CODON LÀ GÌ? (DI TRUYỀN HỌC) - SINH HỌC - 2026

Một codon là mỗi trong số 64 sự kết hợp có thể có của ba nucleotide, dựa trên bốn loại tạo nên axit nucleic. Đó là, từ sự kết hợp của bốn nucleotide, các khối của ba "chữ cái", hoặc bộ ba, được tạo ra.

Đây là các deoxyribonucleotide với các gốc nitơ là adenin, guanin, thymine và cytosine trong DNA. Trong ARN, chúng là ribonucleotit với các gốc nitơ là adenin, guanin, uracil và cytosine.

Khái niệm codon chỉ áp dụng cho các gen mã hóa protein. Tin nhắn được mã hóa DNA sẽ được đọc trong các khối ba chữ cái sau khi thông tin từ trình nhắn tin của bạn được xử lý. Nói tóm lại, codon là đơn vị mã hóa cơ bản cho các gen được dịch mã.

Codon và axit amin

Nếu với mỗi vị trí trong các từ có ba chữ cái, chúng ta có bốn khả năng, thì tích 4 X 4 X 4 cho chúng ta 64 kết hợp có thể. Mỗi codon này tương ứng với một axit amin cụ thể - ngoại trừ ba axit có chức năng kết thúc việc đọc các codon.

Quá trình chuyển đổi một thông điệp được mã hóa bằng bazơ nitơ trong axit nucleic thành một thông điệp có axit amin trong peptit được gọi là quá trình dịch mã. Phân tử huy động thông điệp từ DNA đến vị trí dịch mã được gọi là RNA thông tin.

Bộ ba của RNA thông tin là codon mà quá trình dịch mã sẽ diễn ra trong ribosome. Các phân tử tiếp hợp nhỏ thay đổi ngôn ngữ của nucleotide thành axit amin trong ribosome là RNA chuyển.

Tin nhắn, sứ giả và bản dịch

Một thông điệp mã hóa protein bao gồm một chuỗi nucleotide tuyến tính là bội số của bộ ba. Thông điệp được thực hiện bởi một RNA mà chúng ta gọi là chất truyền tin (mRNA).

Trong sinh vật tế bào, tất cả mRNA đều phát sinh bằng cách phiên mã của gen mã hóa trong DNA tương ứng của chúng. Nghĩa là, các gen mã hóa protein được viết trên DNA bằng ngôn ngữ của DNA.

Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là quy tắc bộ ba này được tuân thủ nghiêm ngặt trong DNA. Được phiên mã từ DNA, thông điệp hiện được viết bằng ngôn ngữ RNA.

MRNA bao gồm một phân tử có thông điệp gen, nằm ở hai bên bởi các vùng không mã hóa. Một số sửa đổi sau phiên mã, chẳng hạn như nối chẳng hạn, cho phép tạo một thông báo tuân thủ quy tắc ba. Nếu quy tắc ba này dường như không được thực hiện trong DNA, thì việc nối sẽ khôi phục nó.

MRNA được vận chuyển đến vị trí nơi ribosome cư trú, và tại đây sứ giả hướng dẫn việc dịch thông điệp sang ngôn ngữ protein.

Trong trường hợp đơn giản nhất, protein (hoặc peptit) sẽ có số lượng axit amin bằng một phần ba số ký tự của thông báo mà không có ba trong số chúng. Tức là, bằng số lượng mã tín hiệu truyền tin trừ đi một trong các kết thúc.

Thông điệp di truyền

Thông điệp di truyền từ gen mã hóa protein thường bắt đầu bằng một codon được dịch là axit amin methionine (codon AUG, trong RNA).

Một số mã hóa đặc trưng sau đó tiếp tục ở một độ dài và trình tự tuyến tính cụ thể, và kết thúc tại một mã số dừng. Mã số dừng có thể là một trong các codon màu opal (UGA), hổ phách (UAG) hoặc màu đất son (UAA).

Chúng không có tương đương trong ngôn ngữ axit amin, và do đó không có ARN chuyển tương ứng. Tuy nhiên, ở một số sinh vật, codon UGA cho phép kết hợp axit amin đã sửa đổi selenocysteine. Trong những trường hợp khác, UAG codon cho phép kết hợp axit amin pyrrolysine.

RNA Messenger tạo phức hợp với ribosome, và sự khởi đầu của quá trình dịch mã cho phép kết hợp một methionine ban đầu. Nếu quá trình thành công, protein sẽ kéo dài (dài ra) khi mỗi tRNA tặng axit amin tương ứng được hướng dẫn bởi chất truyền tin.

