Evolución de la Redundancia del Código Genético

En breve

Mirando el código genético, parece que la mayor parte de la redundancia está en la tercera letra en lugar de en la primera o la segunda letra del codón. ¿Por qué ha evolucionado de esta manera?

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Para comparar la redundancia relativa explicada por cada letra del codón, supongamos que cada codón ocurre con la misma frecuencia. Probablemente sea incorrecto pero útil por el bien de los cálculos. El uso de frecuencias observadas de uso de codones en una población dada cambiaría las siguientes probabilidades, pero la pregunta de por qué algunas posiciones en el codón tienen más redundancia que otras aún se mantiene.

Una sustitución de la primera letra del codón tiene una probabilidad de 1 2048 ≈ 0.00005 (Codón de parada) para ser sinónimo. Una sustitución de la segunda letra del codón tiene una probabilidad 3 256 ≈ 0.012 (bases nitrogenadas U y G) como sinónimos. Una sustitución de la tercera letra tiene una probabilidad de exactamente 2 3 ser sinónimo.

Probabilidad de que una sustitución sea sinónima dado que ocurrió en el...

  • Primera letra: 1 2048 ≈ 0.00005
  • Segunda letra: 3 256 ≈ 0.012
  • Tercera letra: 2 3

¿Por qué hay más redundancia en la tercera posición que en la segunda (que tiene más redundancia que la primera posición) en el codón?

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¿Alguna vez has oído hablar de los pares de bases oscilantes? Supongo que la razón es que la unión del anticodón al codón ocurre con la direccionalidad, 5'-3' (en el lado del codón), es por eso que cuando las primeras 2 bases están conectadas, la tercera en el anticodón no tiene suficiente energía para romper el emparejamiento incluso si Es muy diferente.

Respuestas (1)

Para comprender completamente el concepto de apareamiento de bases oscilantes, debemos considerar las secuencias de nucleótidos de los anticodones en los ARNt que tienen que "leer" el código genético cuando el ARNm se traduce en el ribosoma. El nucleótido en la posición oscilante del anticodón es, por ejemplo, a menudo inosina. Según las reglas para el apareamiento de bases oscilante, una inosina puede potencialmente aparearse con otros tres nucleótidos.

En términos reales, eso significa que una célula puede usar menos de 63 genes de ARNt únicos para decodificar los ARNm que transportan mensajes hechos de 63 "palabras" diferentes (codones).

En una célula activa, el sitio A del ribosoma, donde se une el ARNt cargado, está ocupado por el ARNt incorrecto la mayor parte del tiempo (basado en la ley de acción de masas donde cualquier ARNt cargado puede difundirse aleatoriamente en el sitio de unión). Con los ARNt que pueden reconocer múltiples codones (que es lo que nos dice la hipótesis del bamboleo), cualquier proteína dada puede traducirse más rápido (suponiendo que los ARNt cargados correctamente son limitantes para la reacción de polimerización del polipéptido).

Esas son las ramificaciones prácticas de la tabla que presentó, pero la explicación, como para la mayoría de las preguntas basadas en el porqué de la evolución biológica, es una modificación. La selección natural solo puede funcionar con los materiales disponibles, por lo que podemos inferir que durante el período en que se finalizó este código genético, los organismos que lo usaron tuvieron más éxito que los demás. Y el código actual se basa en el aspecto que tenía el anterior. "Descenso por modificación" es la descripción original.

[Vaya, perdón por la voz pedante sobre "cómo funciona la selección", acabo de mirar tu perfil y me di cuenta de que probablemente puedas enseñarme sobre este tema]

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