Le informazioni genetiche di un organismo sono espresse attraverso un sistema noto come codice genetico, in cui i codoni dell’acido ribonucleico messaggero (mRNA) svolgono un ruolo importante. I codoni MRNA sono insiemi di nucleotidi che fungono da modello per la sintesi proteica. Questo modello viene creato attraverso la trascrizione da acido desossiribonucleico (DNA). L’MRNA in seguito interagisce con l’RNA di trasferimento (tRNA) durante la traduzione, formando una catena polipeptidica di aminoacidi. Ogni codone di mRNA è costituito da tre basi che corrispondono a basi corrispondenti su un anticodone di tRNA, che a sua volta è attaccato a uno specifico aminoacido.
I filamenti di DNA e RNA sono costituiti da catene di nucleotidi che sono collegate tra loro tramite accoppiamento di basi complementari. Le quattro nucleobasi del DNA, che sono i componenti chiave delle molecole nucleotidiche, sono adenina (A), timina (T), guanina (G) e citosina (C). Nell’RNA, l’uracile (U) sostituisce la timina. L’adenina si accoppia con timina o uracile, mentre la guanina si accoppia con citosina.
MRNA è un modello creato dal DNA attraverso un processo noto come trascrizione. L’enzima RNA polimerasi divide la doppia elica del DNA e accoppia i singoli filamenti di DNA con basi di RNA complementari. Ad esempio, un set di basi di DNA che legge AATCAG creerà un set di mRNA che legge UUAGUC. Il filamento mRNA si interrompe quindi per ulteriori elaborazioni.
Gli organelli chiamati ribosomi sono il sito di traduzione, il processo mediante il quale l’mRNA viene decodificato in una proteina corrispondente. Nella traduzione, l’mRNA viene “letto” come una serie di triplette nucleotidiche note come codoni dell’mRNA. Usando l’esempio del paragrafo precedente, i codoni mRNA che abbiamo sono UUA e GUC. Il processo di traduzione abbina ciascuno di questi codoni di mRNA con un anticodone di tRNA complementare. UUA si accoppierà con tRNA anticodon AAU e GUC si accoppierà con CAG.
Ogni molecola di tRNA contiene un sito anticodonico, che si lega all’mRNA, e un sito terminale, che si attacca a uno specifico aminoacido. La molecola di tRNA trasporta il suo amminoacido nel sito di traduzione. Mentre le molecole di tRNA si legano ai codoni mRNA complementari, questi aminoacidi formano una catena di polipeptidi in crescita. L’insieme di aminoacidi nella catena polipeptidica determina la struttura e la funzione della proteina da sintetizzare. In questo modo, le informazioni sul DNA originale vengono infine espresse come una proteina specifica.
Per continuare con il nostro esempio, supponiamo di avere codoni mRNA UUA e GUC. Codici UUA per l’amminoacido leucina e codici GUC per valina, quindi la catena polipeptidica a questo punto sarebbe composta da leucina seguita da valina. Diversi codoni di mRNA corrispondono a ciascun aminoacido. Un altro codone che codifica per leucina, ad esempio, è UUG.
Alcuni codoni di mRNA non codificano affatto per un amminoacido e invece funzionano come codoni di “arresto”. Queste triplette segnalano la fine della traduzione e si legano alle proteine ??chiamate fattori di rilascio, che causano il rilascio della catena polipeptidica. I codoni di arresto MRNA sono UGA, UAG e UAA. Esiste anche un codone di avvio corrispondente, che segnala l’inizio della traduzione. Il solito codone di avvio è AUG, che codifica per l’amminoacido metionina.