ANTICODON: BESCHRIJVING, FUNCTIES EN VERSCHIL MET CODON - BIOLOGIE - 2026

Een anticodon is een sequentie van drie nucleotiden die aanwezig is in een molecuul transfer-RNA (tRNA), waarvan de functie is om een ​​andere sequentie van drie nucleotiden te herkennen die aanwezig is in een molecuul van boodschapper-RNA (mRNA).

Deze herkenning tussen codons en anticodons is antiparallel; dat wil zeggen, de ene bevindt zich in de 5 '-> 3' richting terwijl de andere is gekoppeld in de 3 '-> 5' richting. Deze herkenning tussen sequenties van drie nucleotiden (tripletten) is essentieel voor het translatieproces; dat wil zeggen bij de synthese van eiwitten in het ribosoom.

2D (links) en 3D (rechts) structuur van een transfer-RNA

Aldus worden tijdens de translatie de boodschapper-RNA-moleculen "gelezen" door de herkenning van hun codons door de transfer-RNA-anticodons. Deze moleculen worden zo genoemd omdat ze een specifiek aminozuur overdragen aan het eiwitmolecuul dat op het ribosoom wordt gevormd.

Er zijn 20 aminozuren, elk gecodeerd door een specifiek triplet. Sommige aminozuren worden echter gecodeerd door meer dan één triplet.

Bovendien worden sommige codons herkend door anticodons in transfer-RNA-moleculen waaraan geen aminozuren zijn gehecht; dit zijn de zogenaamde stopcodons.

Omschrijving

Een anticodon bestaat uit een reeks van drie nucleotiden die elk van de volgende stikstofhoudende basen kunnen bevatten: adenine (A), guanine (G), uracil (U) of cytosine (C) in een combinatie van drie nucleotiden, op een zodanige manier dat het werkt als een code.

Anticodons worden altijd aangetroffen in transfer-RNA-moleculen en bevinden zich altijd op 3 '-> 5'. De structuur van deze tRNA's is vergelijkbaar met een klaver, zodanig dat het onderverdeeld is in vier lussen (of lussen); in een van de lussen bevindt zich het anticodon.

Anticodons zijn essentieel voor de herkenning van boodschapper-RNA-codons en bijgevolg voor het proces van eiwitsynthese in alle levende cellen.

Kenmerken

De belangrijkste functie van anticodons is de specifieke herkenning van tripletten die codons vormen in boodschapper-RNA-moleculen. Deze codons zijn de instructies die zijn gekopieerd van een DNA-molecuul om de volgorde van aminozuren in een eiwit te dicteren.

Aangezien transcriptie (de synthese van kopieën van boodschapper-RNA) plaatsvindt in de 5 '-> 3' richting, hebben de codons van het boodschapper-RNA deze oriëntatie. Daarom moeten de anticodons die aanwezig zijn in de transfer-RNA-moleculen de tegenovergestelde oriëntatie hebben, 3 '-> 5'.

Deze unie is te danken aan complementariteit. Als een codon bijvoorbeeld 5′-AGG-3 ′ is, is het anticodon 3′-UCC-5 ′. Dit type specifieke interactie tussen codons en anticodons is een belangrijke stap waardoor de nucleotidesequentie in boodschapper-RNA kan coderen voor een aminozuursequentie binnen een eiwit.

Verschillen tussen anticodon en codon

- Anticodons zijn trinucleotide-eenheden in tRNA's, complementair aan codons in mRNA's. Ze zorgen ervoor dat tRNA's de juiste aminozuren leveren tijdens de eiwitproductie. In plaats daarvan zijn codons trinucleotide-eenheden in DNA of mRNA, die coderen voor een specifiek aminozuur bij eiwitsynthese.

- Anticodons zijn de schakel tussen de nucleotidesequentie van het mRNA en de aminozuursequentie van het eiwit. Codons dragen eerder genetische informatie over van de kern waar DNA wordt gevonden naar ribosomen waar eiwitsynthese plaatsvindt.

- Het anticodon wordt gevonden in de Anticodon-arm van het tRNA-molecuul, in tegenstelling tot codons, die zich in het DNA- en mRNA-molecuul bevinden.

