Cuando parar significa avanzar
RUTH WILLIAMSLos codones de parada no siempre son señales de parada genéticas, según un estudio publicado hoy (22 de mayo) en Science. Una gran proporción de bacterias y virus han reasignado al menos un codón de parada, una señal que marca el final de las secuencias de codificación de proteínas, para codificar un aminoácido.
“Este es el primer punto de datos real que analice [la reasignación del codón de parada] de una manera objetiva para preguntar qué tan común es” dijo Laura Landweber, profesora de ecología y biología evolutiva en la Universidad de Princeton, que no participó en el estudio.
El ADN que codifica proteínas está escrito como una cadena de palabras de trinucleótidos o codones. Hay 64 codones, el total de combinaciones posibles de los cuatro nucleótidos de ADN, G, C, A y T, y 61 de ellos codifican aminoácidos. Los tres restantes (TGA, TAA y TAG) se utilizan al final de las secuencias de ADN que codifican proteínas y le indican a la maquinaria de traducción de la célula que deje de agregar amino…
Se creía que este código genético ser universal para toda la vida en el planeta. Es decir, se pensaba que TGA, TAA y TAG significaban detenerse sin importar en qué organismo se encontraban, al igual que una señal de tráfico octogonal roja le indica a un conductor que se detenga, sin importar en qué país se encuentre.
En las últimas décadas, sin embargo, se han descubierto un puñado de especies que usan codones de parada para codificar aminoácidos. Para examinar con qué frecuencia ocurren tales reasignaciones de codones en la naturaleza, Eddy Rubin, director del Instituto Conjunto del Genoma del Departamento de Energía de los EE. el globo, incluidos el mar, el suelo y las heces humanas.
Dentro de los datos de secuencia, que se almacenan en la base de datos del Genoma Microbiano Integrado, el equipo encontró evidencia de reasignación de codones de parada en una fracción sorprendentemente significativa, dijo Rubin. De hecho, en algunos entornos, cerca del 10 por ciento de los organismos usan codones de parada para codificar aminoácidos, dijo.
Los investigadores observaron la reasignación de los tres codones de parada en algunas muestras, pero estos cambios variaron en su frecuencia y distribución. En bacterias, por ejemplo, solo se observaron reasignaciones de TGA. Mientras que en eucariotas, solo se observaron reasignaciones de TAA. No se observaron reasignaciones de codones de terminación en arqueas. Y dentro de las secuencias virales, los investigadores encontraron reasignaciones tanto de TGA como de TAG.
El equipo también observó que los virus que infectan bacteriasbacteriófagos a veces tenían reasignaciones de codones diferentes a las de sus anfitriones.
[Hay fue] la expectativa tácita de que los parásitos coincidieran con el uso del código genético de su anfitrión, dijo Landweber. Sin embargo, al menos con respecto a los codones de terminación, esto demuestra que no es necesario, dijo. De hecho, agregó Rubin, hubo evidencia de que un bacteriófago usa las diferencias de codones como una forma de derrotar a su huésped.
Más allá de este caso de un virus que engaña a su huésped, no está claro qué ha llevado a algunos organismos para recodificar sus codones de parada. Una posibilidad, sugirió Dieter Sll, profesor de biofísica molecular y bioquímica en la Universidad de Yale, es que puede permitir que los organismos codifiquen genéticamente proteínas que contienen aminoácidos inusuales.
Desde que el código genético se descifró por primera vez hasta muy recientemente, se pensó que había 20 aminoácidos que se usaban comúnmente para construir proteínas, dijo Sll. En las últimas décadas, sin embargo, se han descubierto dos aminoácidos adicionales codificados genéticamente, la selenocisteína y la pirrolisina, ambos codificados por codones de terminación.
Mi mayor entusiasmo acerca de este artículo es que ahora sabemos que existe una gran frecuencia de cambios en los codones de parada, dijo Sll. Me imagino que si la bioquímica se hiciera en todos estos ejemplos [de organismos que tienen codones de parada reasignados], añadió, muy probablemente se encontrarían aminoácidos no estándar codificados genéticamente adicionales.
NN Ivanova et al., Stop codon reasignments in the wild, Science, 344: 90913, 2014.
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