¿Por qué tres nucleótidos codifican un aminoácido? ¿Por qué no 5 nucleótidos? [duplicar]

Todos sabemos por qué hay codones de 3 bases y por qué no hay codones de 2 bases. Pero, ¿por qué no hay un codón de 4 bases y de 5 bases?

Respuestas (1)

Cuantas más bases haya por codón, más información podrá codificar. Solo hay 22 aminoácidos diferentes, por lo que necesitamos un mínimo de 3 bases por codón.

  • 1 codón base --> 4^1 = 4 códigos posibles que son:
    • A / T / C / G
  • 2 codón base --> 4^2 = 16 códigos posibles que son:
    • AA/AT/AC/AG/TT/TA/TC/TG/CC/CA/CG/CT/GG/GC/GT/GA
  • 3 codón base --> 4^3 = 64 códigos posibles que son:
    • AAA/AAT/AAC/AAG/ACA/ACT/ACG/ACC/AGA/AGT/etc...
  • 4 codón base --> 4^4 = 256 códigos posibles que son:
    • AAAA / AAAT / AAAC / AAAG / AATA / AATC / AATG / etc.
  • Codón de 5 bases --> 4^5 = 1024 códigos posibles

Si tuviéramos solo 2 bases por codón, no podríamos codificar todos los posibles aminoácidos diferentes.

Por otro lado, hay varios costos asociados con llevar mucho ADN. Se necesita espacio, se necesita energía y materia para copiarse, se necesita tiempo para copiarlo (el tiempo de generación puede estar limitado por el tiempo de copiado)... Acabo de hacer esta pregunta con la esperanza de aclarar las cosas sobre los posibles costos. Si hay un costo asociado con tener un sistema de codones de 4 bases, compárelo con un sistema de codones de 3 bases, pero no hay ningún beneficio asociado. Tal rasgo (que tiene un costo sin beneficio) no se espera que evolucione (contra-seleccionado).

Notarás que hay 64-22=42 posibilidades adicionales. En consecuencia, el código genético es redundante. Lo que significa que varios codones codifican exactamente el mismo aminoácido. Y curiosamente, a menudo es la última de las tres bases del codón la que no produce ningún cambio en la secuencia de codificación, como puede ver aquí.

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Realmente me ayudaste, gracias. Pero, ¿podría aclarar su declaración: "sería estúpido tener un codón de 5 bases si no hay ganancia"?
@ user6318 ¡Ya cambié esta oración! Quise decir que hay un costo asociado con tener un sistema de codones de 4 bases en comparación con un sistema de codones de 3 bases, pero no hay ningún beneficio asociado. En consecuencia, no se espera que tal rasgo evolucione. Espero que tenga sentido para ti.
Advertencia para los no iniciados: esa tabla no es el 'código estándar', es el código mitocondrial (AUA es Ile en el código estándar).
@AlanBoyd ¡Vaya! Muchas gracias. Lo cambié, ahora es el "código estándar".
Siempre me desconciertan los argumentos basados ​​en el costo metabólico de mantener el ADN. Estimo que para E. coli se usa menos del 0,06 % de ATP en la replicación del ADN, por lo que para un sistema de codones de 4 bases esto aumentaría pero aún estaría muy por debajo del 0,1 %. Esto no me parece la base de una fuerte presión selectiva.
¿Qué pasa con los problemas fisiológicos? ¿El espacio ocupado por el ADN y la maquinaria que tiene que lidiar con estas grandes secuencias en las bacterias? ¿Y el tema del tiempo? Escuché (pero no tengo referencia, debo asegurarme de esta afirmación) que en algunas especies el tiempo de generación está limitado por el tiempo de copia del ADN.
@AlanBoyd Acabo de publicar esta pregunta con la esperanza de aclarar las cosas. +1 en tu comentario ;)
@Remi.b genial! vamos a ver qué respuestas obtienes. En E coli se tarda 40 min en replicar el genoma, pero pueden crecer con un tiempo de duplicación < 20 min reiniciando antes de que finalice la ronda de replicación anterior. Una vez me dijeron que el límite para el crecimiento es el aumento exponencial necesario en el número de ribosomas a medida que más y más ribosomas se unen para producir ribosomas.
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