genetisk kode

Figur 1: Genetisk kode gir instrukser for hvordan man går fra et gen for en egenskap til selve egenskapen, det vil si hvordan bokstavene i DNA-tråden oversettes til form og funksjon i en organisme. Her er dette illustrert med gen for røde øyne som ligger på bananfluas X-kromosom og det røde pigmentet som faktisk finnes i øynene. Bokstavrekken representerer kun et lite utdrag av genet.
Bananflue med røde øyne av . CC BY SA 4.0

Genetisk kode er et sett med regler for hvordan informasjonen som ligger i DNA-tråden leses og oversettes til proteiner som cellen kan bruke. For eksempel har bananflue et gen for røde øyne som forteller at det skal være rødt pigment i cellene i øynene til flua. Den genetiske koden er hvordan cellene oversetter rekkefølgen av basene A, T, C og G på DNA-tråden til det røde pigmentet (et protein).

Faktaboks

Uttale
genˈetisk kode

Den genetiske koden kan sammenlignes med et språk som DNA-tråden bruker til å spesifisere hvilke aminosyrer som skal være med i proteinet og i hvilken rekkefølge. Tre bokstaver som ligger ved siden av hverandre på DNA-tråden tilsvarer – koder for – en aminosyre. Rekkefølgen av aminosyrene avgjør hvilken form og funksjon proteinet får.

Tre bokstaver på DNA-tråden koder for én aminosyre

Gener ligger på rekke og rad på DNA-tråden som er en veldig lang tråd bygget opp av de fire bokstavene (basene) A, T, C og G (se DNA – Oppbygging). De fire bokstavene er satt sammen i ulike rekkefølger for å spesifisere ulike produkter cellen trenger, på samme måte som bokstaver i et alfabet er satt sammen på mange ulike måter for å spesifisere forskjellige ord.

Når et gen skal aktiveres må cellen lese rekkefølgen på bokstavene og oversette denne rekkefølgen til aminosyrer som så settes sammen til proteiner. Tre og tre bokstaver på DNA-tråden koder for en aminosyre. En slik triplett av bokstaver kalles et kodon.

Fra DNA via RNA til protein

Først lages det en mRNA-tråd (m står for det engelske ordet messenger som betyr budbringer). RNA-tråden er nesten identisk med genetDNA-tråden bortsett fra at basen T er byttet ut med U. Budbringeren – mRNA – fraktes ut av cellekjernen og ut til ribosomene, som er cellens egne proteinfabrikker. Her blir tre og tre bokstaver, for eksempel AGA eller CGG, oversatt til aminosyrer. DNA gir altså ordrene og beskriver hvordan proteinet skal se ut, mens RNA utfører selve arbeidet.

I tabellen kan man se hvilke tripletter av bokstaver som koder for hvilke aminosyrer. Det finnes også tripletter som betyr start og stopp som forteller hvor genet starter og stopper.

Tabell 1

Aminosyre

Kodon i mRNA

Alanin GCU, GCC, GCA, GCG
Arginin CGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG
Asparagin AAU, AAC
Asparaginsyre GAU, GAC
Cystein UGU, UGC
Fenylalanin UUU, UUC
Glutamin CAA, CAG
Glutaminsyre GAA, GAG
Glysin GGU, GGC, GGA, GGG
Histidin CAU, CAC
Isoleusin AUU, AUC, AUA
Leusin UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG
Lysin AAA, AAG
Methionin (start) AUG
Prolin CCU, CCC, CCA, CCG,
Serin UCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC
Threonin ACU, ACC, ACA, ACG
Tryptofan UGG
Tyrosin UAU, UAC
Valin GUU, GUC, GUA, GUG
Ingen (stopp) UAA, UAG, UGA

U: Uracil, A: Adenin, G: Guanin, C: Cytosin

Mutasjoner kan forstyrre den genetiske koden

Mutasjoner er endringer i arvematerialet. Noen er nøytrale, andre kan ha en negativ eller positiv effekt. For å illustrere hvor viktig den genetiske koden er for funksjonen til et protein kan vi se på en mutasjon i et av genene for hemoglobin i de røde blodcellene. En mutasjon som forandrer tripletten GAG til GTG resulterer i at aminosyren glutaminsyre endres til valin. Dette er nok til å endre hemoglobinet slik at de røde blodcellene får form som en sigd istedenfor skiver og dette gir den alvorlige blodsykdommen sigdcelleanemi.

Den genetiske koden er en universell kode

Den genetiske koden er den samme for alle organismer. Dette er fordi alt liv på jorda har et felles utgangspunkt – felles opphav. DNA og den genetiske koden har dermed kun oppstått en gang. Alle arter som har eksistert i løpet av jordas historie er etterkommere av dette felles utgangspunktet og bruker derfor dem samme genetiske koden.

Variasjoner i koden

Det finnes noen få variasjoner i den genetiske koden som skiller seg noe fra standardkoden. Gener i mitokondriene har en annen kode for enkelte aminosyrer. I pattedyr-mitokondrier betyr AUA metionin og ikke isoleucin som i cellekjernen. I gjær-mitokondrier koder alle kodoner som starter med CU for treonin i stedet for leucin. Plante-mitokondrier benytter derimot den vanlige genetiske koden. Variasjon i den genetiske koden er mye mer uvanlig i kjerne-genomet, men det finnes encellulære eukaryoter som bruker ett eller to av de tre stoppkodonene som kode for en aminosyre i stedet for stopp.

Man har også oppdaget at stoppkodon UGA i nærheten av en sløyfestruktur i RNA kan bety aminosyren selenocystein. Dette forekommer hos en rekke dyr og hos mennesker, men ikke i planter. Selenocystein kan gjøre enzymer betydelig mer effektive enn når de inneholder cystein.

Historikk

Den genetiske koden ble løst i årene 1961–1967, vesentlig ved hjelp av syntetiske mRNA-molekyler. Robert W. Holley, Marshall W. Nirenberg og Har Gobind Khorana fikk Nobelprisen i 1968 for å ha ledet arbeidet med å løse koden.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg