Tekst źródłowy strony Kod genetyczny

{{inne znaczenia||[[Kod genetyczny (serial telewizyjny)]]}}
[[Plik:Aminoacids table.svg|thumb|400px|Schemat kodu genetycznego; [[kodon]]y należy odczytywać poczynając od środkowego pierścienia; jak widać, np. kodonowi UGG odpowiada tryptofan (skrót: Trp), zaś alaninę (skrót: Ala) kodują cztery kodony zaczynające się od GC i zawierające dowolny [[nukleotydy|nukleotyd]] na trzeciej pozycji kodonu (A, C, G lub U); podane kodony występują w [[mRNA]]; aby uzyskać ich postać typową dla DNA, należy każdy U na tym schemacie zastąpić przez T; aminokwasy, przy których trójliterowym skrócie jest znak +, mogą być kodowane przez kilka kodonów różniących się pierwszymi nukleotydami (np. arginina – Arg – może być kodowana zarówno jako AGA albo AGG, jak i CGA, CGG, CGU albo CGC; różne kodony oznaczające taki sam aminokwas mogą występować nawet obok siebie w tej samej cząsteczce mRNA)]]
'''Kod genetyczny''' – reguła, według której [[informacja genetyczna]], zawarta w [[sekwencja|sekwencji]] [[nukleotydy|nukleotydów]] [[kwasy nukleinowe|kwasu nukleinowego]] ([[Kwas deoksyrybonukleinowy|DNA]] lub [[Kwasy rybonukleinowe|RNA]]), w komórkach wszystkich organizmów może ulegać „tłumaczeniu” na kolejność [[aminokwasy|aminokwasów]] w ich [[białka]]ch w procesie [[biosynteza białka|biosyntezy białek]] (a konkretnie [[transkrypcja (genetyka)|transkrypcji]] i [[translacja (genetyka)|translacji]]).

[[Kodon]], utworzony przez trzy kolejne [[zasady azotowe nukleotydów]] w kwasie nukleinowym koduje jeden aminokwas w łańcuchowej strukturze białka. Jednak trzem kodonom (UAA, UAG i UGA) nie odpowiadają żadne aminokwasy. Kodony te, zwane [[kodon terminacyjny|terminacyjnymi]] albo kodonami nonsensowymi, kodują polecenie przerwania biosyntezy peptydu (białka). Np. w sekwencji zasad AAAAAAUAA kodon UAA jest kodonem STOP (w [[mRNA]]; jego odpowiednikiem w DNA jest „TAA”).

== Cechy kodu genetycznego ==
# '''Trójkowy''' – trzy leżące obok siebie nukleotydy tworzą podstawową jednostkę informacyjną (triplet, inaczej [[kodon]]).
# '''Niezachodzący''' – kodony nie zachodzą na siebie. Każdy nukleotyd wchodzi w skład tylko jednego kodonu, np. w sekwencji AAGAAA pierwsze trzy zasady (AAG) kodują jeden aminokwas (tu: [[lizyna|lizynę]]) a następny kodon zaczyna się dopiero od 4. zasady, nie wcześniej. Wyjątek od tej zasady może stanowić kod genetyczny niektórych wirusów, gdzie ten sam fragment kodu jest odczytywany dwu- lub trzykrotnie, z przesunięciem w fazie<ref name=":0" />.
# '''Bezprzecinkowy''' – każdy nukleotyd w obrębie sekwencji kodujących wchodzi w skład jakiegoś kodonu, więc pomiędzy kodonami nie ma zasad bez znaczenia dla translacji.
# '''Zdegenerowany''' – różne kodony (różniące się na ogół tylko trzecim nukleotydem) mogą kodować ten sam aminokwas, tzn. prawie wszystkie aminokwasy mogą być zakodowane na kilka sposobów. Przykładowo [[lizyna]] kodowana jest zarówno przez kodon AAA, jak i AAG. Dzięki temu część zmian informacji genetycznej w wyniku [[mutacja|mutacji]] nie znajduje swojego odbicia w sekwencji aminokwasów. Wynika to z liczby kodonów oraz aminokwasów i [[zasada szufladkowa Dirichleta|zasady szufladkowej Dirichleta]].
# '''Jednoznaczny''' (zdeterminowany<ref name=":0" />) – danej trójce nukleotydów w [[Kwas deoksyrybonukleinowy|DNA]] lub [[Kwasy rybonukleinowe|RNA]] odpowiada zawsze tylko jeden aminokwas.
# '''Kolinearny''' (inaczej współliniowy<ref name=":0">''Tablice biologiczne'' wydawnictwa Adamantan, praca zbiorowa, rok wydania:2013, Warszawa, Witold Mizerski {{ISBN|978-83-7350-243-7}}.</ref>) – kolejność ułożenia aminokwasów w białku jest wiernym odzwierciedleniem ułożenia odpowiednich kodonów na [[mRNA|matrycowym RNA]] (mRNA)<ref>''Biologia'' Claude A. Villee, dział: „Struktura i funkcje genów”, Wydanie IX według VII wydania amerykańskiego PWRiL, Warszawa 1990. {{ISBN|83-09-00748-5}}. s. 725.</ref>.
# '''Uniwersalny''' – powyższe zasady są przestrzegane dość dokładnie przez układy [[biosynteza białka|biosyntezy białek]] u wszystkich organizmów, jakkolwiek zdarzają się niewielkie odstępstwa od tej prawidłowości wśród wirusów, bakterii, [[pierwotniaki|pierwotniaków]], grzybów i w [[mitochondrium|mitochondriach]]<ref>[http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Taxonomy/Utils/wprintgc.cgi?mode=c NCBI Taxonomy: The Genetic Codes].</ref>. Na przykład kodon UAA odczytany przez [[rybosom]]y mitochondriów nie powoduje zakończenia syntezy białka (jak to ma miejsce w rybosomach [[cytoplazma|cytoplazmy podstawowej]] i [[siateczka śródplazmatyczna|siateczki śródplazmatycznej]]), ale dobudowanie do niego [[tryptofan]]u; natomiast kodon UGA zamiast przerwania translacji może powodować dołączenie [[selenocysteina|selenocysteiny]] (wymagane jest do tego występowanie w mRNA dodatkowego sygnału, tzw. [[SECIS]]), a kodon UAG – dobudowanie [[pirolizyna|pirolizyny]] do tworzącego się łańcucha polipeptydowego (białka).

