Hauptunterschied – Codon vs Anticodon

Codon und Anticodon sind Nukleotidtripletts, die eine bestimmte Aminosäure in einem Polypeptid spezifizieren. Für die Speicherung von genetischer Information als Nukleotidsequenz entweder auf DNA- oder mRNA-Molekülen existiert ein spezifischer Regelsatz, um Proteine ​​zu synthetisieren. Dieser spezifische Regelsatz wird als genetischer Code bezeichnet. Codon ist eine Gruppe von drei Nukleotiden, insbesondere auf der mRNA. Anticodon ist auf tRNA-Molekülen vorhanden. Die Hauptunterschied zwischen Codon und Anticodon ist das Codon ist die Sprache, die eine Aminosäure auf mRNA-Molekülen darstellt, während Anticodon die komplementäre Nukleotidsequenz des Codons auf tRNA-Molekülen ist.

Dieser Artikel untersucht,

1. Was ist Codon – Definition, Funktionen 2. Was ist Anticodon – Definition, Funktionen 3. Was ist der Unterschied zwischen Codon und Anticodon

Was ist ein Codon?

Ein Codon ist eine Sequenz von drei Nukleotiden, die eine Aminosäure in der Polypeptidkette spezifiziert. Jedes Gen, das ein bestimmtes Protein kodiert, besteht aus einer Sequenz von Nukleotiden, die die Aminosäuresequenz dieses bestimmten Proteins darstellen. Gene nutzen eine universelle Sprache, den genetischen Code, um die Aminosäuresequenzen von Proteinen zu speichern. Der genetische Code besteht aus Nukleotidtripletts, die als Codons bezeichnet werden. Beispielsweise repräsentiert das Codon TCT die Aminosäure Serin. Einundsechzig Codons können identifiziert werden, um die zwanzig essentiellen Aminosäuren zu spezifizieren, die für die Translation benötigt werden.

Leserahmen

Eine bestimmte Nukleotidsequenz in einem einzelsträngigen DNA-Molekül besteht aus drei Leserastern in 5'- bis 3'-Richtung des Strangs. Betrachtet man die Nukleotidsequenz in 1, beginnt der erste Leserahmen mit dem ersten Nukleotid A. Der erste Leserahmen ist in blauer Farbe dargestellt. Es enthält die Codons AGG TGA CAC CGC AAG CCT TAT ATT AGC. Der zweite Leserahmen beginnt mit dem zweiten Nukleotid, G, das in roter Farbe dargestellt ist. Es enthält die Codons GGT GAC ACC GCA AGC CTT ATA TTA. Der dritte Leserahmen beginnt mit dem dritten Nukleotid, G, das in grüner Farbe dargestellt ist. Es enthält die Codons GTG ACA CCG CAA GCC TTA TAT TAG.

Abbildung 1: Leserahmen

Da DNA ein doppelsträngiges Molekül ist, können in den beiden Strängen sechs Leserahmen gefunden werden. Es kann jedoch nur ein Leserahmen translatiert werden. Dieser Leserahmen wird als offener Leserahmen bezeichnet. Ein Codon kann nur mit einem offenen Leseraster identifiziert werden.

Codon starten/stoppen

Der offene Leserahmen wird grundsätzlich durch das Vorhandensein eines von der mRNA kodierten Startcodons definiert. Das universelle Startcodon ist AUG, das für die Aminosäure Methionin in Eukaryoten kodiert. In Prokaryoten kodiert AUG für Formylmethionin. Eukaryotische offene Leserahmen werden durch das Vorhandensein von Introns in der Mitte des Rahmens unterbrochen. Die Translation stoppt am Stopcodon im offenen Leseraster. Auf der mRNA finden sich drei universelle Stopcodons: UAG, UGA und UAA. Eine Codon-Reihe auf einem mRNA-Stück ist in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2: Codon-Reihe auf mRNA

Wirkung von Mutationen

Beim Replikationsvorgang treten Fehler auf, die Veränderungen in die Nukleotidkette einführen. Diese Veränderungen werden Mutationen genannt. Mutationen können die Aminosäuresequenz der Polypeptidkette verändern. Zwei Arten von Punktmutationen sind Missense-Mutationen und Nonsense-Mutationen. Missense-Mutationen verändern die Eigenschaften der Polypeptidkette, indem sie den Aminosäurerest verändern und können Krankheiten wie die Sichelzellenanämie verursachen. Nonsense-Mutationen verändern die Nukleotidsequenz des Stoppcodons und können Thalassämie verursachen.

Entartung

Die im genetischen Code auftretende Redundanz wird als Degeneration bezeichnet. Beispielsweise spezifizieren die Codons UUU und UUC beide die Aminosäure Phenylalanin. Die RNA-Codon-Tabelle ist in Abbildung 3 dargestellt.

