Como continuación de ¿Por qué 20 aminoácidos en lugar de 64? y ¿Cuál es el menor número de aminoácidos necesarios para la vida? , estoy tratando de entender la prehistoria de los aminoácidos en las células.
Todas las células vivas ahora usan 20 (o 22 si incluye selenocisteína y pirrolisina) aminoácidos. Quizás en el pasado se usaban menos aminoácidos en las células, especialmente si se cree en la teoría de un codón de 2 nucleótidos.
¿Existe alguna teoría sobre el orden en que estos aminoácidos se incorporaron a las células?
Este artículo (de Akanuma, Kigawi, Yokoyama, "Mutagénesis combinatoria para restringir el uso de aminoácidos en una enzima a un conjunto reducido", http://www.pnas.org/content/99/21/13549.full ) sugiere que el El complemento completo de 20 aminoácidos no es estrictamente necesario al reducir el número de aminoácidos en una determinada enzima a 13, y aun así conservar la funcionalidad.
Edward N. Trifonov es profesor en el Instituto de evolución de la Universidad de Haifa, Israel. Uno de los principales temas de investigación de su grupo es la reconstrucción de los orígenes de la vida. En uno de sus artículos, The triplet Code From First Principles , propone la aparición cronológica de los 20 aminoácidos. Hay muchas hipótesis y predicciones comprobables, entre las que se encuentra la teoría de S. Miller de que algunos compuestos biológicos se han producido de forma abiótica en la atmósfera. Esta predicción ha sido confirmada por experimentos de imitación, arrojando diez aminoácidos diferentes, siendo la glicina y la alanina los predominantes.
El autor trata de predecir el orden cronológico en el que aparecieron los 20 aminoácidos teniendo en cuenta varios criterios (estudios, hipótesis y puntos de vista) que proponen algún orden, ya que cada uno de ellos contribuye en cierta medida al orden de consenso. Esta contribución se describe en forma de rango. Compila una lista de 60 clasificaciones de 60 criterios diferentes para derivar el orden de consenso. Algunos de los criterios son:
N1'. Criterios basados en diversas evaluaciones de la complejidad de los aminoácidos. N1, N34, N35, N37 – como en (5) y N44 (6). G, A, S, P, V, C, D, T, N, L, K, I, E, (MQ), H, R, F, Y, W
N2'. Criterios basados en la evolución de amino-acil-tRNA sintetasas. N2, N7 (5). (AG), (DFHKNPST), (CEILMQRV), (WY)
N4'. Criterios basados en composiciones de aminoácidos de varios conjuntos de proteínas supuestamente antiguas. N4, N26 (5), N41 (7), N45 (8), N47 (9), N48 (10) y N58 (11).
Los primeros diez (primeros) aminoácidos de consenso son los mismos que en los experimentos de Millers. Los últimos aminoácidos que aparecieron tienen sus respectivos codones tomados de los ya existentes. El orden de consenso derivado es G, A, D, V, P, S, E, (L, T), R, (I, Q, N), H, K, C, F, Y, M, W.
El autor también propone una reconstrucción del orden cronológico en el que habían aparecido los 64 codones.
shigeta
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John Smith