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Tablas de codones de ADN y ARN

Una tabla de codones se puede utilizar para traducir un código genético en una secuencia de aminoácidos . [1] [2] El código genético estándar se representa tradicionalmente como una tabla de codones de ARN , porque cuando las proteínas se producen en una célula por los ribosomas , es el ARN mensajero (ARNm) el que dirige la síntesis de proteínas . [2] [3] La secuencia de ARNm está determinada por la secuencia de ADN genómico . [4] En este contexto, el código genético estándar se conoce como tabla de traducción 1. [3] También se puede representar en una tabla de codones de ADN. Los codones de ADN en dichas tablas se encuentran en la cadena de ADN sentido y están dispuestos en una dirección de 5 ′ a 3 ′ . Se utilizan diferentes tablas con codones alternativos según la fuente del código genético, como de un núcleo celular , mitocondria , plástido o hidrogenosoma . [5]

Hay 64 codones diferentes en el código genético y en las tablas siguientes; la mayoría especifica un aminoácido. [6] Tres secuencias, UAG, UGA y UAA, conocidas como codones de terminación , [nota 1] no codifican un aminoácido sino que señalan la liberación del polipéptido naciente del ribosoma. [7] En el código estándar, la secuencia AUG (que se lee como metionina ) puede servir como codón de inicio y, junto con secuencias como un factor de iniciación , inicia la traducción. [3] [8] [9] En casos raros, los codones de inicio en el código estándar también pueden incluir GUG o UUG; estos codones normalmente representan valina y leucina , respectivamente, pero como codones de inicio se traducen como metionina o formilmetionina . [3] [9]

La posición del segundo codón determina mejor la hidrofobicidad de los aminoácidos. Codificación por colores: hidrofobicidad según el microambiente en proteínas plegadas [10]

La tabla/rueda clásica del código genético estándar está organizada arbitrariamente en función de la posición del codón 1. Saier [11] , siguiendo las observaciones de [12], demostró que reorganizar la rueda en función de la posición del codón 2 (y reordenar de UCAG a UCGA) ordena mejor los codones según la hidrofobicidad de sus aminoácidos codificados. Esto sugiere que los ribosomas tempranos leen la posición del segundo codón con más cuidado, para controlar los patrones de hidrofobicidad en las secuencias de proteínas.

La primera tabla (la tabla estándar) se puede utilizar para traducir tripletes de nucleótidos en el aminoácido correspondiente o la señal apropiada si se trata de un codón de inicio o de terminación. La segunda tabla, llamada apropiadamente la inversa, hace lo opuesto: se puede utilizar para deducir un posible código de triplete si se conoce el aminoácido. Como varios codones pueden codificar el mismo aminoácido, en algunos casos se proporciona la notación de ácidos nucleicos de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) .

Tabla de traducción 1

Tabla de codones de ARN estándar

Como se muestra en la tabla anterior, la tabla 1 del NCBI incluye los codones de inicio menos canónicos GUG y UUG. [3]

Tabla de codones de ARN inverso

Tabla estándar de codones de ADN

Tabla de codones de ADN inversos

Codones alternativos en otras tablas de traducción

En el pasado se creía que el código genético era universal: [20] un codón codificaría el mismo aminoácido independientemente del organismo o la fuente. Sin embargo, ahora se acepta que el código genético evoluciona, [21] lo que da lugar a discrepancias en la forma en que se traduce un codón según la fuente genética. [20] [21] Por ejemplo, en 1981, se descubrió que el uso de los codones AUA, UGA, AGA y AGG por el sistema de codificación en las mitocondrias de los mamíferos difería del código universal. [20] Los codones de terminación también pueden verse afectados: en los protozoos ciliados , los codones de terminación universales UAA y UAG codifican glutamina. [21] [nota 4] Shulgina y Eddy descubrieron cuatro nuevos códigos genéticos alternativos (numerados aquí del 34 al 37) en genomas bacterianos, lo que revela los primeros cambios de codones de sentido en bacterias. [22] La siguiente tabla muestra estos codones alternativos.

Véase también

Notas

  1. ^ Cada codón de parada tiene un nombre específico: UAG es ámbar , UGA es ópalo o sombra y UAA es ocre . [7] En el ADN, estos codones de parada son TAG, TGA y TAA, respectivamente.
  2. ^ abcdef La base histórica para designar los codones de terminación como ámbar, ocre y ópalo se describe en la autobiografía de Sydney Brenner [14] y en un artículo histórico de Bob Edgar. [15]
  3. ^ La principal diferencia entre el ADN y el ARN es que la timina (T) solo se encuentra en el primero. En el ARN, se reemplaza por uracilo (U). [18] Esta es la única diferencia entre la tabla de codones estándar del ARN y la tabla de codones estándar del ADN.
  4. ^ Euplotes octacarinatus es una excepción. [21]

