Codone

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Il codone (in inglese codon) viene definito come una sequenza specifica di 3 nucleotidi (tripletta) lungo l'mRNA che codifica l'informazione per l'inserimento di uno specifico amminoacido durante la sintesi proteica o per la fine della stessa (definito codone di stop).[1] Il codone è alla base del codice genetico. La scoperta che le triplette fossero le unità codificanti alla base del codice genetico appartiene a Francis Crick e Sydney Brenner.

Prima dei loro esperimenti si sapeva che il DNA era formato da 4 tipi diversi di nucleotidi, che da soli non erano sufficienti per codificare i 20 diversi tipi di amminoacidi e che dovevano quindi essere uniti in sequenze diverse, come lettere per formare parole.

Il codice esatto è costituito da triplette (il minimo sufficiente a coprire il set di amminoacidi). Se ci fossero state sequenze di 2 nucleotidi infatti non sarebbero state sufficienti, perché 4 nucleotidi presi 2 alla volta avrebbero originato 4^2 = 16 combinazioni. Il codice triplo invece origina 4^3 = 64 combinazioni, che sono tuttavia più che sufficienti per codificare tutti gli amminoacidi. Infatti molti di essi sono codificati da più di un codone. Questa ridondanza è definita come degenerazione del codice. Vi sono anche 3 codoni ai quali non corrisponde nessun amminoacido e in corrispondenza di essi la sintesi proteica cessa (codoni di stop).

La tabella riporta i 64 codoni e gli amminoacidi corrispondenti ad ognuno di essi.

2a base
U C A G
1a
base
U

UUU (Phe/F) Fenilalanina
UUC (Phe/F) Fenilalanina
UUA (Leu/L) Leucina
UUG (Leu/L) Leucina

UCU (Ser/S) Serina
UCC (Ser/S) Serina
UCA (Ser/S) Serina
UCG (Ser/S) Serina

UAU (Tyr/Y) Tirosina
UAC (Tyr/Y) Tirosina
UAA Ocra (Stop)
UAG (Pyl/O oppure Ambra Stop)

UGU (Cys/C) Cisteina
UGC (Cys/C) Cisteina
UGA (Sec/U oppure Opale Stop)
UGG (Trp/W) Triptofano

C

CUU (Leu/L) Leucina
CUC (Leu/L) Leucina
CUA (Leu/L) Leucina
CUG (Leu/L) Leucina

CCU (Pro/P) Prolina
CCC (Pro/P) Prolina
CCA (Pro/P) Prolina
CCG (Pro/P) Prolina

CAU (His/H) Istidina
CAC (His/H) Istidina
CAA (Gln/Q) Glutammina
CAG (Gln/Q) Glutammina

CGU (Arg/R) Arginina
CGC (Arg/R) Arginina
CGA (Arg/R) Arginina
CGG (Arg/R) Arginina

A

AUU (Ile/I) Isoleucina
AUC (Ile/I) Isoleucina
AUA (Ile/I) Isoleucina
AUG (Met/M) MetioninaStart[2]

ACU (Thr/T) Treonina
ACC (Thr/T) Treonina
ACA (Thr/T) Treonina
ACG (Thr/T) Treonina

AAU (Asn/N) Asparagina
AAC (Asn/N) Asparagina
AAA (Lys/K) Lisina
AAG (Lys/K) Lisina

AGU (Ser/S) Serina
AGC (Ser/S) Serina
AGA (Arg/R) Arginina
AGG (Arg/R) Arginina

G

GUU (Val/V) Valina
GUC (Val/V) Valina
GUA (Val/V) Valina
GUG (Val/V) Valina

GCU (Ala/A) Alanina
GCC (Ala/A) Alanina
GCA (Ala/A) Alanina
GCG (Ala/A) Alanina

GAU (Asp/D) Acido aspartico
GAC (Asp/D) Acido aspartico
GAA (Glu/E) Acido glutammico
GAG (Glu/E) Acido glutammico

GGU (Gly/G) Glicina
GGC (Gly/G) Glicina
GGA (Gly/G) Glicina
GGG (Gly/G) Glicina

Tabella 1: codice genetico

Il codice genetico non è uguale per tutti: infatti sono state riportate variazioni a livello di alcuni batteri. Diversità nel codice genetico sono state riscontrate anche a livello dei mitocondri[3][4][5]

Mutazioni Frameshift[modifica | modifica wikitesto]

Frameshift mutations.png

Le evidenze genetiche di questo ragionamento puramente matematico vennero successivamente con gli esperimenti di Crick e Brenner che nel 1961 studiarono gli effetti della proflavina (un mutageno) sul batteriofago T4. La proflavina produce mutazioni a livello del DNA, causando la delezione o l'addizione di una singola coppia di basi, che si ripercuotono sull'RNA sfasando le triplette. Come si nota nell'immagine la sola aggiunta (o rimozione) di una lettera causa il cambiamento del messaggio dall'inserzione (o delezione) in avanti quindi un modificazione del quadro di lettura dell'intero RNA. Queste sono appunto dette Mutazioni da Scivolamento (Frameshift)

Quando Crick e Brenner fecero esperimenti con mutanti del T4 ottennero risultati simili a quelli dell'esempio nell'immagine. Alcuni mutanti avevano un fenotipo prossimo al wild type ed erano proprio quei mutanti che esibivano un quadro di mutazioni +/- localizzate in siti abbastanza vicini. Inoltre il fenotipo pseudo wild type si ripresentava anche quando la mutazione era tripla e dello stesso tipo (+/+/+ oppure -/-/-) e mai con altre mutazioni. In altre parole il messaggio si conservava con minime variazioni solo se l'aggiunta (o delezione) di coppie di basi era di 3 e mai di 1 o di 2.

Da qui la deduzione che il DNA dovesse essere letto a gruppi di tre nucleotidi a partire da uno specifico punto di inizio, per permettere la corretta cornice di lettura, e traducendo ognuna di tali triplette nell'opportuno amminoacido.

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ (EN) IUPAC Gold Book, "codon"
  2. ^ Il codone AUG codifica per la metionina ma serve anche come sito di inizio per la traduzione (biologia): la prima tripletta AUG nella regione codificante di un mRNA è dove la traduzione inizia.
  3. ^ NCBI: "The Genetic Codes" compilato da Andrzej Elzanowski e Jim Ostell
  4. ^ Jukes TH, Osawa S, The genetic code in mitochondria and chloroplasts., Experientia. 1990 Dec 1;46(11-12):1117-26.
  5. ^ Genetic Code page in the NCBI Taxonomy section (scaricato il 27 aprile 2007)

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

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