El codón de inicio es el primer codón de un transcrito de ARN de transferencia (ARNt) traducido por un ribosoma . El codón de inicio siempre codifica metionina en eucariotas y arqueas y una N-formilmetionina (fMet) en bacterias, mitocondrias y plastidios . El codón de inicio más común es AUG (es decir, ATG en la secuencia de ADN correspondiente).
El codón de inicio a menudo está precedido por una región no traducida 5 ' ( 5' UTR ). En procariotas, esto incluye el sitio de unión al ribosoma .
Codones de inicio alternativos
Los codones de inicio alternativos son diferentes del codón AUG estándar y se encuentran tanto en procariotas (bacterias y arqueas) como en eucariotas . Los codones de inicio alternativos todavía se traducen como Met cuando están al comienzo de una proteína (incluso si el codón codifica un aminoácido diferente de otro modo). Esto se debe a que se utiliza un ARN de transferencia (ARNt) separado para la iniciación. [1]
Eucariotas
Los codones de inicio alternativos (no AUG) son muy raros en los genomas eucariotas. Sin embargo, se han informado codones de inicio no AUG de origen natural para algunos ARNm celulares. [2] Siete de las nueve posibles sustituciones de un solo nucleótido en el codón de inicio AUG de la dihidrofolato reductasa eran funcionales como sitios de inicio de la traducción en células de mamíferos. [3] Además de la vía canónica de codones Met-tRNA Met y AUG, las células de mamíferos pueden iniciar la traducción con leucina utilizando un leucil-tRNA específico que decodifica el codón CUG. [4] [5]
Candida albicans usa un codón de inicio CAG. [6]
Procariotas
Los procariotas usan codones de inicio alternativos de manera significativa, principalmente GUG y UUG. Se ha estudiado y demostrado que estos codones de inicio alternativos y la frecuencia de su uso en comparación con los eucariotas refutan la teoría del ancestro común. [7]
E. coli usa 83% AUG (3542/4284), 14% (612) GUG, 3% (103) UUG [8] y uno o dos más (por ejemplo, un AUU y posiblemente un CUG). [9] [10]
Las regiones codificantes bien conocidas que no tienen codones de iniciación AUG son las de lacI (GUG) [11] [12] y lacA (UUG) [13] en el operón lac de E. coli . Dos estudios más recientes han demostrado de forma independiente que 17 o más codones de inicio que no son AUG pueden iniciar la traducción en E. coli . [14] [15]
Mitocondrias
Los genomas mitocondriales usan codones de inicio alternativos de manera más significativa (AUA y AUU en humanos). [7] Muchos de estos ejemplos, con codones, rango sistemático y citas, se dan en la lista de tablas de traducción del NCBI . [dieciséis]
Código genético estándar
Propiedades bioquímicas de los aminoácidos | No polar | Polar | Básico | Ácido | Terminación: codón de parada |
1ra base | 2da base | 3ra base | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
U | C | A | GRAMO | ||||||
U | UUU | (Phe / F) Fenilalanina | UCU | (Ser / S) Serina | UAU | (Tyr / Y) Tirosina | UGU | (Cys / C) Cisteína | U |
UUC | UCC | UAC | CGU | C | |||||
UUA | (Leu / L) Leucina | UCA | UAA | Detener ( Ocre ) [B] | UGA | Detener ( ópalo ) [B] | A | ||
UUG [A] | UCG | UAG | Detener ( ámbar ) [B] | UGG | (Trp / W) Triptófano | GRAMO | |||
C | CUU | CCU | (Pro / P) Prolina | CAU | (His / H) Histidina | CGU | (Arg / R) Arginina | U | |
CUC | CCC | CAC | CGC | C | |||||
CUA | CCA | CAA | (Gln / Q) Glutamina | CGA | A | ||||
CUG [A] | CCG | CAG | CGG | GRAMO | |||||
A | AUU | (Ile / I) Isoleucina | ACU | (Thr / T) Treonina | AAU | (Asn / N) Asparagina | AGU | (Ser / S) Serina | U |
AUC | ACC | CAA | AGC | C | |||||
AUA | ACA | AAA | (Lys / K) Lisina | AGA | (Arg / R) Arginina | A | |||
AGOSTO [A] | (Met / M) Metionina | ACG | AAG | AGG | GRAMO | ||||
GRAMO | GUU | (Val / V) Valina | GCU | (Ala / A) Alanina | GAU | (Asp / D) Ácido aspártico | GGU | (Gly / G) Glicina | U |
GUC | GCC | GAC | GGC | C | |||||
GUA | GCA | GAA | (Glu / E) Ácido glutámico | GGA | A | ||||
GUG | GCG | MORDAZA | GGG | GRAMO |
- A El codón AUG codifica la metionina y sirve como sitio de inicio: el primer AUG enla región codificante deun ARNmes donde comienza la traducción a proteína. [17]Los otros codones de inicio enumerados por GenBank son raros en eucariotas y generalmente codifican Met / fMet. [18]
- B ^ ^ ^ La base histórica para designar los codones de terminación como ámbar, ocre y ópalo se describe en una autobiografía de Sydney Brenner [19] y en un artículo histórico de Bob Edgar. [20]
Codones de inicio diseñados
Se han utilizado ARNt iniciadores modificados genéticamente (ARNt fMet2 con anticodón CUA) para iniciar la traducción en el codón de parada ámbar UAG. [21] Este tipo de ARNt diseñado se denomina ARNt supresor sin sentido porque suprime la señal de parada de la traducción que normalmente se produce en los codones UAG. Un estudio ha demostrado que el iniciador ámbar tRNA no inicia la traducción en ningún grado medible a partir de codones UAG codificados genómicamente, solo informadores transmitidos por plásmidos con fuertes sitios Shine-Dalgarno corriente arriba . [22]
Ver también
- Dogma central de la biología molecular
- Codón
- ARN mensajero
- ARNm sin sentido
- Detener codón
- Transferencia de ARN
- Traducción
Referencias
- ^ Lobanov, AV; Turanov, AA; Hatfield, DL; Gladyshev, VN (2010). "Funciones duales de los codones en el código genético" . Revisiones críticas en bioquímica y biología molecular . 45 (4): 257–65. doi : 10.3109 / 10409231003786094 . PMC 3311535 . PMID 20446809 .
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enlaces externos
- Los códigos genéticos. Compilado por Andrzej (Anjay) Elzanowski y Jim Ostell, Centro Nacional de Información Biotecnológica (NCBI), Bethesda, Maryland, EE. UU. [1]