Tablas de codones y la hipótesis del bamboleo

Esta es una buena pregunta ya que, aunque en eucariotas superiores el uso de codones no se correlaciona necesariamente con la eficiencia de la traducción, sí lo hace en gran medida en Escherichia coli (ver, por ejemplo , Boël et al. , 2016 ). La respuesta no es simple, pero lo siguiente puede contribuir.

Para optimizar la fuerza del emparejamiento de bases

Aunque en circunstancias particulares, el 'bamboleo' permite que un ARNt decodifique más de un codón (consulte el diagrama en mi respuesta a Redundancia y el Código genérico ), la fuerza del emparejamiento de bases será menor para el par de bases oscilantes: se ha sugerido que esto sería generalmente desfavorece (y por lo tanto reduce la incidencia de) el codón degenerado que necesita ser decodificado por oscilación. (En algunos casos, una interacción de bamboleo podría ser una ventaja si las dos primeras bases de codones fueran G o C, de modo que el enlace de hidrógeno no fuera demasiado fuerte).

Para utilizar el espectro de ARNt capaces de decodificar codones degenerados

Aunque la oscilación permite una reducción en el número total de tRNA necesarios para decodificar los 61 codones de aminoácidos, a menudo existen tRNA adicionales que se podrían considerar innecesarios. Además, cuando un tRNA con un 5'-I (inosina) decodifica tres codones, el otro tRNA a veces tiene un 5'-G (en lugar de A) y, por lo tanto, puede decodificar dos codones. Esto se ilustra con los ARNt de E.coli para la treonina: por lo tanto, la abundancia relativa de estos tres ARNt Thr podría determinar el uso de codones, y Dong et al., 1996 informaron que este es el caso.

Para reflejar el contenido general de GC del genoma

Si el genoma de un organismo procariótico tiene una composición de bases particular, debido a que hay muy poco ADN genómico no codificante, el ARNm necesariamente reflejará esa composición de bases en su uso de codones. Podría preguntarse por qué la composición de bases del genoma no refleja simplemente la de los codones sinónimos, pero en realidad hay fuertes presiones sobre el contenido de GC de los genomas procarióticos y virales. En algunas bacterias, esto puede reflejar necesidades de estabilidad térmica, pero en otras parece ser una deriva aleatoria ( ver , por ejemplo, las preguntas de Biology SE sobre el contenido de GC de los genomas ).

El uso de codones no está necesariamente asociado con la eficiencia de la traducción, como ilustraría su ejemplo. Aunque el control de la eficiencia y la precisión de la traducción es una de las razones bien conocidas de la existencia del uso de codones, ha habido otras hipótesis que lo vinculan con las tasas de mutagénesis asimétrica y el contenido general de GC (consulte "¿Por qué existe el sesgo de uso de codones?" Novoa & de Pouplana, 2012 ).

Del mismo artículo:

Sin embargo, la búsqueda de una correlación entre la abundancia de ARNt y el uso de codones solo ha tenido éxito en algunos organismos [5, 34]. En varias especies, incluidas muchas bacterias y eucariotas, esta búsqueda fracasó [35, 36], lo que provocó la propuesta de que, en estos últimos organismos, la eficiencia de la traducción podría no ser el factor principal que influye en el uso de codones [36, 37]. Sin embargo, recientemente se informó que dos modificaciones distintas en la posición de oscilación de ciertos anticodones están en el centro de esta aparente falta de correlación [28].