genetisk kode

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.

Først lages det en mRNA-tråd (m står for det engelske ordet messenger som betyr budbringer). RNA-tråden er nesten identisk med genet på DNA-tråden, bortsett fra at basen T er byttet ut med U (uracil). 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.

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

Mutasjoner er endringer i arvematerialet. Noen er nøytrale, andre kan ha en negativ eller positiv effekt. Noen mutasjoner kan endre et kodon til å kode for en annen aminosyre enn den som egentlig skal være der. I mange tilfeller vil dette gjøre at proteinet ikke fungerer optimalt, men det kan også føre til en positiv endring i proteinet. Dersom mutasjonen skjer i en kjønnscelle blir endringen overført til neste generasjon, men dersom mutasjonen skjer i en av kroppscellene vil ikke neste generasjon arve denne endringen.

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 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 én gang. Alle arter som har eksistert i løpet av jordas historie er etterkommere av dette felles utgangspunktet og bruker derfor dem samme genetiske koden.

• Les mer om livets opprinnelse

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 encellete 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.

Den genetiske koden ble forstått i årene 1961–1967, vesentlig ved hjelp av syntetiske mRNA-molekyler. De tre biokjemikerne Robert W. Holley, Marshall W. Nirenberg og Har Gobind Khorana ble i 1968 tildelt Nobelprisen i fysiologi eller medisin for å ha ledet arbeidet med å løse koden.

• DNA
• RNA
• gener
• proteinsyntese
• translasjon