- Het anticodon is complementair aan het respectieve codon. In plaats daarvan is het codon in het mRNA complementair aan een nucleotide triplet van een bepaald gen in het DNA.

- Een tRNA bevat een anticodon. Een mRNA daarentegen bevat een aantal codons.

De swing-hypothese

De swinghypothese stelt dat de verbindingen tussen het derde nucleotide van het codon van het boodschapper-RNA en het eerste nucleotide van het anticodon van het transfer-RNA minder specifiek zijn dan de verbindingen tussen de andere twee nucleotiden van het triplet.

Crick beschreef dit fenomeen als een "schommeling" in de derde positie van elk codon. Er gebeurt iets in die positie waardoor de gewrichten minder strikt zijn dan normaal. Het wordt ook wel wiebelen of wiebelen genoemd.

Deze Crick-wobble-hypothese legt uit hoe het anticodon van een bepaald tRNA kan paren met twee of drie verschillende mRNA-codons.

Crick stelde voor dat aangezien basenparing (tussen base 59 van het anticodon in tRNA en base 39 van het codon in mRNA) minder stringent is dan normaal, enige "schommeling" of verminderde affiniteit op deze plaats is toegestaan.

Als resultaat herkent een enkel tRNA vaak twee of drie van de gerelateerde codons die een bepaald aminozuur specificeren.

Normaal volgen waterstofbindingen tussen de basen van tRNA-anticodons en mRNA-codons strikte regels voor basenparing voor alleen de eerste twee basen van het codon. Dit effect treedt echter niet op alle derde posities van alle mRNA-codons op.

RNA en aminozuren

Op basis van de wobble-hypothese werd het bestaan ​​van ten minste twee transfer-RNA's voor elk aminozuur met codons die volledige degeneratie vertoonden, voorspeld, wat is aangetoond dat het waar is.

Deze hypothese voorspelde ook het verschijnen van drie transfer-RNA's voor de zes serinecodons. Er zijn inderdaad drie tRNA's gekarakteriseerd voor serine:

- tRNA voor serine 1 (anticodon AGG) bindt aan codons UCU en UCC.

- tRNA voor serine 2 (AGU anticodon) bindt aan de UCA- en UCG-codons.

- tRNA voor serine 3 (anticodon UCG) bindt aan de AGU- en AGC-codons.

Deze specificiteiten werden geverifieerd door gestimuleerde binding van gezuiverde aminoacyl-tRNA-trinucleotiden aan ribosomen in vitro.

Ten slotte bevatten verschillende transfer-RNA's de basis inosine, die is gemaakt van purine hypoxanthine. Inosine wordt geproduceerd door een posttranscriptionele wijziging van adenosine.

Crick's wobble-hypothese voorspelde dat wanneer inosine aanwezig is aan het 5'-uiteinde van een anticodon (de wobble-positie), het zou paren met uracil, cytosine of adenine op het codon.

In feite bindt gezuiverd alanyl-tRNA dat inosine (I) bevat op de 5'-positie van het anticodon, aan ribosomen die zijn geactiveerd met GCU, GCC of GCA-trinucleotiden.

Hetzelfde resultaat is verkregen met andere tRNA's gezuiverd met inosine op de 5'-positie van het anticodon. De wobble-hypothese van Crick verklaart dus heel goed de relaties tussen tRNA's en codons gezien de genetische code, die gedegenereerd maar ordelijk is.

Referenties

1. Brooker, R. (2012). Concepts of Genetics (1st ed.). De McGraw-Hill Companies, Inc.
2. Brown, T. (2006). Genomen 3 (3 ^rd ). Garland Science.
3. Griffiths, A., Wessler, S., Carroll, S. & Doebley, J. (2015). Inleiding tot genetische analyse (11e ed.). WH Freeman
4. Lewis, R. (2015). Menselijke genetica: concepten en toepassingen (11e ed.). McGraw-Hill Education.
5. Snustad, D. & Simmons, M. (2011). Principles of Genetics (6e ed.). John Wiley and Sons.