Genele - codul genetic

• « Inapoi
• Inainte »

Genele. Sinteza proteinelor. Codul genetic

Dupa cum am vazut, macromolecula de ADN contine un numar extrem de mare de nucleotide. Pe aceasta macromolecula exista un numar mare de segmente (intre cateva mii si cateva sute de mii) care codifica sinteza unor proteine sau a altor biomolecule. Aceste segmente se numesc gene structurale. In afara de genele structurale mai exista si alte tipuri de gene (gene operatoare, gene reglatoare, promotor), care sunt tot secvente polinucleotidice cu rol de reglare a acti-vitatii genelor structurale. Despre acestea vom vorbi mai pe larg in capitolul referitor la reglajul genetic.

Proteinele sunt componente esentiale ale organis-melor vii, care indeplinesc diferite roluri: proteine structurale, enzime, hormoni etc. Din punct de vedere chimic, proteinele sunt niste macromolecule, constand din unul sau mai multe lanturi polipeptidice, obtinute prin polimerizarea unor molecule mai mici, numite aminoacizi. Secventa aminoacizilor determina structura si functia proteinei. Proteinele sunt sintetizate de organismele vii pe baza informatiei continute in genele structurale. Procesul de sinteza a proteinelor decurge in felul urmator. Mai intai informatia continuta in genele structurale este preluata de o molecula de ARN mesager (ARNm) sintetizata pe baza complemen-taritatii bazelor azotate. Acest proces se numeste transcriptie. Tot prin transcriptie are loc si sinteza moleculelor de ARN ribozomal (ARNr) si ARN de transfer (ARNt). Apoi aceasta molecula este "citita" de catre niste organite celulare numite ribozomi (alcatuite din ARNr si alte biomolecule) si, pe baza informatiei continute este sintetizata o catena polipeptidica. Acest proces se numeste translatie.

In procesele de transcriptie si translatie intervin numeroase enzime precum si ARNt, care are rolul de a transporta aminoacizii la ribozomi si de a decodifica informatia continuta in ARNm. Sinteza proteinelor are loc cu consum de energie.

Asadar, in cadrul procesului de translatie, informatia genetica, constand dintr-o secventa de baze azotate este tradusa intr-o secventa de aminoacizi, pe baza unui cod, numit cod genetic. Acest cod face ca fiecarei secvente de 3 baze azotate (numita codon) sa-i corespunda un aminoacid. Codul contine deci 64 de codoni dintre care 61 de codoni codifica unul sau altul dintre cei 20 de aminoacizi, iar 3 codoni sunt codoni stop (deci codul este degenerat, in sensul ca exista aminoacizi care sunt codificati de mai multi codoni diferiti).

Codul genetic este universal, adica la toate organismele vii, indiferent daca sunt procariote sau eucariote, aceleasi triplete de baze azotate codifica aceiasi aminoacizi.

Cercetarile recente au dus totusi la descoperirea catorva exceptii de la universalitatea codului genetic. De exemplu, codul genetic al ADN din mitocondrii (organite celulare din celulele eucariote) prezinta cateva diferente minore fata de cel nuclear (universal).

La eucariote, procesul de sinteza a proteinelor prezinta o particularitate suplimentara: multe din genele eucariotelor contin, pe langa segmentele care codifica aminoacizi (numite exoni), si unele segmente de ADN non-informational, numite introni. Genele eucariotelor au, deci, o structura de mozaic, fiind compuse din secvente de exoni si introni. Pentru sinteza proteinelor sunt utili numai exonii si, de aceea, intre transcriptie si translatie exista o etapa intermediara de eliminare a acestor introni. Procesul de sinteza a proteinelor decurge, deci, astfel: prin transcriptie se sintetizeaza ARNm precursor, apoi sunt eliminati intronii si se obtine ARNm matur iar acesta, dupa ce traverseaza membrana nucleara si ajunge in citoplasma, este decodificat prin procesul de translatie si pe baza lui se sintetizeaza o catena polipeptidica. Din punct de vedere biochimic, intronii nu se deosebesc cu nimic de exoni iar mecanismul prin care celula reuseste totusi sa faca distinctie intre ei inca nu a fost elucidat.

• « Inapoi
• Inainte »