El ADN a menudo se conoce como el plan de vida, sin embargo, los científicos descubrieron por primera vez un microbio que utiliza dos traducciones diferentes del código de ADN al azar. Este hallazgo inesperado rompe lo que se pensaba que era una regla universal, yaLas proteínas de este microbio no se pueden predecir completamente a partir de la secuencia de ADN.
Investigadores del Centro Milner para la Evolución de la Universidad de Bath y el Instituto Max-Planck de Química Biofísica en Gotinga, Alemania, han publicado sus hallazgos en la revista Biología actual .
Todos los organismos reciben información genética de sus padres que les dice a las células cómo fabricar proteínas, las moléculas que realizan la química en nuestros cuerpos. Esta información genética comprende moléculas de ADN formadas por una secuencia de cuatro bases químicas representadas por las letras A, T, C y G; el código genético dicta a la célula qué secuencia de aminoácidos se unirá para formar cada proteína dada la secuencia subyacente en el ADN.
De manera similar, "punto punto punto" en el código Morse se traduce como S, así también el código genético se lee en bloques de tres bases codones para traducir a un aminoácido.
Originalmente se pensó que cualquier codón dado siempre da como resultado el mismo aminoácido, así como punto punto punto siempre significa S en código morse. GGA en el ADN, por ejemplo, se traduce como el aminoácido glicina.
Sin embargo, una colaboración entre la Dra. Stefanie Mühlhausen y el Profesor Laurence Hurst en el Milner Center for Evolution en la Universidad de Bath, y Martin Kollmar y sus colegas en el Instituto Max-Planck de Química Biofísica en Gotinga, Alemania, ahora han descrito el primero:e inesperado: excepción a esta regla en un código natural.
El grupo examinó un grupo inusual de levaduras en el que algunas especies han desarrollado un código no universal inusual. Mientras que los humanos y casi todo lo demás traducen el codón CTG como el aminoácido leucina, algunas de las especies de levadura en cambioesto como el aminoácido serina, mientras que otros lo traducen como alanina.
Esto es bastante extraño en sí mismo. Pero el equipo estaba aún más sorprendido de encontrar una especie Ascoidea asiática , tradujo aleatoriamente este codón como serina o leucina. Cada vez que se traduce este codón, la célula arroja una moneda química: cara a leucina, cruz es serina.
Laurence Hurst, Profesor de Genética Evolutiva y Director del Centro Milner para la Evolución de la Universidad de Bath, dijo: "Esta es la primera vez que vemos esto en cualquier especie".
"Nos sorprendió descubrir que aproximadamente el 50 por ciento de las veces que CTG se traduce como serina, el resto del tiempo es leucina".
"La última regla de los códigos genéticos, que la traducción es determinista, se ha roto. Esto hace que este genoma sea único: no se pueden obtener las proteínas si se conoce el ADN".
Para comprender cómo sucede esto, cómo se manifiesta físicamente este mecanismo de lanzamiento de monedas, el equipo investigó moléculas llamadas tRNAs, que actúan como traductores que reconocen los codones y unen los aminoácidos para formar una cadena de proteínas.
El Dr. Martin Kollmar, del Instituto Max-Planck de Química Biofísica en Gotinga dijo: "Encontramos que Ascoidea asiática es inusual en tener dos tipos de ARNt para CTG: uno que se une con leucina y otro que se une con serina.
"Entonces, cuando CTG se traduce, selecciona aleatoriamente uno de los dos tRNAs y, por lo tanto, selecciona aleatoriamente entre serina y leucina".
La Dra. Stefanie Mühlhausen, del Centro Milner para la Evolución de la Universidad de Bath, agregó: "Cambiar una serina por leucina podría causar serios problemas en una proteína ya que tienen propiedades bastante diferentes: la serina a menudo se encuentra en la superficie de la proteína mientras quela leucina es hidrofóbica y a menudo está enterrada dentro de la proteína.
"Observamos cómo esta extraña levadura hace frente a esta aleatoriedad y descubrimos que A. Asiática ha evolucionado para usar el codón CTG muy raramente y especialmente evita las partes clave de las proteínas ".
Los investigadores estiman que la codificación aleatoria tiene 100 millones de años, pero otras especies estrechamente relacionadas evolucionaron para perder este rasgo potencialmente problemático.
El Dr. Martin Kollmar dijo: "No está claro por qué A. Asiática debería haber retenido esta codificación estocástica durante tanto tiempo. Quizás haya raras ocasiones en que este tipo de aleatoriedad pueda ser beneficioso ".
La investigación fue financiada por el Consejo Europeo de Investigación y el Consejo de Investigación Médica.
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Materiales proporcionado por Universidad de Bath . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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