Entender el código genético: reconocimiento de codones

Entender los codones

El código genético que se encuentra en el ARNm da instrucciones sobre cómo producir nuestras proteínas. El ARNm es una secuencia codificada de bases de nucleótidos que llamamos por las cuatro letras, A, G, C y U. Anteriormente, echamos un vistazo a una tabla de codones de ARN, una guía para comprender cómo las letras codifican la cadena de aminoácidos. . El ARNm es leído por grupos de tres bases de nucleótidos llamadas codones. Hay 64 codones diferentes y cada uno codifica un aminoácido diferente o una señal de parada. El codón de inicio AUG codifica la metionina y señaliza que comience la traducción. Entonces, sabemos cómo se ve el gráfico de codones. Pero, ¿cómo podemos usarlo para darle sentido al código genético?

Practica con codones y aminoácidos

La tabla de códigos de ARN es útil para comprender el reconocimiento de codones.

Intentemos un poco de práctica con la tabla de codones de ARN. Nos ayudará a tener una idea de cómo se usa el código genético para hacer una cadena de aminoácidos. Comenzaremos con un código de muestra en una hebra de ARNm, emparejaremos los codones con los aminoácidos correctos y luego construiremos un polipéptido a partir de la cadena de aminoácidos. No se preocupe, no será difícil. Es como descifrar un mensaje secreto, como pudo haber hecho cuando era niño.

Un código genético se lee dividiéndolo en grupos de tres letras.

Aquí está nuestro primer gen en la cadena de ARNm. Se lee, AUGAAGUGGUA G. Pero, no lo leí como debería. Al igual que el tRNA , necesitamos leerlo en forma de codones, tres letras a la vez. Entonces, realmente dice, AUG, AAG, UGG y UAG. Comencemos con AUG y búsquelo en nuestro gráfico de codones. ¿Qué aminoácido codifica AUG? Oh, codifica la metionina, y AUG también es el codón de inicio. Bueno, eso es apropiado, ya que este es el comienzo de nuestro gen. Entonces, colocaremos un aminoácido de metionina y lo llamaremos el inicio oficial de nuestro polipéptido.

Ahora veamos el siguiente codón, AAG. ¿Con qué aminoácido va eso? Aquí, va con lisina. Entonces, colocaremos una lisina junto a la metionina. ¡Mira, ya tenemos un polipéptido! Tenemos dos aminoácidos formados en cadena.

Tomemos el siguiente codón, UGG. ¿Dónde está en el gráfico de codones? Ya sabes, es un poco doloroso buscar en los 64 codones cada vez. Me pregunto si hay una forma más rápida de encontrarlos. ¡Oh mira! Puede usar las barras laterales en la tabla de codones para encontrar los codones. A la izquierda, encontrará la fila que coincide con la primera base de su codón. Entonces, para nosotros, eso sería U. Ahora estamos restringidos a esa fila, y miramos hacia arriba para encontrar la columna que coincide con nuestra segunda base, una G. Entonces, está la fila que va con todos los codones que tienen el segunda letra G, y en esa celda, tenemos los cuatro codones que comienzan con U y G. Tenemos UGU, UGC, UGA y UGG. Queremos el codón UGG, que acompaña al aminoácido triptófano. Entonces, establezcamos nuestro tercer aminoácido, triptófano, justo al lado de la metionina y la lisina.

El último codón de nuestra cadena de ARNm es UAG. Si miramos nuestro gráfico, vemos que UAG es uno de los tres codones de parada. Entonces, en lugar de agregar otro aminoácido, simplemente nos detendremos. ¡Terminamos! Hicimos un polipéptido que consta de tres aminoácidos dispuestos en un orden específico: metionina, lisina y triptófano. Esta disposición exacta fue dictada por el código en el ARNm, que a su vez proviene del código original que se encuentra en el ADN.

Introducción al reconocimiento de codones

El reconocimiento de codones es el proceso de emparejar codones con los aminoácidos correspondientes.

