter voor aminozuren. Dit komt omdat drie codoncombinaties coderen voor een stop in eiwittranslatie. De tRNA-moleculen met anticodons die complementair zijn aan de stopcodons, missen een aminozuur. Dit veroorzaakt een breuk, of stop, in de langwerpige aminozuurketen en de vorming van het eiwit stopt. Alle genen bevatten de nucleotidesequentie voor een stopcodon aan het einde van het gen.

Verschillende soorten genetische mutaties kunnen de onjuiste vorming van eiwitten uit genen veroorzaken. Puntmutaties zijn de vervanging van een enkele nucleotide, waardoor een ander codon en dus een ander aminozuur ontstaat. De opname van een ander aminozuur in het eiwit kan de normale functie van het eiwit volledig verstoren. Het meest schadelijke type puntmutatie, een nonsense-mutatie, codeert voor een stopcodon in het midden van het gen. Dit zorgt ervoor dat de vorming van het eiwit voortijdig stopt en kan zelfs de vorming van het grootste deel van het eiwit voorkomen, afhankelijk van waar de stop zich voordoet. Dit soort mutaties kan leiden tot ofwel een verlies van functie van het resulterende eiwit of een versterking van een geheel andere functie, wat vaak kanker veroorzaakt.