Los biólogos han desarrollado un modelo para determinar el efecto de los codones sinónimos en la síntesis de la proteína codificada, según la revista Nature.
Un codón es un triplete de nucleótidos (triplete) en el ADN y el ARN mensajero, que codifica un aminoácido en una proteína. Dado que el número de codones que codifican uno de los veinte aminoácidos es 61, algunos de los aminoácidos están codificados por varios codones, que se denominan sinónimos.
Los codones sinónimos pueden afectar el nivel de expresión de la proteína de diferentes maneras, pero descubrir exactamente qué efecto tendrá un codón en particular es complicado por el hecho de que los tripletes también afectan muchas características estructurales del ARN mensajero. Todos estos factores adicionales, a su vez, pueden hacer diferentes contribuciones a la eficiencia del proceso de traducción de genes y resulta muy difícil determinar el efecto resultante.
Para resolver este problema, los científicos han creado un modelo que tiene en cuenta una amplia gama de características de la estructura del ARN. Para ello, se midió el nivel de expresión de proteínas en 6 348 genes tomados de varios organismos (incluidos los humanos) y se introdujeron en células de E. coli. Para cada gen estudiado, se midió la frecuencia de aparición de todos los codones sinónimos y se determinaron las características estructurales del ARN mensajero correspondiente al gen. Utilizando los métodos de análisis de regresión y modelado, los científicos pudieron averiguar cómo los codones específicos, a través de factores adicionales, afectarán la eficiencia de la traducción del ARN y la síntesis de proteínas.
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Los resultados mostraron que, en general, la influencia directa de los codones en la expresión excede la influencia de factores adicionales; sin embargo, hay excepciones: la estructura terciaria del ARN mensajero cerca del extremo frontal de la molécula puede detener completamente el proceso de traducción. Además, los datos obtenidos confirmaron que los codones sinónimos que se producen con frecuencia tienen un efecto positivo en el nivel de expresión de proteínas, principalmente a través de la estabilización del ARN y un aumento de su vida útil.
Los científicos esperan que los resultados del estudio ayuden a crear genes artificiales, la síntesis de proteínas que sería más eficiente.
Se sabe que algunos codones sinónimos en las regiones codificantes de ADN ocurren con más frecuencia que otros. Este fenómeno se denomina preferencia de codones y se formó bajo la influencia de la evolución, cuando algunos codones tenían un efecto más favorable sobre la eficiencia de los procesos de traducción.
