Anticodón: Beschreibung, Funktionen und Unterschied mit Codon

Ein Anticodon ist eine Sequenz von drei Nucleotiden, die in einem Transfer-RNA-Molekül (tRNA) vorhanden ist, dessen Funktion darin besteht, eine andere Sequenz von drei Nucleotiden zu erkennen, die in einem Messenger-RNA-Molekül (mRNA) vorhanden ist.

Diese Erkennung zwischen Codons und Anticodons ist antiparallel; Das heißt, einer befindet sich in der Richtung 5 '-> 3', während der andere in der Richtung 3 '-> 5' liegt. Diese Erkennung zwischen Sequenzen von drei Nukleotiden (Tripletts) ist für den Translationsprozess grundlegend; das heißt, bei der Synthese von Proteinen im Ribosom.

Während der Translation werden die Messenger-RNA-Moleküle durch die Erkennung ihrer Codons durch die Anticodons der Transfer-RNAs "gelesen". Diese Moleküle werden so genannt, weil sie eine bestimmte Aminosäure auf das Proteinmolekül übertragen, das sich im Ribosom bildet.

Es gibt 20 Aminosäuren, die jeweils von einem bestimmten Triplett codiert werden. Einige Aminosäuren werden jedoch von mehr als einem Triplett codiert.

Zusätzlich werden einige Codons von Anticodons in Transfer-RNA-Molekülen erkannt, an die keine Aminosäuren gebunden sind. Dies sind die sogenannten Stopcodons.

Beschreibung

Ein Anticodon wird durch eine Sequenz von drei Nukleotiden gebildet, die eine der folgenden stickstoffhaltigen Basen enthalten können: Adenin (A), Guanin (G), Uracil (U) oder Cytosin (C) in einer Kombination von drei Nukleotiden, so dass Es funktioniert wie ein Code.

Die Anticodons befinden sich immer in den Transfer-RNA-Molekülen und liegen immer in 3'-> 5'-Richtung. Die Struktur dieser tRNAs ähnelt einem Klee, so dass sie in vier Schleifen (oder Loops) unterteilt ist. In einer der Schleifen befindet sich das Anticodon.

Die Anticodons sind essentiell für die Erkennung von Codons der Messenger-RNA und folglich für den Prozess der Proteinsynthese in allen lebenden Zellen.

Funktionen

Die Hauptfunktion der Anticodons ist die spezifische Erkennung der Tripletts, die die Codons in den Boten-RNA-Molekülen bilden. Diese Codons sind die Anweisungen, die von einem DNA-Molekül kopiert wurden, um die Reihenfolge der Aminosäuren in einem Protein zu bestimmen.

Da die Transkription (die Synthese von Messenger-RNA-Kopien) in der 5'-> 3'-Richtung stattfindet, weisen Codons in Messenger-RNA diese Orientierung auf. Daher müssen die in den Transfer-RNA-Molekülen vorhandenen Anticodons die entgegengesetzte Orientierung haben, 3 '-> 5'.

Diese Vereinigung beruht auf Komplementarität. Wenn beispielsweise ein Codon 5'-AGG-3 'ist, ist das Anticodon 3'-UCC-5'. Diese Art der spezifischen Wechselwirkung zwischen Codons und Anticodons ist ein wichtiger Schritt, der es der Nukleotidsequenz in der Messenger-RNA ermöglicht, eine Sequenz von Aminosäuren innerhalb eines Proteins zu codieren.

Unterschiede zwischen Anticodon und Codon

- Die Anticodons sind Trinukleotideinheiten in den tRNAs, die zu den Codons in mRNAs komplementär sind. Sie ermöglichen es tRNAs, während der Proteinproduktion die richtigen Aminosäuren zu liefern. Im Gegensatz dazu sind Codons Einheiten von Trinukleotiden in DNA oder mRNA, die eine bestimmte Aminosäure in der Proteinsynthese codieren.

- Die Anticodons sind die Verbindung zwischen der Nukleotidsequenz der mRNA und der Aminosäuresequenz des Proteins. Im Gegensatz dazu übertragen Codons genetische Informationen vom Kern, in dem sich die DNA befindet, zu den Ribosomen, in denen die Proteinsynthese stattfindet.

