Vale la pena especificar el significado exacto de "código" en esta pregunta. Un código es un mapa de un espacio a otro espacio con el que no tiene conexión algorítmica. Por lo tanto, representar 321 como 0x141 no es una instancia de un código, porque hay un algoritmo; pero representar 321 como la letra Ł es un código (Unicode, en este caso) porque no existe una conexión intrínseca entre el número y el símbolo. La única forma de saber qué número coincide con qué símbolo es buscarlo en un libro.
Las presentaciones populares de la forma en que funcionan las células hablan del código ADN/ARN como un código . No hay transcripción algorítmica de ARN a proteínas. La transcripción de codones a aminoácidos es un código que el ser humano interpreta buscándolo en una tabla. La maquinaria celular lo interpreta por el hecho de que el ARN de transferencia GUN→Val está presente en la célula pero no lo está el ARN de transferencia GUN→Glu. Durante la síntesis de proteínas, cada molécula de ARN de transferencia, habiendo adquirido una molécula de su aminoácido designado, se empareja con el codón con el que está diseñada para emparejarse. Por lo tanto, la tabla de códigos está definida por el conjunto de ARNt que están flotando en la célula.
(Es posible que haya habido algunas simplificaciones excesivas en la imagen de arriba).
Por otro lado, el código de ADN no es un código en el sentido de que la molécula de ADN (y aún más el ARN) no es un depósito pasivo de secuencias de código sino una entidad reactiva, y esas reacciones dependen de la secuencia de nucleótidos de una manera diferente. de la codificación mediada por tRNA. Codificación de regiones; regiones no codificantes; largas cadenas de nucleótidos individuales; sitios de iniciación; Estructura tridimensional de la molécula: todo esto depende de las secuencias de nucleótidos de una manera separada de su función como codones.
Es por eso que este es un "¿hasta qué punto?" pregunta.
Un experimento mental
En la medida en que el código genético es un código, un experimento de este tipo debería ser posible, y quizás incluso no lejos de la viabilidad. En la medida en que el código no sea un código, no funcionaría.
La celda ahora debería ser viable. En todas partes donde GAT solía codificar para Asp en la celda original, ahora se encuentra GAA; pero dado que el único ARNt disponible para el proceso de síntesis es GAA-a-Asp, esto significa que Asp aún se inserta exactamente donde debería insertarse. El cambio en la secuencia de ADN se compensa exactamente con el cambio en los ARNt disponibles, es decir, el cambio en el código.
Propósito del experimento mental
Por un lado, postular el éxito. La célula modificada, que usa un código genético diferente a cualquier otra cosa en el planeta, tiene la ventaja de ser inmune a todos los virus. ¿O será que ser inmune a los virus no será una ventaja después de todo? La célula modificada también será muy endogámica, ya que no puede intercambiar material genético con nada más. ¿Ventaja o desventaja?
Por otro lado, considere la posibilidad de fracaso. El fracaso parece deberse a que GAT y GAA (o GAU y GAA) son sutilmente diferentes en sus propiedades químicas, aparte de su papel como codones. El ADN y el ARN pueden adoptar diferentes conformaciones, lo suficientemente diferentes como para cambiar la naturaleza y la cinética de sus reacciones como macromoléculas en lugar de depósitos de información.
Lo que nos lleva exactamente al título de esta pregunta. Si el código genético es un código puro, entonces el experimento funcionará, tal como podría hacer una variante del chip Intel x86 en el que el código para Sumar resta y el código para Restar suma, y compensarlo modificando todos mis programas. respectivamente. En la medida en que el código sea más que un código, el experimento funcionará peor.
¿Pero en qué medida?
Lo llamas un experimento mental, pero en realidad se ha hecho algo como esto. No del todo similar ya que no cambian 2, pero aún así reemplazan un codón.
