Genetik kod, genetik materyalde kodlanan bilginin (DNA veya RNA dizileri) canlı hücreler tarafından proteinlere (amino asit dizileri) çevrildiği kurallar dizisidir.
Özellikle, kod, kodonlar ve amino asitler olarak adlandırılan üçlü nükleotid dizileri arasındaki bir haritalama tanımlar; bir nükleik asit dizilimindeki her üçlü nükleotid, tek bir amino asidi belirtir.
Genlerin büyük çoğunluğu tam olarak aynı kodla kodlandığından, bu belirli kod çoğunlukla kanonik veya standart genetik kod veya sadece genetik kod olarak adlandırılır, ancak aslında birçok değişken kod vardır; Dolayısıyla, kanonik genetik kod evrensel değildir.

  • Örneğin, insanlarda, mitokondriyadaki protein sentezi kanonik koddan değişen genetik bir koda dayanır.
  • Bir organizmanın genomu DNA ya da bazı virüs RNA’sına yazılır.
  • Bir proteini veya bir RNA’yu kodlayan genomun kısmı bir gen olarak adlandırılır.
  • Proteinleri kodlayan bu genler, her biri tek bir amino asit kodlayan üç nükleotit birimi kodonlardan oluşur.
  • Her nükleotid alt birimi, bir fosfat, deoksiriboz şekeri ve 4 azotlu nükleotid bazdan birinden oluşur.
  • Pürin bazları adenin (A) ve guanin (G) daha büyüktür ve iki aromatik halkadan oluşur.
  • Pirimidin bazları sitozin (C) ve timin (T) daha küçüktür ve sadece bir aromatik halkadan oluşur.
  • Çift sarmal konfigürasyonda iki DNA zinciri, baz eşleştirme olarak bilinen bir düzende hidrojen bağlarıyla birbirine birleştirilir.
  • Bu bağlar hemen hemen her zaman bir iplikçik üzerinde bir adenin bağı ve diğer iplikçik üzerinde bir timin ile bir iplikçik üzerinde bir sitozin tabanı ve diğerinde bir guanin tabanı arasında oluşurlar.
  • Bu, verilen bir çift helezonda A ve T kalıntılarının sayısının G ve C artıklarının sayısı ile aynı olacağı anlamına gelir.
  • RNA’da, timin (T) yerini urasil (U) alır ve deoksiriboz riboz ile ikame edilir.

DNA’da Genetik Kod

Proteinlerin yapımı için talimatlar genetik kod kullanılarak DNA’da yazılmıştır . Daha spesifik olarak, dizisi bazlar çift sarmal şeker fosfat omurgasına bağlanmış dizisini belirlemek üç baz kodonların formunda bilgi ihtiva amino asitlerin proteinlerin yapımında kullanılır.
DNA’daki baz dizisi, mRNA’ya aktarılmış ve daha sonra inşa etmek için gerekli olan yirmi amino asit alfabesine tercüme edilen, bir dört harfli baz alfabe ile ifade edilen bir proteini oluşturmak için gerekli bilgiyi içerdiği için gerçek bir kod olarak çalışır protein. Bunun gerçek bir kod olduğunu söylemek, kodun özgür ve kısıtsız olduğu fikrini içerir; Dört bazdan herhangi biri, baz dizisindeki herhangi bir konuma yerleştirilebilir. Sıraları kimyasal bağ ile belirlenmez. Baz çiftleri arasında hidrojen bağı bulunur ve her baz şeker fosfat omurgasına bağlanır, ancak DNA’nın uzunlamasına ekseni boyunca bağ yoktur. Bazlar tamamlayıcı baz çiftleri AT ve GC’de oluşur, ancak bir taraftaki sekans boyunca bazlar herhangi bir sırada meydana gelebilir,
Doğru bir kodla neyi kastettiğini daha iyi göstermek için, sağdaki manyetik karta sabitlenmiş manyetik harfleri göz önünde bulundurun. Mektuplar manyetik kuvvetler tarafından kurula tutulur, ancak bu kuvvetler mektupların özel bir sıralamasını koymazlar. Harfler, İngilizce dilde (kod) anlamlı bir mesajın hecelenmesi için veya alttaki gibi anlamsız bir sekans oluşturmak için düzenlenebilir.
Protein Yapımında Genetik Kod