Mówi się również, że kod genetyczny ma charakter pośredni, co oznacza, że [[kwas deoksyrybonukleinowy|matryce DNA]] nigdy nie są bezpośrednio wykorzystywane do „układania” aminokwasów.
[[Plik:DNA123.png|thumb|Model [[Kwas deoksyrybonukleinowy|DNA]]]]
Zachodzące w procesie [[translacja (genetyka)|translacji]] dopasowanie kodonu w [[mRNA]] z odpowiadającym mu antykodonem w [[tRNA]] (cząsteczce dostarczającej aminokwas) nie zawsze musi być idealne. Zgodnie z zasadą tolerancji (hipotezą tolerancji) zawsze musi być zachowana jedynie zgodność ([[zasada komplementarności (genetyka)|komplementarność]]) pomiędzy dwoma pierwszymi nukleotydami kodonu i antykodonu. Na ostatniej pozycji kodonu dopuszczalne jest czasami wiązanie tRNA przez nukleotyd niekomplementarny. Na przykład zarówno [[adenina]], jak i [[cytozyna]] na trzeciej pozycji kodonu mogą tworzyć parę z [[uracyl]]em w antykodonie. Tak więc ta sama cząsteczka tRNA, połączonego z aminokwasem, czyli tworzącego aminoacylo-tRNA może przyłączać się do kilku kodonów, choć zawiera tylko jeden antykodon.

Cząsteczki tRNA, różniące się sekwencją i kodowane przez odrębne geny, ale przenoszące taki sam aminokwas nazywamy cząsteczkami izoakceptorowymi. Im więcej jest w komórce genów kodujących jakiś wariant izoakceptorowego tRNA, tym więcej jest tego typu cząsteczek w tej komórce. Różne warianty izoakceptorowego tRNA występują więc w różnych stężeniach. Regułą jest, że komórki kodują białka ulegające najszybszej translacji przy pomocy kodonów rozpoznawanych przez najliczniejsze warianty izoakceptorowego tRNA. Rozkład częstości poszczególnych form tRNA i ich preferowanych kodonów u różnych organizmów jest różny, może to utrudniać doskonalenie organizmów metodami [[inżynieria genetyczna|inżynierii genetycznej]] – obcy gen w komórkach organizmu biorcy może wykazywać niższą lub wyższą aktywność niż to przewidywał eksperymentator.

Pojęcie kod genetyczny, w powyższym ujęciu oznaczające zasadę kodowania, bywa też czasem używane (zwłaszcza w tekstach popularnonaukowych i nienaukowych) w znaczeniu „treść zakodowanej informacji”. Stąd wzięły się np. artykuły o „niedawnym rozszyfrowaniu kodu genetycznego człowieka”, niemające uzasadnienia, gdy zważymy na uniwersalność kodu genetycznego. Dlatego, w celu uniknięcia niejednoznaczności, wskazane jest odróżnianie kodu genetycznego od [[informacja genetyczna|informacji genetycznej]], stanowiącej treść zapisaną w materiale genetycznym.

W ustawodawstwie polskim w [[Ustawa o ochronie danych osobowych#Ustawa z 1997 roku|ustawie o ochronie danych osobowych z 1997]] stwierdzono, że informacje o kodzie genetycznym są objęte ochroną jako dane szczególnej wrażliwości<ref>Ustawa z dnia 29 sierpnia 1997 r. o ochronie danych osobowych ({{Dziennik Ustaw|2016|922}}, ze zm.).</ref>.

== Odkrycie ==
[[Plik:Nierenberg matthaei.jpg|thumb|Marshall Nirenberg (po prawej) i Heinrich Matthaei (1961)]]
Reguły kodowania aminokwasów przez kwasy nukleinowe zostały rozszyfrowane przez R.W. Holleya, H.G. Khoranę, H. Matthaei i M.W. Nirenberga w latach 1961–1966. [[Marshall Nirenberg]], [[Robert William Holley]] i [[Har Gobind Khorana]] otrzymali za te odkrycia [[Nagroda Nobla|Nagrodę Nobla]] w 1968 r.

== Zobacz też ==
* [[materiał genetyczny]]

== Przypisy ==
{{Przypisy}}



{{Kontrola autorytatywna}}

[[Kategoria:Genetyka molekularna]]
[[Kategoria:Odkrycia nagrodzone Nagrodą Nobla]]