코돈에 따른 단백질 합성 과정

코드 크래킹

두 명의 미국 과학자는 리보핵산 분자가 제공될 때 시험관에서 단백질을 합성할 수 있는 무세포 시스템을 개발했습니다. 그들은 우라실로만 구성된 인공 리보핵산 사슬이 제공될 때 시스템이 페닐알라닌 잔기로 완전히 구성된 폴리펩타이드를 만든다는 것을 보여주었다. 그들은 이제 유전 암호를 해독하는 데 사용할 수 있는 도구를 갖게 되었습니다. 시토신 잔기로 구성된 리보핵산은 폴리 프롤린의 합성을 지시하고 아데노신으로 구성된 리보핵산은 폴리리신을 만들었다. 뉴클레오티드 조합에 대한 실험은 예를 들어 아데노신과 시토신에서 리보핵산을 만들면 아스파라긴, 글루타민, 히스티딘, 라이신, 프롤린 및 트레오닌의 6가지 아미노산만 포함하는 단백질을 생성한다는 것을 보여주었습니다. 아데노신과 시토신에서 만들 수 있는 8개의 가능한 삼중 코돈이 있으며, 이 중 2개는 프롤린과 시스테인을 인코딩합니다. 나머지 4개의 아미노산은 아데노신과 시토신의 다른 조합에 의해 암호화되어야 합니다. 이것은 물론 유전 코드의 중복성에 대한 추가 증거를 제공합니다. 2~3개 염기의 무작위 조합으로 구성된 리보핵산 분자를 사용한 이러한 실험은 유전자 코드를 완전히 해독하기에 충분하지 않았습니다. 알려진 반복 서열의 화학적으로 합성된 리보핵산 분자의 사용은 몇 가지 더 중요한 정보를 추가했습니다. 예를 들어 교대 아데노신 및 구아닌 잔기의 합성 리보핵산은 두 개의 교대 코돈인 시토신, 아데노신, 시토신 및 아데노신, 시토신, 아데노신으로 읽을 수 있습니다. 이것은 히스티딘과 트레오닌 잔기가 교대하는 단백질을 암호화합니다. 마지막 섹션에서는 트랜스퍼 리보핵산과 리보솜이 유전 암호를 해독하고 단백질을 합성하는 방법에 대해 설명합니다. 유전자 코드의 최종 세부 사항은 리보솜 결합 트랜스퍼 리보핵산을 사용하는 기술에 의해 결정되었습니다. 단일 코돈만큼 짧은 리보핵산 조각은 리보솜에 결합하고 트랜스퍼 리보핵산에 부착된 아미노산이 추가되면 상보적 리보핵산과 결합합니다. 그런 다음 리보솜에 결합된 트랜스퍼 리보핵산만 포획하는 용액을 필터링하면 리보핵산의 코돈에 의해 지정된 것입니다.

 

시작 및 종료 코돈

64개의 가능한 코돈 중 61개가 아미노산을 암호화합니다. 나머지 세 개의 코돈인 우라실, 아데노신, 아데노신/ 우라실, 아데노신, 구아닌/ 우라실, 구아닌, 아데노신 등의 세 가지 서열은 아미노산을 코딩하지 않으며 때로는 넌센스 코돈이라고도 합니다. 이들은 정지 코돈입니다. 리보솜이 이러한 코돈을 만나면, 단백질 합성을 멈춥니다. 아데노신, 우라실, 구아닌 코돈은 아미노산 메티오닌을 인코딩 하지만 가장 일반적인 시작 코돈이기도 합니다. 마지막 섹션에서 볼 수 있듯이 진핵생물 단백질의 첫 번째 잔기는 항상 메티오닌이고 원핵생물에서는 변형된 아미노산 질소 포르밀 메티오닌입니다.

 

비암호화 리보핵산

인간 게놈의 약 1.2 퍼센트만이 단백질을 암호화합니다. 그러나 인간, 쥐, 개의 게놈을 비교하면 종분화 이후 훨씬 더 많은 게놈이 음성 선택이라고 불리는 영역에 있음을 알 수 있습니다. 부정적인 선택은 불리한 돌연변이가 선택되는 것을 의미합니다. 이것은 단백질 코딩 영역보다 더 많은 것이 디옥시리보핵산을 운반하는 유기체의 적합성에 영향을 미친다는 것을 시사합니다. 이들 중 일부는 유전자 발현을 조절하는 데 중요한 디옥시리보핵산 서열입니다. 그러나 단백질을 암호화하지 않는 많은 수의 리보핵산 전사체가 드러나고 있습니다. 가장 잘 알려진 것은 트랜스퍼 리보핵산과 리보소말 리보핵산으로, 두 가지 모두 단백질 합성의 기초가 됩니다. 비암호화 리보핵산의 두 가지 유형인 작은 억제 리보핵산과 마이크로 리보핵산은 메신저 리보핵산이 디옥시리보핵산에서 전사된 후 유전자 발현을 줄이는 역할을 합니다. 이들은 단백질 복합체를 특정 메신저 리보핵산에 표적화하여 작동합니다. 유전자의 발현이 특이적으로 녹아웃되거나 감소되고 이것의 표현형 효과가 관찰될 수 있다. 비암호화 리보핵산의 또 다른 그룹은 리보솜 리보핵산의 안정성과 올바른 접힘을 증가시키는 데 중요한 역할을 합니다. 이 과정은 핵소체라고 불리는 핵 내의 구획에서 발생합니다.