Den genetiska koden
Men hur vet man – och cellen – hur mRNA-strängen skall översättas? Vilket är språket? Vilken är den "hemliga koden"?
Den genetiska koden har "knäckts"!
Den första upptäckta koden: fenylalanin
1960-talet: Man inser att en triplett av tre ribonukleotider förmodligen kodar för en aminosyra:
- Om det bara är två nukleotider som kodar för aminosyrorna, så får man: 42 = 16 olika kombinationer av A, T, C och G – detta räcker inte för alla 20 aminosyrorna
- Tre nukleotider: 43 = 64 olika kombinationer möjliga - det räcker!
En triplett, som kodar för en aminosyra, kallas som sagt för ett kodon.
Koden knäcktes med hjälp av oligo-ribonukleotider. Dessa tillverkades av enzymet polynukleotidfosforylas.
- Kräver ingen mall
- Behöver bara ADP (adenosindifosfat), UDP, CDP eller GDP.
Först gjorde man en RNA-sträng bestående av endast uracil: poly-U (5'-....UUUUUUUUUUUUUUUUU....-3') (Marshall Nirenberg & Heinrich Mattaei, 1961)
Man hade 20 olika reaktionsrör: Poly-U + 19 aminosyror (omärkta) + 1 aminosyra (radioaktivt inmärkt) + E. coli-extrakt.
I det rör där fenylalanin var radioaktivt inmärkt, bildades en radioaktiv polypeptid.
Slutsats:
Kodonet UUU kodar för aminosyran fenylalanin!
Genom att använda använda syntetiska RNA-strängar som mallar för translation, och sedan analysera den resulterande oligopeptiden med Edman-degradation, kunde man sluta sig till vilken triplett (vilket kodon) som motsvarade vilken aminosyra. Man hade knäckt den genetiska koden!
| Bas 2 | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| U | C | A | G | ||
| Bas 1 | U |
UUU Fenylalanin |
|||
| C | |||||
| A |
AUU Isoleucin |
||||
| G |
GAU Asparaginsyra |
||||
Idag kan man också sluta sig till ett proteins aminosyrasekvens genom masspektrometriska metoder.
Den genetiska koden är degenererad
Det finns 64 olika sätt att kombinera ihop kodon, men det finns bara 20 aminosyror.
- Detta innebär att en och samma aminosyror kodas av flera olika kodon
- Detta kallas att den genetiska koden är degenererad.
Exempel
Aminosyran glycin kodas av kodonet GGU.
- Om det sker en mutation i första eller andra kvävebasen i kodonet, kodar det för en helt annan aminosyra.
- Om det sker en mutation i tredje kvävebasen i kodonet, kodar det fortfarande för glycin! Mutationen är då "tyst".
Att den genetiska koden är degenererad innebär ett visst skydd mot mutationer.
