Dlaczego istnieje 61 antykodonów?

Antykodony to grupy nukleotydów, które odgrywają kluczową rolę w tworzeniu białek z genów. Istnieje 61 antykodonów, które kodują tworzenie białek, chociaż istnieją 64 możliwe kombinacje antykodonów. Dodatkowe trzy antykodony są zaangażowane w zakończenie tworzenia białka. Mutacje genetyczne występujące w obrębie antykodonów mogą powodować poważne zmiany w białkach wytworzonych z genów, prowadząc do chorób takich jak rak.

Nukleotydy są budulcem materiału genetycznego. DNA i RNA składają się z wielu nukleotydów połączonych ze sobą w długie nici. DNA składa się z dwóch nici, podczas gdy RNA składa się z pojedynczej nici. Dwie nici w DNA łączą się ze sobą, ponieważ mają komplementarną sekwencję nukleotydów. Nukleotydy adenozyna i guanina są komplementarne odpowiednio do tyminy i cytozyny.

Ekspresja genów zaczyna się od przekształcenia DNA w RNA w procesie zwanym transkrypcją. RNA składa się z nukleotydów komplementarnych do DNA w genie. Ten RNA zawiera kodony, które są grupami trzech nukleotydów. Kodony mają kluczowe znaczenie dla produkcji białka odpowiadającego genowi w procesie zwanym translacją. Podczas translacji cząsteczki znane jako tRNA lub transfer RNA wiążą się z kodonami w cząsteczce RNA. Każde tRNA zawiera antykodon i aminokwas specyficzny dla sekwencji antykodonu. Podczas translacji antykodon tRNA wiąże się z komplementarnym kodonem na RNA i amino kwas jest przenoszony z cząsteczki tRNA na aminokwas z poprzedniego kodonu, tworząc białko.

Istnieją 64 możliwe kombinacje trzech nukleotydów, które mogą tworzyć kodony. Jednak tylko 61 z tych kombinacji koduje aminokwasy. Dzieje się tak, ponieważ trzy kombinacje kodonów kodują zatrzymanie translacji białka. Cząsteczki tRNA z antykodonami komplementarnymi do kodonów stop są pozbawione aminokwasu. Powoduje to przerwanie lub zatrzymanie wydłużającego się łańcucha aminokwasowego i zatrzymanie tworzenia się białka. Wszystkie geny zawierają sekwencję nukleotydową kodonu stop na końcu genu.

Kilka rodzajów mutacji genetycznych może powodować nieprawidłowe tworzenie białek z genów. Mutacje punktowe to substytucja pojedynczego nukleotydu, który tworzy inny kodon, a tym samym inny aminokwas. Włączenie innego aminokwasu do białka może całkowicie zakłócić normalne funkcjonowanie białka. Najbardziej szkodliwy rodzaj mutacji punktowej, mutacja nonsensowna, koduje kodon stop w środku genu. Powoduje to przedwczesne zatrzymanie tworzenia białka, a nawet może zapobiec powstawaniu większości białka, w zależności od tego, gdzie następuje zatrzymanie. Tego typu mutacje mogą prowadzić do utraty funkcji powstałego białka lub uzyskania zupełnie innej funkcji, często powodując raka.