Sind die DNA-Codon-Mappings willkürlich?

Ich bin ein Biologie-Anfänger, also entschuldige ich mich im Voraus, wenn ich etwas falsch sage....

Meine Frage ist, sind die DNA-Codon-Mappings willkürlich? Ich verstehe, dass der DNA-Code aus Codons besteht, die jeweils aus 3 Basenpaaren bestehen. Es kann 64 Codons geben, die auf 20 Aminosäuren abgebildet werden (einige sind dupliziert und andere wirken als Stoppcodons). Gab es also einen Grund, warum ein bestimmtes Codon einer bestimmten Aminosäure zugeordnet wurde – oder ist die Zuordnung völlig willkürlich?

Danke!

"Die Zuordnung von Codons zu Aminosäuren scheint vorteilhaft zu sein (höchstwahrscheinlich nicht die optimale)" - warum erschien also nicht zufällig die optimale?
Der Code ist für RNA, nicht für DNA. Als Anfänger müssen Sie diesen grundlegenden Punkt verstehen.

Antworten (2)

Es gibt keinen Grund dafür, warum ein bestimmtes Codon eine bestimmte Aminosäure darstellt. Aber irgendein Grund wird der Ähnlichkeit degenerierter Codons zugeschrieben. Normalerweise unterscheiden sich die degenerierten Codons nur in ihrem letzten (dritten) Nukleotid. Das entsprechende erste Anticodon in tRNA trägt normalerweise ein modifiziertes Nukleotid wie Inosin, das (promiskuitiv) mit A, C und U paaren kann.

Sie können die Wikipedia-Seite zum Wobble-Base-Pairing sehen .

Es gibt Hinweise darauf, dass die Entsprechung zwischen DNA-Codons und Aminosäuren (dh dem genetischen Code) nicht zufällig ist. Ein guter Ausgangspunkt für dieses interessante Thema ist der Wikipedia-Artikel über den genetischen Code , insbesondere über seinen Ursprung :

Viele Hypothesen über die evolutionären Ursprünge des genetischen Codes wurden vorgeschlagen. Vier Themen ziehen sich durch die vielen Hypothesen zur Evolution des genetischen Codes:

Hier fasse ich die vier Themen zusammen (adaptiert von Wikipedia).

  1. Chemische Prinzipien der spezifischen RNA-Wechselwirkung mit Aminosäuren.

  2. Biosynthetische Expansion. Der standardmäßige moderne genetische Code wuchs aus einem einfacheren früheren Code durch einen Prozess der "biosynthetischen Expansion".

  3. Die natürliche Selektion hat zu Codon-Zuweisungen des genetischen Codes geführt, die die Auswirkungen von Mutationen minimieren.

  4. Informationskanäle: Modelle aus informationstheoretischen Ansätzen deuten darauf hin, dass der genetische Code als Ergebnis des Zusammenspiels der drei widersprüchlichen evolutionären Kräfte entstanden ist: der Bedarf an verschiedenen Aminosäuren, an Fehlertoleranz und an minimalen Ressourcenkosten.

Andere Modelle kombinieren einige dieser Hypothesen.

Ausgewählte Referenzen:

  1. Der genetische Code ist eins zu einer Million . Freeland SJ, Hurst LD. J Mol Evol. 1998 Sep;47(3):238-48.
  2. Selektion, Geschichte und Chemie: die drei Gesichter des genetischen Codes . Ritter RD, Freeland SJ, Landweber LF. Trends Biochem Sci. 1999 Jun;24(6):241-7. Rezension.
Ich verstehe Ihren Standpunkt und habe auch einige Artikel in dieser Richtung gelesen. Wie Sie sagen, haben seltene Aminosäuren wie Trp weniger Codons. Aber warum ein bestimmtes Codon eine Aminosäure darstellt, ist meiner Meinung nach ein zufälliges Ereignis. Wie jeder evolutionäre Prozess
Es hört sich also so an, als gäbe es eine Reihe von Theorien darüber, wie diese Zuordnung von Codon zu Aminosäure zustande kam – aber keine davon wird durch spezifische Beweise gestützt – es sind alles Spekulationen. Ist das korrekt?
@WYSIWYG, ja, die Evolution ist zufällig. Aber hier ist der Punkt, dass einige Ergebnisse vorteilhafter sind als andere. In diesem Fall scheint die Zuordnung von Codons zu Aminosäuren aufgrund mehrerer Überlegungen eine vorteilhafte (höchstwahrscheinlich nicht die optimale) zu sein.
@MichaelScott, die vielen Forschungsarbeiten zu diesem Thema liefern unterstützende Beweise. Wie bei jeder Forschung, die versucht, die Vergangenheit aufzuzeigen, ist es sehr schwierig, unwiderlegbare Beweise zu finden.
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