Costo de ATP para la expresión génica.

El costo de transcribir y traducir un gen promedio hipotético en levadura se ha calculado como 551 enlaces de fosfato activados ~P por segundo ( Wagner, 2005 ).

La longitud media de una molécula de ARN de levadura es de 1.474 nucleótidos, y el coste medio de la síntesis de precursores por nucleótido (derivado de la composición de bases de las regiones codificantes de levadura) es de 49,3 ∼P. Con una abundancia mediana de ARNm de R = 1,2 moléculas de ARNm por célula y una constante de descomposición mediana de ARNm de dR = 5,6 × 10−4 s−1, los costos de síntesis de ARNm se calculan como 49,3 × 1474 × 1,2 × (5,6 × 10−4) = 48.8 ∼P por segundo y celda. Esta es una fracción 48,8/1,34 × 107 = 3,6 × 10−6 del costo total de síntesis de ARN por segundo. La longitud mediana de una proteína de levadura es de 385 aminoácidos, con un costo combinado de biosíntesis y polimerización de 30,3 ∼P por aminoácido. La abundancia media es de 2.460 moléculas de proteína por célula. Ningún dato disponible actualmente permite una estimación significativa de la vida media media de la proteína,

Para su pregunta sobre un solo gen, el costo sería de 49.3 * 1474 ~P para el ARNm y 30.3 * 385 ~P para la traducción, lo que resultaría en alrededor de 84 mil ~P. Esta es probablemente una estadística muy engañosa, ya que puede transcribir múltiples proteínas a partir de un solo ARNm.

En el documento se describe en detalle cómo se calcula el costo de la síntesis y la traducción del ARNm. Una gran parte del costo proviene de la síntesis de los componentes básicos, los nucleótidos y los aminoácidos.

• Wagner, A. Restricciones energéticas en la evolución de la expresión génica. Mol Biol Evol 22 , 1365-1374 (2005).