Bir amacı gerçekleştirmek için resmi bir kod kullanmak, alıcının kod sembollerini ve sembolleri anlamasını ve bir görevi yerine getirmek için alınan bilgiyi kullanabilmesini gerektirir. Bilgi biliminin dilinde, kodun bir sözdizimi ve semantiği olmalıdır. Bilgi iletimi için alıcı, sözdizimini ve semantiği, ve belki de bilgiyi çözebilecek bir şifreyi içermelidir. Alıcı da iletilen görevi yerine getirebilmelidir.
Bu davadaki şifre, amino asit valinini , anti-kodon CAC’ye sahip transfer RNA’lara sabitleyen başka bir kompleks yapının ajansını içerir; bu bazlar, valin ile ilişkili herhangi bir kimyasal veya fiziksel nedene sahip olmamasına rağmen. Genetik kodu izlemek için “resmi olarak” eşleştirilirler . Proteinlerin yapı taşları hayatta kullanılan 20 amino asittir ve her biri belirli bir transfer RNA molekülüne bağlıdır, böylece protein yapı malzemeleri hücreiçi ortamda bulunur. Bir proteinin yapımı için model kopyalanır mesajcı RNA ile transkripsiyon , hücre çekirdeğinde. Sonra çeviribir amino asit zincirine dönüştürülmesi , hücrenin ribozomunda gerçekleşir . TRNA’lar mRNA tarafından taşınan plana göre proteini oluşturmak için uygun amino asitleri aktarırlar. Bu çeviri sonrasında, katlanıp son fonksiyonel konfigürasyona sokmak için proteinin daha fazla şekillendirilmesi gerçekleşir.
GENETİK KOD

Genetik kod, DNA’nın canlı hücrelerdeki proteinlerin temel birimleri olan 20 amino asite dönüşmesini yönlendiren talimatlar dizisidir. Genetik kod, üç harfli zincirler olan kodonlardan oluşur. Her bir kodon, bir spesifik amino asit kodlar.
Kod, protein sentezi sırasında amino asitlerin bir polipeptid zincirine eklenme sırasını belirler. Bu nedenle, genetik kod, bir proteindeki amino asit dizisini belirler.
Çoğu gen için, kodlama, insan mitokondrinde bulunan kod gibi kodlar farklı olmasına rağmen, genellikle standart genetik kod veya genetik kod olarak adlandırılan tek bir şemayı içerir.
Genetik kodun keşfi

1961’de Francis Crick ve arkadaşları kodon fikrini ortaya attı. Ancak, Marshall Nirenberg ve işçiler genetik kodun şifresini çözdü. A (adenin), U (urasil), G (guanin) ve C (sitozin) ─ protein sentezi sırasında tüm 20 amino asitleri kodlayan farklı baz kombinasyonlarının kodonlarını oluşturan dört nükleotid bazın olduğunu göstermişlerdir.
Nirenberg ve Alman bilim adamı Johann Matthaei, sentetik RNA kullanarak protein sentezini keşfetmek için bir dizi deney yaptı. Dört bazdan (A, G, U veya C) sadece bir tanesini içeren bir RNA dizisi “hücre ücretsiz sistem” e eklendi ve daha sonra radyoaktif olarak etiketlenmiş amino asitler eklendi.
Sadece U tabanından oluşan RNA eklendiğinde, radyoaktif ölçümler fenilalanin olan tek bir amino asitten oluşan moleküllerin sentezini gösterdi. Bu, UUU bazlarından oluşan üçlü maddenin büyüdükçe polipeptid zincirine eklenmesiyle sonuçlanan fenilalanin ortaya çıktığını gösterdi. Böylece araştırmacılar, 1963’te 35 kodonu, 1966’da 60’tan fazla şifre çözdüler.
Wisconsin Üniversitesi araştırmacısı Har Gobind Khorana, Nirenberg’in çalışmalarını belirli nükleotid kombinasyonlarına sahip sentetik RNA molekülleri üretmek suretiyle inşa etti. Sonra, Cornell Üniversitesi’nden Robert Holley, 1965 yılında, bir proteinin yapılabilmesi için RNA’nın translasyonunda yer alan molekül olan aktarım RNA’sının (tRNA) yapısını aydınlattı.
Marshall W. Nirenberg, Har Gobind Khorana ve Robert W. Holley, ortaklaşa 1968 Nobel Tıp Ödülü “genetik kodun yorumlanması ve protein sentezindeki işlevi için” ödüle layık görüldü.
Kodonlar ve amino asitler

Genetik koddaki her bir kodon, belirli bir sırayla düzenlenmiş üç bazdan oluşur; her kombinasyon, belirli bir amino asite karşılık gelir. RNA’da dört baz olduğu göz önüne alındığında, genetik kodda 64 olası nükleotid üçlü kombinasyonu vardır. Her kodon sadece bir amino asit kodlayabilirken, birden fazla kodon aynı amino asidi kodlayabilir.
Bir amino asidi birden fazla kodon ile kodlayan bu genetik kodun fazlalığı olarak adlandırılır. Örneğin, amino asit lizin hem AAG hem de AAA üçlüleri tarafından kodlanmıştır. Önemlisi, genetik kodda örtüşme yoktur, bu yüzden bir nükleotid sadece bir kodonun parçası olabilir, birbirine bitişik iki kodon değildir.