Abbildung 3: RNA-Codon-Tabelle

Codon-Nutzungsverzerrung

Die Häufigkeit, mit der ein bestimmtes Codon in einem Genom auftritt, wird als Codon-Usage-Bias bezeichnet. Beispielsweise beträgt die Häufigkeit des Vorkommens des Codons UUU im menschlichen Genom 17,6%.

Variationen

Einige Variationen können beim genetischen Standardcode gefunden werden, wenn man das menschliche mitochondriale Genom betrachtet. Einige Mycolasma-Arten spezifizieren das Codon UGA auch als Tryptophan und nicht als Stop-Codon. Einige Candida-Arten geben das Codon UCG als Serin an.

Was ist Anticodon?

Die Drei-Nukleotid-Sequenz auf der tRNA, die komplementär zur Codon-Sequenz auf der mRNA ist, wird als Anticodon bezeichnet. Während der Translation ist Anticodon eine komplementäre Basenpaarung mit dem Codon über Wasserstoffbrückenbindungen. Daher enthält jedes Codon ein passendes Anticodon auf verschiedenen tRNA-Molekülen. Die komplementäre Basenpaarung von Anticodon mit seinem Codon ist in 4 gezeigt.

Abbildung 4: Komplementäre Basenpaarungen

Wobble Base Pairing

Die Fähigkeit eines einzelnen Anticodons, Basenpaare mit mehr als einem Codon auf der mRNA zu bilden, wird als Wobble-Basenpaarung bezeichnet. Die Wobble-Basenpaarung erfolgt aufgrund des Verlusts des ersten Nukleotids auf dem tRNA-Molekül. Inosin ist an der ersten Nukleotidposition des tRNA-Anticodons vorhanden. Inosin kann mit verschiedenen Nukleotiden Wasserstoffbrückenbindungen bilden. Aufgrund der Anwesenheit von Wobble-Basenpaarung wird eine Aminosäure durch die dritte Position des Codons spezifiziert. Glycin wird beispielsweise durch GGU, GGC, GGA und GGG spezifiziert.

Übertragung von RNA

Einundsechzig verschiedene Arten von tRNA können gefunden werden, um die zwanzig essentiellen Aminosäuren zu spezifizieren. Aufgrund der Wobble-Basen-Paarung wird die Anzahl der unterschiedlichen tRNA in vielen Zellen reduziert. Die minimale Anzahl unterschiedlicher tRNAs, die für die Translation erforderlich ist, beträgt einunddreißig. Die Struktur eines tRNA-Moleküls ist in Abbildung 5 dargestellt. Das Anticodon ist grau dargestellt. Der gelb dargestellte Akzeptorstamm enthält am 3'-Ende des Moleküls einen CCA-Schwanz. Die angegebene Aminosäure ist kovalent an die 3′-Hydroxylgruppe der CCA-Schwänze gebunden. Die an Aminosäuren gebundene tRNA wird Aminoacyl-tRNA genannt.

Abbildung 5: Transfer von RNA

Unterschied zwischen Codon und Anticodon

Standort

Kodon: Codon befindet sich auf dem mRNA-Molekül.

Anticodon: Anticodon befindet sich im tRNA-Molekül.

Komplementäre Natur

Kodon: Codon ist komplementär zum Nukleotidtriplett in der DNA.

Anticodon: Anticodon ist komplementär zum Codon.

Kontinuität

Kodon: Codon ist sequentiell auf der mRNA vorhanden.

Anticodon: Anticodon ist einzeln auf tRNAs vorhanden.

Funktion

Kodon: Codon bestimmt die Position der Aminosäure.

Anticodon: Anticodon bringt die angegebene Aminosäure durch das Codon.

Abschluss

Codon und Anticodon sind beide an der Positionierung von Aminosäuren in der richtigen Reihenfolge beteiligt, um während der Translation ein funktionelles Protein zu synthetisieren. Beide sind Nukleotidtripletts. Einundsechzig verschiedene Codons können gefunden werden, die die zwanzig essentiellen Aminosäuren spezifizieren, die für die Synthese einer Polypeptidkette erforderlich sind. Somit sind einundsechzig verschiedene tRNAs erforderlich, um ein Basenpaar mit den einundsechzig Codons zu komplementieren. Aufgrund der Anwesenheit von Wobble-Basenpaarungen wird die Anzahl der erforderlichen tRNAs jedoch auf einunddreißig reduziert. Die zum Codon komplementären Anticodon-Basenpaare werden als universelles Merkmal angesehen. Daher ist der Hauptunterschied zwischen Codon und Anticodon ihre komplementäre Natur.

Referenz: „Genetischer Code“. Wikipedia, die freie Enzyklopädie, 2017. Aufgerufen am 03. März 2017 „Transfer RNA“. Wikipedia, die freie Enzyklopädie, 2017. Zugriff am 03. März 2017

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