Referencias

  1. ^ ab "Tabla de traducción de aminoácidos". Universidad Estatal de Oregón. Archivado desde el original el 29 de mayo de 2020. Consultado el 2 de diciembre de 2020 .
  2. ^ ab Bartee, Lisa; Brook, Jack. MHCC Biology 112: Biology for Health Professions. Open Oregon. pág. 42. Archivado desde el original el 6 de diciembre de 2020. Consultado el 6 de diciembre de 2020 .
  3. ^ abcdef Elzanowski A, Ostell J (7 de enero de 2019). «Los códigos genéticos». Centro Nacional de Información Biotecnológica. Archivado desde el original el 5 de octubre de 2020. Consultado el 21 de febrero de 2019 .
  4. ^ "Funciones del ARN". Scitable . Nature Education. Archivado desde el original el 18 de octubre de 2008 . Consultado el 5 de enero de 2021 .
  5. ^ "Los códigos genéticos". Centro Nacional de Información Biotecnológica. Archivado desde el original el 13 de mayo de 2011. Consultado el 2 de diciembre de 2020 .
  6. ^ "Codon". Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano . Archivado desde el original el 22 de octubre de 2020. Consultado el 10 de octubre de 2020 .
  7. ^ ab Maloy S. (29 de noviembre de 2003). "Cómo las mutaciones sin sentido obtuvieron sus nombres". Curso de Genética Microbiana . Universidad Estatal de San Diego. Archivado desde el original el 23 de septiembre de 2020. Consultado el 10 de octubre de 2020 .
  8. ^ Hinnebusch AG (2011). "Mecanismo molecular de escaneo y selección de codones de inicio en eucariotas". Microbiology and Molecular Biology Reviews . 75 (3): 434–467. doi : 10.1128/MMBR.00008-11 . PMC 3165540 . PMID  21885680. 
  9. ^ ab Touriol C, Bornes S, Bonnal S, Audigier S, Prats H, Prats AC, Vagner S (2003). "Generación de diversidad de isoformas de proteínas mediante iniciación alternativa de la traducción en codones no AUG". Biology of the Cell . 95 (3–4): 169–78. doi : 10.1016/S0248-4900(03)00033-9 . PMID  12867081.
  10. ^ Bandyopadhyay, Debashree; Mehler, Ernest L. (agosto de 2008). "Expresión cuantitativa de la heterogeneidad proteica: respuesta de las cadenas laterales de aminoácidos a su entorno local". Proteins . 72 (2): 646–59. doi :10.1002/prot.21958. PMID  18247345.
  11. ^ Saier, Milton H. Jr. (10 de julio de 2019). "Entendiendo el código genético". J Bacteriol . 201 (15): e00091-19. doi :10.1128/JB.00091-19. PMC 6620406 . PMID  31010904. 
  12. ^ Muto, A.; Osawa, S. (enero de 1987). "El contenido de guanina y citosina del ADN genómico y la evolución bacteriana". Proc Natl Acad Sci USA . 84 (1): 166–9. Bibcode :1987PNAS...84..166M. doi : 10.1073/pnas.84.1.166 . PMC 304163 . PMID  3467347. 
  13. ^ "La información del ADN determina la función celular a través de la traducción". Scitable . Nature Education. Archivado desde el original el 23 de septiembre de 2017 . Consultado el 5 de diciembre de 2020 .
  14. ^ Brenner, Sydney; Wolpert, Lewis (2001). Una vida en la ciencia . Biomed Central Limited. págs. 101–104. ISBN 9780954027803.
  15. ^ Edgar B (2004). "El genoma del bacteriófago T4: una excavación arqueológica". Genética . 168 (2): 575–82. doi :10.1093/genetics/168.2.575. PMC 1448817 . PMID  15514035. ver páginas 580–581
  16. ^ ab IUPAC—IUB Commission on Biochemical Nomenclature. «Abreviaturas y símbolos para ácidos nucleicos, polinucleótidos y sus constituyentes» (PDF) . Unión Internacional de Química Pura y Aplicada. Archivado (PDF) del original el 9 de julio de 2021 . Consultado el 5 de diciembre de 2020 .
  17. ^ "¿Qué hace el ADN?". Tu Genoma . Bienvenidos a Genome Campus. Archivado desde el original el 29 de noviembre de 2020. Consultado el 12 de enero de 2021 .
  18. ^ "Genes". ADN, genética y evolución . Universidad de Boston. Archivado desde el original el 28 de abril de 2020. Consultado el 10 de diciembre de 2020 .
  19. ^ "Elija un codón de inicio". depts.washington.edu . Consultado el 14 de agosto de 2024 .
  20. ^ abc Osawa, A (noviembre de 1993). «Cambios evolutivos en el código genético». Comparative Biochemistry and Physiology . 106 (2): 489–94. doi :10.1016/0305-0491(93)90122-l. PMID  8281749. Archivado desde el original el 2020-12-06 . Consultado el 2020-12-05 .
  21. ^ abcd Osawa S, Jukes TH, Watanabe K, Muto A (marzo de 1992). "Evidencia reciente de la evolución del código genético". Microbiological Reviews . 56 (1): 229–64. doi :10.1128/MR.56.1.229-264.1992. PMC 372862 . PMID  1579111. 
  22. ^ abcde Shulgina, Yekaterina; Eddy, Sean R. (9 de noviembre de 2021). "Un análisis computacional de códigos genéticos alternativos en más de 250.000 genomas". eLife . 10 . doi : 10.7554/eLife.71402 . PMC 8629427 . PMID  34751130. 

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