Codigo genetico


El código genético es el conjunto de reglas que utilizan las células vivas para traducir la información codificada dentro del material genético ( secuencias de ADN o ARN de tripletes de nucleótidos o codones ) en proteínas . La traducción la realiza el ribosoma , que une los aminoácidos proteinogénicos en un orden especificado por el ARN mensajero (ARNm), utilizando moléculas de ARN de transferencia (ARNt) para transportar aminoácidos y leer los tres nucleótidos del ARNm.a la vez El código genético es muy similar entre todos los organismos y se puede expresar en una tabla simple con 64 entradas.

Los codones especifican qué aminoácido se agregará a continuación durante la síntesis de proteínas . Con algunas excepciones, [1] un codón de tres nucleótidos en una secuencia de ácido nucleico especifica un solo aminoácido. La gran mayoría de los genes están codificados con un solo esquema (consulte la tabla de codones de ARN ). Ese esquema a menudo se conoce como el código genético canónico o estándar, o simplemente el código genético, aunque existen códigos variantes (como en las mitocondrias ).

Los esfuerzos para comprender cómo se codifican las proteínas comenzaron después de que se descubriera la estructura del ADN en 1953. Los descubridores clave, el biofísico inglés Francis Crick y el biólogo estadounidense James Watson , trabajando juntos en el Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge, plantearon la hipótesis de que la información fluye del ADN y que existe un vínculo entre el ADN y las proteínas. [2] El físico soviético-estadounidense George Gamow fue el primero en dar un esquema viable para la síntesis de proteínas a partir del ADN. [3] Postuló que se deben emplear conjuntos de tres bases (tripletes) para codificar los 20 aminoácidos estándar utilizados por las células vivas para construir proteínas, lo que permitiría un máximo de4 3 = 64 aminoácidos. [4] Llamó a esta interacción ADN-proteína (el código genético original) como el "código de diamante". [5]

En 1954, Gamow creó una organización científica informal, el RNA Tie Club , como sugirió Watson, para científicos de diferentes tendencias que estaban interesados ​​en cómo se sintetizaban las proteínas a partir de los genes. Sin embargo, el club podría tener solo 20 miembros permanentes para representar cada uno de los 20 aminoácidos; y cuatro miembros honorarios adicionales para representar los cuatro nucleótidos del ADN. [6]

La primera contribución científica del club, luego registrada como "uno de los artículos inéditos más importantes en la historia de la ciencia" [7] y "el artículo inédito más famoso en los anales de la biología molecular", [8] fue realizada por Crick . Crick presentó un documento escrito a máquina titulado "Sobre las plantillas degeneradas y la hipótesis del adaptador: una nota para el club de lazos de ARN" [9] a los miembros del club en enero de 1955, que "cambió totalmente la forma en que pensábamos sobre la síntesis de proteínas". , como recordó Watson. [10] La hipótesis establece que el código del triplete no se transmitió a los aminoácidos como pensaba Gamow, sino que fue transportado por una molécula diferente, un adaptador, que interactúa con los aminoácidos. [8]El adaptador se identificó más tarde como tRNA. [11]

El experimento de Crick, Brenner, Barnett y Watts-Tobin demostró por primera vez que los codones constan de tres bases de ADN. Marshall Nirenberg y Heinrich J. Matthaei fueron los primeros en revelar la naturaleza de un codón en 1961. [12]


Una serie de codones en parte de una molécula de ARN mensajero (ARNm). Cada codón consta de tres nucleótidos , que normalmente corresponden a un solo aminoácido . Los nucleótidos se abrevian con las letras A, U, G y C. Se trata de ARNm, que utiliza U ( uracilo ). El ADN usa T ( timina ) en su lugar. Esta molécula de ARNm le indicará a un ribosoma que sintetice una proteína de acuerdo con este código.
El código genético
Marcos de lectura en la secuencia de ADN de una región del genoma mitocondrial humano que codifica los genes MT-ATP8 y MT-ATP6 (en negro: posiciones 8525 a 8580 en la secuencia de acceso NC_012920 [31] ). Hay tres marcos de lectura posibles en la dirección de avance 5' → 3', comenzando en la primera (+1), segunda (+2) y tercera posición (+3). Para cada codón (corchetes), el aminoácido está dado por el código mitocondrial de vertebrados , ya sea en el cuadro +1 para MT-ATP8 (en rojo) o en el cuadro +3 para MT-ATP6 (en azul). Los genes MT-ATP8 terminan con el codón de terminación TAG (punto rojo) en el marco +1. El MT-ATP6El gen comienza con el codón ATG (círculo azul para el aminoácido M) en el marco +3.
Ejemplos de mutaciones notables que pueden ocurrir en humanos. [35]
Agrupación de codones por volumen molar de residuos de aminoácidos e hidropaticidad . Una versión más detallada está disponible.
Los ejes 1, 2, 3 son las posiciones primera, segunda y tercera en el codón. Los 20 aminoácidos y los codones de terminación (X) se muestran en código de una sola letra .
Logotipo del código genético del genoma mitocondrial de Globobulimina pseudospinescens por FACIL. [58] El logo muestra los 64 codones de izquierda a derecha, alternativas previstas en rojo (en relación con el código genético estándar). Línea roja: codones de parada. La altura de cada aminoácido en la pila muestra con qué frecuencia se alinea con el codón en los dominios de proteínas homólogas. La altura de la pila indica el soporte para la predicción.