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.

apolare polare basico acido codone di stop
Codice genetico standard
Prima
base
Seconda base Terza
base
U C A G
U UUU (Phe/F) Fenilalanina UCU (Ser/S) Serina UAU (Tyr/Y) Tirosina UGU (Cys/C) Cisteina U
UUC UCC UAC UGC C
UUA (Leu/L) Leucina UCA UAA Stop (Ocra) UGA Stop (Opale) A
UUG UCG UAG Stop (Ambra) UGG (Trp/W) Triptofano     G
C CUU CCU (Pro/P) Prolina CAU (His/H) Istidina CGU (Arg/R) Arginina U
CUC CCC CAC CGC C
CUA CCA CAA (Gln/Q) Glutammina CGA A
CUG CCG CAG CGG G
A AUU (Ile/I) Isoleucina ACU (Thr/T) Treonina         AAU (Asn/N) Asparagina AGU (Ser/S) Serina U
AUC ACC AAC AGC C
AUA ACA AAA (Lys/K) Lisina AGA (Arg/R) Arginina A
AUG (Met/M) Metionina ACG AAG AGG G
G GUU (Val/V) Valina GCU (Ala/A) Alanina GAU (Asp/D) Acido aspartico GGU (Gly/G) Glicina U
GUC GCC GAC GGC C
GUA GCA GAA (Glu/E) Acido glutammico GGA A
GUG GCG GAG GGG G

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.[2][3][4]

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 più o meno 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. ^ NCBI: "The Genetic Codes" compilato da Andrzej Elzanowski e Jim Ostell
  3. ^ Jukes TH, Osawa S, The genetic code in mitochondria and chloroplasts., Experientia. 1990 Dec 1;46(11-12):1117-26.
  4. ^ Genetic Code page in the NCBI Taxonomy section (scaricato il 27 aprile 2007)

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

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