- Das Anticodon befindet sich im Gegensatz zu den Codons, die sich im DNA- und mRNA-Molekül befinden, im Anticodon-Arm des tRNA-Moleküls.

- Das Anticodon ist komplementär zum jeweiligen Codon. Im Gegensatz dazu ist das Codon in der mRNA komplementär zu einem Triplett von Nukleotiden eines bestimmten Gens in der DNA.

- Eine tRNA enthält ein Anticodon. Im Gegensatz dazu enthält eine mRNA eine Reihe von Codons.

Die rollende Hypothese

Die Ausgleichshypothese besagt, dass die Übergänge zwischen dem dritten Nukleotid des Codons der Messenger-RNA und dem ersten Nukleotid des Anticodons der Transfer-RNA weniger spezifisch sind als die Übergänge zwischen den beiden anderen Nukleotiden des Tripletts.

Crick beschrieb dieses Phänomen als "Wackeln" an der dritten Position jedes Codons. In dieser Position geschieht etwas, das es den Gewerkschaften erlaubt, weniger streng als normal zu sein. Es ist auch als Wackeln oder Tamboleo bekannt.

Diese Crick-Wobble-Hypothese erklärt, wie das Anticodon einer bestimmten tRNA mit zwei oder drei verschiedenen mRNA-Codons gepaart werden kann.

Crick schlug vor, da die Basenpaarung (zwischen der Base 59 des Anticodons in tRNA und der Base 39 des Codons in mRNA) weniger streng als normal ist, an dieser Stelle ein gewisses "Wackeln" oder eine verringerte Affinität zuzulassen.

Infolgedessen erkennt eine einzelne tRNA häufig zwei oder drei der verwandten Codons, die eine bestimmte Aminosäure spezifizieren.

Normalerweise folgen die Wasserstoffbrücken zwischen den Basen der tRNA-Anticodons und den mRNA-Codons strengen Regeln der Basenpaarung nur für die ersten beiden Basen des Codons. Dieser Effekt tritt jedoch nicht in allen dritten Positionen aller mRNA-Codons auf.

RNA und Aminosäuren

Basierend auf der Wobble-Hypothese wurde die Existenz von mindestens zwei Transfer-RNAs für jede Aminosäure mit Codons, die eine vollständige Degeneration aufweisen, vorhergesagt, was sich als richtig erwiesen hat.

Diese Hypothese sagte auch das Auftreten von drei Transfer-RNAs für alle sechs Serin-Codons voraus. In der Tat wurden drei tRNAs für Serin charakterisiert:

- tRNA für Serin 1 (Anticodon AGG) bindet an die Codons UCU und UCC.

- tRNA für Serin 2 (Anticodon AGU) bindet an die Codons UCA und UCG.

- tRNA für Serin 3 (Anticodon UCG) bindet an die Codons AGU und AGC.

Diese Spezifitäten wurden durch stimulierte Bindung von gereinigten Aminoacyl-tRNA-Trinukleotiden an Ribosomen in vitro verifiziert.

Schließlich enthalten mehrere Transfer-RNAs die Inosin-Base, die aus dem Hypoxanthin-Purin hergestellt wird. Inosin wird durch eine posttranskriptionelle Modifikation von Adenosin hergestellt.

Die Crick-Wobble-Hypothese sagte voraus, dass Inosin, wenn es am 5'-Ende eines Anticodons (der Oszillationsposition) vorhanden ist, sich mit Uracil, Cytosin oder Adenin am Codon paaren würde.

Tatsächlich bindet gereinigte Alanyl-tRNA, die Inosin (I) an der 5'-Position des Anticodons enthält, an Ribosomen, die mit Trinukleotiden von GCU, GCC oder GCA aktiviert wurden.

Das gleiche Ergebnis wurde mit anderen tRNAs erhalten, die an der 5'-Position des Anticodons mit Inosin gereinigt wurden. Daher erklärt die Crick-Wobble-Hypothese sehr gut die Beziehungen zwischen tRNAs und Codons angesichts des genetischen Codes, der entartet, aber geordnet ist.