Este asombroso proceso de emparejar codones con los aminoácidos correctos se llama reconocimiento de codones . Las moléculas que están a cargo de construir sus polipéptidos están diseñadas para leer los codones a lo largo de la cadena de ARNm. Es como leer el código en grupos de tres y hacer coincidir los codones en la tabla. Por supuesto, nuestras moléculas no tienen un gráfico real que utilicen dentro de nuestras células. En cambio, tienen partes especiales que combinan para que nuestros polipéptidos se construyan a través de la mecánica molecular. Funciona de manera similar a una cerradura y llave. Guardaremos las cosas más complicadas para otro momento. Solo tenga en cuenta que el reconocimiento de codones es la capacidad de los codones de ARNm para coincidir con los aminoácidos correctos.

El código genético es degenerado y universal

El gráfico de codones de ARN es una herramienta que inventamos para ayudarnos a comprender el reconocimiento de codones. Al mirar el gráfico, podemos ver que cada codón especifica un aminoácido en particular. Pero recuerde, cada aminoácido puede tener más de un codón que lo especifica. Debido a que hay más codones que aminoácidos, decimos que el código genético es redundante. Por ejemplo, ambos codones UUU y UUC especifican el aminoácido fenilalanina. Los científicos tienen un término especial para describir esta idea. Dicen que los codones están degenerados . Ahora, eso no significa que los codones sean inferiores o estén corruptos. Simplemente significa que los elementos con estructuras ligeramente diferentes pueden realizar exactamente la misma función. Entonces, los codones están degenerados porque diferentes codones pueden dar las mismas instrucciones sobre qué aminoácido se especifica.

Entonces, los aminoácidos pueden estar indicados por más de un codón. Pero cada codón solo especifica un aminoácido. Por esta razón, los científicos dicen que el código genético no tiene ambigüedad. En otras palabras, podemos estar seguros de que el codón UUC siempre especificará el aminoácido fenilalanina. Nunca tenemos que preguntarnos si UUC podría indicar algún otro aminoácido. De hecho, esto es cierto para casi todos los seres vivos. Si observa el código genético de un animal, ya sea un mamífero, un pájaro, un reptil o un pez, el codón UUC siempre codificará la fenilalanina. Esto es válido incluso para plantas, hongos, bacterias y virus. Los científicos dicen que el código genético es universal , lo que significa que se usa de la misma manera para todos los organismos de la Tierra.

De hecho, hay algunos microbios y otras estructuras vivas que modifican un poco el código. Pero en su mayor parte, podemos suponer que todos los seres vivos usan los mismos codones para especificar los mismos aminoácidos. De hecho, es por eso que los científicos han podido producir algunos organismos asombrosos insertando genes de una criatura en otra. Ahora tenemos bacterias que fabrican insulina humana, cultivos resistentes a plagas y enfermedades, ¡e incluso peces brillantes fluorescentes! Todo porque nuestro código genético es universal. Sin la universalidad del código genético, ninguno de estos logros sería posible.

Resumen de la lección

El código genético se utiliza en el proceso de traducción para convertir los codones del ARNm en una cadena de aminoácidos. La tabla de codones de ARN nos ayuda a identificar qué codones especifican qué aminoácidos. El reconocimiento de codones describe la capacidad de los codones para coincidir con los aminoácidos apropiados. Un buen reconocimiento de codones es esencial para el correcto ensamblaje de polipéptidos, lo que a su vez conduce a la producción de las proteínas adecuadas. El código genético está degenerado, lo que significa que diferentes codones pueden especificar el mismo aminoácido. Además, el código genético es casi universal, lo que significa que en todos los organismos, las especificaciones de codones para los aminoácidos siguen siendo bastante consistentes.

Los resultados del aprendizaje

Al final de esta lección, podrá:

• Explicar cómo se traduce un polipéptido del código genético.
• Leer un gráfico de codones
• Definir los términos ‘degenerado’ y ‘universal’ en relación con el código genético