El código genético es un programa biológico. Gracias a ella, las secuencias de aminoácidos de las proteínas se codifican utilizando las correspondientes secuencias de nucleótidos. Esta codificación es triplete. Es decir, un aminoácido corresponde a una secuencia de 3 nucleótidos de ARNm. Este triplete de nucleótidos se llama codón. El ribosoma lee el texto biológico escrito en ARNm. Ella lo hace constantemente. Comienza con un codón de iniciación, es decir, el inicial, y luego pasa a otros codones. A continuación se muestra un diagrama explicativo.
En el esquema, las letras "a" indican los residuos de aminoácidos de la proteína. Hay 20 tipos de ellos. Y hay 64 tipos de codones, lo que demuestra que no todos los codones tienen un aminoácido. Estos codones insignificantes realizan una función especial. Son los encargados de marcar los extremos de las cadenas proteicas. Se llaman codones de terminación. Otros codones corresponden a algunos residuos de aminoácidos.
Por tanto, se puede ver que el código considerado es triplete, no superpuesto (la lectura ocurre secuencialmente, codón por codón) y contiene codones de terminación e iniciación.
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¿Cómo lograron los especialistas establecer la correspondencia de cada residuo de aminoácido con codones específicos y determinar qué codones indican el comienzo y el final de la síntesis de la cadena de proteínas? Para ello, fue necesario leer 2 textos biológicos paralelos: el genoma y el aminoácido correspondiente a un gen proteico específico. Dado que las células conocen el código, se les pidió que reconocieran diferentes secuencias de nucleótidos.
Para hacer esto, tomamos extractos de células que tenían la capacidad de sintetizar proteínas en ARN, pero que no contenían enzimas capaces de escindir el ARN. Estos extractos se denominan sistema acelular.
El extracto se obtuvo de la bacteria E. coli, y luego se le agregó ARN artificial, que consiste solo en uracilos. De esta forma, al sistema libre de células se le preguntó: ¿a qué aminoácido corresponde el codón UUU? Resultó que le corresponde fenilalanina. Entonces se encontró el descifrado del código. Luego se realizó la traducción correspondiente para otros aminoácidos.
El código genético completamente descifrado se muestra a continuación. En el círculo central, se indican los primeros nucleótidos de los codones, en el segundo círculo, el segundo, y en el tercero, el tercero. En el exterior se indican los residuos de aminoácidos correspondientes a los codones.
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Imagen del código genético
Los codones de terminación se indican con el símbolo TEP. ¿Cuáles son los símbolos de los codones de iniciación? No existen tales codones especiales. Este papel en determinadas condiciones lo asumen los codones AUG y GUG. Suelen corresponder a metionina y valina.
La figura muestra claramente un patrón determinado: el ácido al que corresponderá un codón específico está determinado por los 2 primeros nucleótidos. El tercer nucleótido no juega un papel importante. La carga principal la soporta el doblete ubicado al comienzo del codón. En otras palabras, podemos decir que el código es un cuasi-doblete.
Esta característica principal se observó en la etapa más temprana de su decodificación. Naturalmente, es imposible codificar los 20 aminoácidos con dobletes, ya que el número de dobletes es 16. Por tanto, el tercer nucleótido del codón lleva una cierta carga semántica.
Sin embargo, existe una regla universal basada en el hecho de que 4 nucleótidos: adenina, citosina, guanina y uracilo en su estructura se combinan en 2 clases diferentes. Estos son pirimidina (U y C) y purina (A y D).
Por lo tanto, la regla de degeneración del código se formula de la siguiente manera: si 2 codones con 2 primeros nucleótidos idénticos y el tercero pertenecen a la misma clase (purina o pirimidina), entonces codifican el mismo aminoácido.
La figura muestra que la regla se sigue estrictamente. Pero hay dos excepciones. El codón AUA corresponde a isoleucina, no a metionina. El codón UGA señala el final de la síntesis y, en teoría, debería haber respondido al triptófano. Estas son las sorpresas que tiene el código genético. Deben tenerse en cuenta y al mismo tiempo debe entenderse que la regla dada es universal.
Vyacheslav Markin