Khi đạt đến codon dừng, sự kết hợp axit amin bị dừng lại, quá trình dịch mã hoàn tất và peptit được tổng hợp được giải phóng.

Mã hóa và phản mã hóa

Mặc dù nó là một sự đơn giản hóa của một quá trình phức tạp hơn nhiều, tương tác codon-đối mã hỗ trợ giả thuyết về sự dịch mã theo tính bổ sung.

Theo đó, đối với mỗi codon trong một chất truyền tin, sự tương tác với một tRNA cụ thể sẽ được quy định bởi sự bổ sung với các cơ sở của bộ phản mã.

Đối mã là trình tự của ba nucleotide (bộ ba) có trong cơ sở hình tròn của tRNA điển hình. Mỗi tRNA cụ thể có thể được tải bằng một axit amin cụ thể, axit amin này sẽ luôn giống nhau.

Bằng cách này, khi nhận ra một đối mã, chất truyền tin sẽ nói với ribosome rằng nó phải chấp nhận axit amin mang tRNA mà nó bổ sung trong đoạn đó.

Do đó tRNA hoạt động như một bộ điều hợp cho phép xác minh quá trình dịch mã do ribosome thực hiện. Bộ điều hợp này, trong các bước đọc codon ba chữ cái, cho phép kết hợp tuyến tính các axit amin cuối cùng tạo thành thông điệp đã dịch.

Sự thoái hóa của mã di truyền

Sự tương ứng codon: axit amin được gọi là mã di truyền trong sinh học. Mã này cũng bao gồm ba codon dừng dịch.

Có 20 loại axit amin thiết yếu; nhưng đến lượt nó, có 64 codon có sẵn cho việc chuyển đổi của họ. Nếu chúng ta loại bỏ ba codon dừng lại, chúng ta vẫn còn 61 mã cho các axit amin.

Methionine chỉ được mã hóa bởi AUG- codon là codon bắt đầu, mà còn bởi axit amin cụ thể này trong bất kỳ phần nào khác của thông điệp (gen).

Điều này dẫn chúng ta đến 19 axit amin được mã hóa bởi 60 codon còn lại. Nhiều axit amin được mã hóa bởi một codon duy nhất. Tuy nhiên, có những axit amin khác được mã hóa bởi nhiều hơn một codon. Sự thiếu vắng mối quan hệ giữa codon và axit amin này là cái mà chúng ta gọi là sự thoái hóa của mã di truyền.

Các bào quan

Cuối cùng, mã di truyền là một phần phổ quát. Ở sinh vật nhân thực có các bào quan khác (có nguồn gốc tiến hóa từ vi khuẩn), nơi một bản dịch khác được xác minh từ bản dịch được xác nhận trong tế bào chất.

Các bào quan này có bộ gen (và dịch mã) riêng là lục lạp và ti thể. Các mã di truyền của lục lạp, ti thể, nhân tế bào nhân chuẩn và nhân vi khuẩn không hoàn toàn giống nhau.

Tuy nhiên, trong mỗi nhóm, nó là phổ quát. Ví dụ, một gen thực vật được nhân bản và dịch mã trong tế bào động vật sẽ tạo ra một peptit có cùng trình tự axit amin tuyến tính mà nó đã có nếu được dịch mã ở thực vật có nguồn gốc.

Người giới thiệu

1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Sinh học phân tử của tế bào ( Ấn bản ^{lần thứ} 6 ). WW Norton & Company, New York, NY, Hoa Kỳ.
2. Brooker, RJ (2017). Di truyền học: Phân tích và Nguyên tắc. McGraw-Hill Higher Education, New York, NY, USA.
3. Goodenough, UW (1984) Di truyền học. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, Hoa Kỳ.
4. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Giới thiệu về Phân tích Di truyền (xuất bản ^{lần thứ} 11 ). New York: WH Freeman, New York, NY, Hoa Kỳ.
5. Koonin, EV, Novozhilov, AS (2017) Nguồn gốc và sự tiến hóa của mã di truyền phổ quát. Đánh giá hàng năm về Di truyền học, 7; 51: 45-62.
6. Manickam, N., Joshi, K., Bhatt, MJ, Farabaugh, PJ (2016) Ảnh hưởng của việc sửa đổi tRNA đến độ chính xác của quá trình dịch mã phụ thuộc vào cường độ codon-đối mã nội tại. Nghiên cứu axit nucleic, 44: 1871-81.