Kodon je sekvence tří nukleotidů na mediátorové ribonukleové kyseliny (mRNA), které stanoví jedním z 22 proteinogenních aminokyselin, jejichž dědictví na messenger RNA určuje primární strukturu tohoto proteinu , které mají být syntetizovány . Jelikož messengerové RNA jsou tvořeny posloupností několika desítek až několika set nukleotidů , je také možné několik desítek až několika stovek aminokyselin sestavit lineárně za vzniku proteinových řetězců. Čtyři nukleové báze určují sekvenci messengerové RNA - adenin , uracil , guanin a cytosin - takže existuje 4 3 = 64 různých kodonů, kódujících 22 aminokyselin a zastavení syntézy ( STOP kodony ).
Každý z možných kodonů může syntetizovat jednu z 20 přírodních aminokyselin - plus dvě vzácnější aminokyseliny, pyrrolysin a selenocystein , jejichž přidání vyžaduje zvláštní nukleotidovou sekvenci inzerce. Několik kodonů může označit stejnou aminokyselinu, toto se nazývá synonymní kodony .
Kodony UAG, UGA a UAA obecně neznamenají žádnou aminokyselinu; to jsou STOP kodony nebo nesmyslné kodony (výjimečně UGA kodonů někdy kóduje selenocystein , esenciální pro funkci selenoproteinů , a kóduje pro tryptofan v mitochondriích z opisthoconts , které zahrnují zvířata a hub ). Když ribozom dosáhne stop kodonu na messengerové RNA, během složitého procesu biosyntézy proteinu se zastaví, uvolní dokončený protein a oddělí se od messengerové RNA.
Rozlišujeme také iniciační kodon nebo startovací kodon, který signalizuje začátek otevřeného čtecího rámce : AUG (methionin). U prokaryot je tento kodon někdy GUG nebo dokonce UUG (například v E. coli začíná 77% kódujících sekvencí AUG, 14% GUG a 8% UUG). Typicky bude jakýkoli protein začínat methioninem, bez ohledu na použitý iniciační kodon (nebo N -formyl-methionin v případě bakterií).
Níže uvedená tabulka uvádí překlad kodonů na aminokyseliny ve standardním genetickém kódu ; alternativní kódování jsou po lomítku zobrazena malým písmem :
1 st báze |
2 nd základny |
3 rd báze |
|||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
U | VS | NA | G | ||||||
U | UUU | F Phe | UCU | S Ser | UAU | Y Tyr | UGU | C Cys | U |
UUC | F Phe | UCC | S Ser | UAC | Y Tyr | UGC | C Cys | VS | |
UUA | L Leu | UCA | S Ser | UAA | Přestaň okrová | UGA | Zastavit opál /U Sec /W Trp | NA | |
UUG | L Leu / zahájení | UCG | S Ser | UAG | Zastavte oranžovou /O Pyl | UGG | W Trp | G | |
VS | CUU | L Leu | CCU | P Pro | CAU | H Jeho | CGU | R Arg | U |
CUC | L Leu | CCC | P Pro | CAC | H Jeho | CGC | R Arg | VS | |
AUC | L Leu | CCA | P Pro | CAA | Q Gln | CGA | R Arg | NA | |
CUG | L Leu / zahájení | CCG | P Pro | CAG | Q Gln | CGG | R Arg | G | |
NA | AUU | I Ostrůvek | ACU | T Thr | AAU | N Asn | AGU | S Ser | U |
AUC | I Ostrůvek | ACC | T Thr | AAC | N Asn | AGC | S Ser | VS | |
AUA | I Ostrůvek | K tomu | T Thr | AAA | K Lilie | AGM | R Arg | NA | |
SRPEN | M Setkal se a zahájení | ACG | T Thr | AAG | K Lilie | AGG | R Arg | G | |
G | GUU | V Val | GCU | A Do | GAU | D Asp | GGU | G Gly | U |
GUC | V Val | GCC | A Do | GAC | D Asp | GGC | G Gly | VS | |
GUA | V Val | GCA | A Do | GAA | E Lepidlo | GGA | G Gly | NA | |
GUG | V Val | GCG | A Do | GAG | E Lepidlo | GGG | G Gly | G |
Pojem „kodon“ vytvořil jihoafrický biolog Sydney Brenner v roce 1960. Byl to on, kdo spolu s Francisem Crickem prokázal, že genetický kód fungoval nepřekrývajícími se trojčaty, ještě předtím, než byl dešifrován. chytrý genetický přístup. Termín „kodon“ byl poté na počátku 60. let popularizován stejným Francisem Crickem .
Byl to americký biochemik Marshall Nirenberg, který rozluštil genetický kód a identifikoval aminokyselinový překlad každého z kodonů v první polovině 60. let. Tato práce byla založena na jeho původním experimentu, kde ukázal, že polykyselina-uridylová (RNA pouze z U), umožňuje syntetizovat poly-fenylalanin, čímž se vytváří shoda mezi kodonem UUU a fenylalaninem . Nirenberg získal za tento objev v roce 1968 Nobelovu cenu .