de wijze waarop de erfelijke informatie is vastgelegd. Zeer veel chemische reacties die in de cel plaatsgrijpen, zijn alleen mogelijk met behulp van enzymen, eiwitten met biokatalytische werking.
Enzymen zijn specifiek, d.w.z dat zij slechts in staat zijn één bepaalde chemische reactie te katalyseren. Aangezien op elk moment honderden verschillende reacties in de cel plaatsvinden, moet het aantal verschillende enzymen van een cel bijzonder groot zijn. De specificiteit van een enzym wordt bepaald door de volgorde waarmee de verschillende ➝aminozuren in het eiwitmolecule voorkomen.De vraag op welke wijze de cel in staat is de aminozuren in een voor een bepaald eiwit specifieke volgorde vast te leggen, werd beantwoordbaar toen men ontdekte dat een bepaald type nucleïnezuur, het dna (➝desoxyribonucleïnezuur) het genetische materiaal is. Aangezien de bouw van cellen en organismen en hun chemische reacties, die weer op de aanwezigheid van specifieke enzymen berusten, erfelijk bepaalde eigenschappen zijn, moet er een verband bestaan tussen het dna en de aminozuurvolgorde van de eiwitketens, of beter: tussen het D N A en de aminozuurvolgorde van de polypeptideketens; vele eiwitten bestaan nl. uit twee of meer polypeptideketens (➝peptide).
Chemisch bestaat D N A uit suikergroepen (desoxyribose), fosfaat en vier verschillende stikstofbasen. Fysisch-chemisch is dna een dubbelmolecule, bestaande uit twee ketens waarin afwisselend suiker en fosfaat voorkomen. Tussen de suikergroepen van de twee ketens bevindt zich een basenpaar, bestaande uit adenine (A) en thymine (T) of guanine (G) en cytosine (C),(afb., waarin S = suiker en P = fosfaat).
Het is duidelijk dat de specificiteit van D N A-moleculen niet gelegen kan zijn in de suikerof fosfaatgroepen, aangezien deze er op volstrekt monotone wijze deel van uitmaken. De bouwstenen met een variabele volgorde zijn de individuele basen. Het codeprobleem kan nu iets concreter worden gesteld: wat is het kleinste aantal basen waarmee 20 verschillende aminozuren kunnen worden gecodeerd? Eén base is zeker ontoereikend. Een code-eenheid van twee basen is eveneens ontoereikend: er zijn dan 4 = 16 verschillende combinaties mogelijk, te weinig om de 20 verschillende aminozuren te coderen. Drie basen zijn ruim voldoende. Daarmee kunnen 4 = 64 verschillende aminozuren worden gecodeerd.
Uit genetische experimenten met bacteriofaag T4 is gebleken dat een volgorde van drie basen (een triplet) in het dna werkelijk de code-eenheid is; d.w.z. dat een volgorde van drie basen in het DNA bepaalt waar een bepaald aminozuur in de polypeptideketen zal worden ingebouwd. Een serie van n tripletten bepaalt dus de volgorde waarmee n aminozuren te zamen een polypeptideketen vormen (➝eiwitsynthese).
Vooral de biochemici hebben zich tot taak gesteld de individuele tripletten (of codons) te karakteriseren. De 64 verschillende tripletten van de genetische code zijn met ingenieuze technieken nu op ondubbelzinnige wijze vastgelegd. De tripletten zijn in de tabel aangegeven als die van het rna. De overeenkomstige D N A-tripletten worden verkregen door A te vervangen door T, U (= uridine) door A, C door G, en G door C. De tripletten UAA, UAG en UGA coderen niet voor aminozuren; zij heten daarom ‘nonsense’-tripletten. Waarschijnlijk zijn het codetekens voor beëindiging van de synthese van de polypeptideketens (zgn. stopcodons).
Er zijn diverse tripletten die voor hetzelfde aminozuur coderen; men noemt dit de generatie van de code (➝dubbelzinnigheid). De genetische code is universeel, d.w.z. dat een bepaald codewoord bij verschillende organismen dezelfde betekenis heeft: het triplet u u u codeert zowel bij de mens als bij bacteriën voor het aminozuur fenylalanine.
Samenvattend kan worden gesteld dat de gehele biochemische specificiteit van de cellen, en daarmee van het organisme, en in menig opzicht ook van zijn structuur, verankerd ligt in de tripletvolgorde van het dna.
genetische code, De 64 tripletten die RNA coderen eerste tweede base derde base base u c A G u phe ser tyr cys u phe ser tyr cys c leu ser A leu ser tryp G c leu pro his arg u leu pro his arg c leu pro gluN arg A leu pro gluN arg G A ileu thr aspN ser U ileu thr aspN ser c ileu thr lys arg A met thr lys arg G G val ala asp giy U val ala asp giy c val ala glu giy A val ala glu giy G ala = alanine leu = leucine arg arginine lys = lysine asp = asparagmezuur met = methionine aspN = asparagine phe = fenylalanine cys = cysteïne pro = proline glu glutaminezuur ser = serine gluN = glutamine thr = threonine giy glycine tryp = tryptofaan his = histidine tyr = tyrosine ileu = isoleucine val = valine .
