إن الشفرات أو الكودونات التي ترمز للإشارات أثناء عملية تخليق البروتين تسمى شفرات أو كودونات الإشارة، فهي لا ترمز للأحماض الأمينية ولا تنتمي إلى مجموعة الجينات غير المشفرة، وهي أربعة (AUG, UAA, UAG, UGA)،

وتنقسم الى نوعين، هما:

1 - شفرة البدء Start codon

يعرف الكودون الذي يبدأ عملية الترجمة باسم كودون أو شفرة البدء، لأنه يبدأ بتخليق سلسلة الببتيد، فهو بمثابة إشارة لبدأ عملية الترجمة، فهو عبارة عن تتابع مشفر مكون من ثلاثة قواعد نيتروجينية على الحمض النووي المراسل mRNA خاصة لإنتاج بروتين معين التي تترجم لأحد الاحماض الأمينية لبيبتيد (بروتين) معين، فهي تمثل الكودون الأول الموجود في قالب القراءة المفتوح ORF على mRNA .

تعد شفرة AUG هي كودون البدء وهو الأكثر شيوعاً وهو كذلك يشفر للحمض الأميني الميثيونين Met في حقيقيات النوى والميثيونين المعدل N-Formylmethionin في بدائيات النوى، إذ إنه أول كودون يترجم الى حمض أميني في mRNA المنسوخ ، ففي أثناء تخليق البروتين، يتعرف tRNA على كودون البدء AUG بمساعدة بعض عوامل البدء ويبدأ بترجمة mRNA. توجد قبل شفرة البدء المنطقة غير المترجمة 5'-UTR ، كما انه توجد كودونات بدء بديلة في كل من حقيقيات وبدائيات النوى، وهي عادة ما ترمز لحمض أميني آخر غير الميثيونين، لكن عندما تؤدي دور كودونات بدء فهي ترمز للميثيونين بسبب استخدام حمض نووي ناقل بادئ مختلف.

نادراً ما توجد كودونات بدء غير AUG في جينومات الكائنات حقيقية النوى، إذ يمكن أن تبدأ خلايا الثدييات مثلاً عملية الترجمة بالحمض الأميني الليوسين بمساعدة leucyl-tRNA الذي يقابل الكودون CUG، كما تستخدم جينومات المايتوكوندريا الشفرتين AUA و AUU في الإنسان ككودونات بدء بديلة وتستخدم الشفرتين GUG و UUG في بدائيات النوى.

في بدائيات النوى تستخدم بكتريا القولون E.coli شفرة AUG بنسبة تصل الى 83% وشفرة GUG بنسبة 14% وشفرة UUG بنسبة 3% كشفرات بدء، كما يتصف مشغل اللاكتوز Lac (منطقة الحمض النووي التي تضم مجموعة من الجينات المتجاورة التي تُنسخ معاً) في هذه البكتريا بعدم إحتواء المناطق المشفرة للجينين LacA و Lacl على كودون البدء AUG بل تستعملان عوضاً عنه UUG و GUG بالتتابع.

2 -شفرة التوقف Stop codon

هو سلسلة مكونة من ثلاثة نيوكليوتيدات موجودة في الحمض النووي المراسل mRNA تشير إلى إيقاف عملية تخليق البروتين الذي يحدث في سيتوبلازم الخلية، أي انها توفر إشارة لإنهاء سلسلة متعدد الببتيد، وتسمى كودونات الإنهاء لأنها توفر إشارة لإنهاء وإطلاق سلسلة متعدد الببتيد.

هناك ثلاثة كودونات توقف أو إنهاء هي UAA) و UAG و UGA) تُعرَف شفرة أو رمز الإيقاف أيضاً باسم كودون الإنهاء أو التوقف، كما تعد الشفرة TAA بمثابة كودون توقف في البكتيريا التي عادة ما يتم التعرف عليها بواسطة عوامل RF1 و .RF2

عادة ما تتم قراءة إشارات شفرة التوقف عن طريق بروتينات خاصة تسمى عوامل الإطلاق RF) Releasing factor) وهي على ثلاثة أنواع( RF1 و RF2 و RF3)، ففي بدائيات النوى لا تتم قراءة إشارات التوقف بواسطة جزيئات

(tRNA)، بل يتعرف العامل (RF1) على كودونات التوقف (UAA) و (UAG) ويتعرف العامل (RF2) على كودونات (UAA) و (UGA) ، في حين يعمل العامل (RF3) على تحفيز كل من ( RF1 و RF2) ، في حين أن عامل إطلاق واحد (RF) يتعرف على كودونات التوقف الثلاثة التي ترتبط بالموقع A في حقيقيات النوى ويستخدم جزيء الماء المنشط لتحليل الارتباط بين الحمض النووي الناقل tRNA و متعدد الببتيد Polypeptide.

مواضيع ذات صلة

السرطان .. تراكم للطفرات

آليات إصلاح خلل الدنا DNA Repair Mechanisms

اصلاح الدنا DNA REPAIR

Enhancers

The Structure of Promoters

تأثيرات المطفرات الكيميائية على التسلسل النيوكليوتيدي

أنواع الطفرات

تنظيم التعبير الجيني عند مستوى ما بعد الاستنساخ في حقيقية النواة

تنظيم التعبير الجيني عند مستوى الاستنساخ في الكائنات حقيقية النواة

FUNCTIONAL CHROMATIN DOMAINS

Multiple but Related Subunits in Polymerases

The RNA Polymerase in Escherichia coli