Una descripción general: https://en.wikipedia.org/wiki/Expanded_genetic_code
Gran cosa: en los dos artículos previos a este, reemplazaron los 314 codones de parada UAG en E.coli K12 y usaron el codón UAG ahora sin usar para algunas cosas sofisticadas: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/ publicado/25607366
¿No han respondido ya a su pregunta aquellos organismos (y orgánulos) que tienen un código genético diferente del código genético estándar (originalmente conocido como 'universal')? Esencialmente, han realizado el experimento para usted mediante el desarrollo de maquinaria para decodificar el ARNm de manera diferente ( transferir ARN con una capacidad de aceptación de anticodón/aminoácido apropiadamente diferente; eso es lo que determina cómo se interpreta el código).
Y creo que el ADN es una pista falsa aquí. El código genético es un código para descifrar información en regiones de ARNm que especifican proteínas. No se aplica, y nunca tuvo la intención de hacerlo, a nada más. Por lo tanto, no se aplica a las regiones no traducidas 5' y 3' de los ARNm, donde puede haber otras combinaciones de nucleótidos que se interpretan de manera diferente (p. ej., secuencias de unión a ribosomas en procariotas, señales de adición de poliA en eucariotas). El uso de un código genético modificado (T por U) solo se usa con el ADN para hacer predicciones sobre las regiones que especifican las partes de los ARNm que codifican proteínas (es decir, si pueden hacerlo y, de ser así, cuál será la secuencia de aminoácidos de la proteína). ).
[Disculpas si estaba al tanto de todos estos antecedentes de biología molecular y no he entendido bien su argumento.]
Por un lado, no es posible diseñar un experimento que mataría (y resucitaría) una célula: una vez que una célula funciona mal, es probable que esté dañada sin posibilidad de reparación. Sin embargo, aparte de eso, no creo que este experimento no se pueda hacer. Solo tendría que exponer simultáneamente diferentes cultivos (crecidos en las mismas condiciones) a diferentes ADN o ARN insertados. Esto incluiría exposiciones que usted podría predecir que causarían tanto la muerte celular como la supervivencia o el crecimiento y las exposiciones de "control" que sabe que matarían o salvarían las células. Esto se hace rutinariamente con bacterias, levaduras y células cancerosas de mamíferos.
Dependiendo de su interpretación de un "código verdadero", esto sería comprobable. Claramente, un ATG de ADN se asigna a AUG de una manera particularmente bien definida. El ARNm AUG también se decodifica a Met, pero el mecanismo aquí es importante: el ARNt es una clase de moléculas "descodificadoras", estas tienen un sitio de reconocimiento complementario para un codón de ARNm, por ejemplo, UAC, y un sitio de unión para un aminoácido como Conocido en el otro extremo. Estas moléculas decodificadoras son idénticas en estructuras e intercambiables, de hecho, hay algunas especies bacterianas que usan ARNt decodificadores "no canónicos" diferentes a otras especies y "recodificación genética" donde los aminoácidos adicionales o los cambios de marco están codificados por nuestros codones STOP.
No sé si el ARNt aquí se ajusta a su analogía como algoritmo o compilador, pero la evolución ha producido una amplia gama de excepciones en las que podríamos probar el "código" genético. Básicamente, trabajamos con una tabla con la que estamos familiarizados y algunas bacterias usan una diferente con aminoácidos adicionales como la selenocisteína. Experimentos recientes incluso han agregado bases de ADN / ARN que no se encuentran en la naturaleza y aminoácidos "no canónicos" que no se usan en células naturales, otros están intentando biología sintética para diseñar sus propias células como usted ha propuesto.
Sin embargo, vale la pena señalar que la expresión génica no es un simple mapeo uno a uno. La cantidad y la variante de la expresión génica también son importantes, muchas secuencias reguladoras afectan la expresión del ADN, el corte y empalme del ARNm o la unión ribosómica. Una vez que se produce una proteína, a menudo se escinde, fosforila o glucosila y puede formar complejos con proteínas idénticas o diferentes. Si el ADN del "exón" codifica una secuencia de proteína "sin procesar" es intrigante y, por mucho que suponga que el ADN a la proteína es un código verdadero, en el contexto de un sistema biológico complejo, otros factores más allá de la secuencia sin procesar afectan la función del gen.
mgkrebbs
Jack Aidley