Este es un resultado directo de la degeneración del código de aminoácidos. Hay 20 aminoácidos que son los componentes básicos de todas las proteínas, sin contar algunos pocos en ciertos procariotas que pueden especificar aminoácidos adicionales (los científicos los están utilizando para incorporar aminoácidos modificados en las proteínas, como la fosfo-serina, que es realmente genial: ver Expandir el código genético de Salmonella con aminoácidos no canónicos). Hay cuatro nucleótidos en el ADN, diferenciados por sus “bases”: adenina, citosina, guanina y timina (ACGT). En el ARN, que es el intermediario esencial para transferir información de la biblioteca de ADN cromosómico para instruir qué proteína construir, la timina se reemplaza por uracilo (U). Obviamente, si un nucleótido definió un aminoácido, solo podría haber 4 aminoácidos (sin tener en cuenta el código de inicio y detención). Si hay dos nucleótidos, podría haber solo 16. Por lo tanto, el requisito mínimo es de 3 nucleótidos. Estos podrían especificar al máximo 63 aminoácidos con uno reservado para una señal de parada. Como solo hay 20 aminoácidos, hay algunos aminoácidos que tienen múltiples códigos de tres bases (conocidos como trillizos o codones, ver tabla). Algunos aminoácidos solo tienen un codón de tres letras (un ejemplo es la metionina, codificada por AUG, que también actúa como la señal de “inicio” para que el proceso comience a sintetizar una proteína). Otros tienen hasta 6. Existe alguna relación entre la frecuencia de los codones de aminoácidos y la frecuencia con que dichos aminoácidos aparecen en las proteínas, pero no es una relación estricta. Como se puede ver en la figura (prefiero esto a una versión de tabla), la variación principal entre las múltiples instancias de 3 nucleótidos que codifican un aminoácido se produce en la tercera posición (el anillo amarillo más oscuro). Por lo tanto, para ciertos aminoácidos, si esa tercera posición en el codón está mutada a otro nucleótido, no tiene efecto sobre el aminoácido que se incorpora y, por lo tanto, es “silencioso”. Sin embargo, este podría no ser el caso completo, ya que cada triplete de nucleótidos en el ARN es reconocido por moléculas específicas llamadas ARNt (ARN de transferencia; puede haber hasta 61 de estos, con un mínimo de 31 para una decodificación inequívoca) que transportan un específico Aminoácido cebado. A medida que el codón es “leído” por la máquina que construye las proteínas (el ribosoma), el ARNt correspondiente y su aminoácido asociado se barajan en su lugar para agregar ese aminoácido a la cadena en crecimiento (llamado polipéptido). La abundancia de los ARNt no es igual, por lo que cambiar de un triplete por el mismo aminoácido a otro puede afectar la eficiencia del crecimiento de polipéptidos, lo que puede afectar la cantidad de proteína producida, incluso si, químicamente, esa proteína es idéntica a otras proteínas creadas usando Un ARNt diferente.
Para decodificar un “triplete” de ADN de tres letras, muévase del centro a la periferia del círculo. Por ejemplo, CAC codifica histidina, al igual que CAU. Hay tres trillizos de “parada”: UAA, UAG y UGA. Los aminoácidos metionina y triptófano solo tienen un código de triplete: AUG y UGG respectivamente. Por lo tanto, estos no son redundantes. La leucina y la arginina están codificadas por 6 tripletes.
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Es posible hacer un cambio “silencioso” en el primer nucleótido en 4 casos que involucran leucina (C o U) U (A o G) y arginina (A o C) G (A o G).
La degeneración del código de aminoácidos ayuda a los biólogos moleculares a incorporar cambios en el ADN que insertan sitios para enzimas que escinden el ADN sin cambiar la composición de aminoácidos de la proteína. También ayuda en el análisis de las comparaciones evolutivas de genes entre especies, así como en la evaluación de cambios funcionales en la función de un gen a lo largo del tiempo.
Por supuesto, las mutaciones que no afectan la estructura de las proteínas son mucho más comunes en las regiones de ADN “no codificantes” que forman la gran mayoría de la mayoría de los genomas.
