Prečo existuje 61 antikodónov?

Antikodóny sú skupiny nukleotidov, ktoré hrajú rozhodujúcu úlohu pri tvorbe proteínov z génov. Existuje 61 antikodónov, ktoré kódujú tvorbu proteínov, aj keď existuje 64 možných kombinácií antikodónov. Ďalšie tri antikodóny sa podieľajú na ukončení tvorby proteínu. Genetické mutácie vyskytujúce sa v antikodónoch môžu spôsobiť vážne zmeny v proteínoch vyrobených z génov, čo vedie k chorobám, ako je rakovina.

Nukleotidy sú stavebnými kameňmi genetického materiálu. DNA a RNA sú zložené z mnohých nukleotidov naviazaných na seba v dlhých reťazcoch. DNA sa skladá z dvoch reťazcov, zatiaľ čo RNA sa skladá z jedného vlákna. Dva reťazce v DNA sa navzájom viažu, pretože majú komplementárnu sekvenciu nukleotidov. Nukleotidy adenozín a guanín sú komplementárne k tymínu a cytozínu.

Génová expresia začína tým, že sa DNA prevedie na RNA v procese nazývanom transkripcia. RNA je zložená z komplementárnych nukleotidov k DNA v géne. Táto RNA obsahuje kodóny, čo sú skupiny troch nukleotidov. Kodóny sú rozhodujúce pre produkciu proteínu zodpovedajúceho génu v procese nazývanom translácia. Počas translácie sa molekuly známe ako tRNA alebo prenos RNA viažu na kodóny v molekule RNA. Každá tRNA obsahuje antikodón a aminokyselinu špecifickú pre sekvenciu antikodónu. Počas translácie sa antikodón tRNA viaže na komplementárny kodón na RNA a amino kyselina sa prenáša z molekuly tRNA na aminokyselinu z predchádzajúceho kodónu, pričom sa vytvorí a bielkoviny.

Existuje 64 možných kombinácií troch nukleotidov, ktoré môžu vytvárať kodóny. Iba 61 z týchto kombinácií však kóduje aminokyseliny. Je to preto, že tri kombinácie kodónov kódujú zastavenie translácie proteínu. V molekulách tRNA s antikodónmi komplementárnymi k stop kodónom chýba aminokyselina. To spôsobí prerušenie alebo zastavenie predlžujúceho sa aminokyselinového reťazca a tvorba proteínu sa zastaví. Všetky gény obsahujú nukleotidovú sekvenciu pre stop kodón na konci génu.

Niekoľko druhov genetických mutácií môže spôsobiť nesprávnu tvorbu proteínov z génov. Bodové mutácie sú substitúciou jedného nukleotidu, ktorý vytvára iný kodón, a teda inú aminokyselinu. Začlenenie inej aminokyseliny do proteínu môže úplne narušiť normálnu funkciu proteínu. Najškodlivejší typ bodovej mutácie, nezmyselná mutácia, kóduje stop kodón uprostred génu. To spôsobí predčasné zastavenie tvorby proteínu a môže dokonca zabrániť tvorbe väčšiny proteínu v závislosti od toho, kde k zastaveniu dôjde. Tieto typy mutácií môžu viesť buď k strate funkcie výsledného proteínu, alebo k získaniu úplne inej funkcie, často spôsobujúcej rakovinu.