Esta pregunta es más complicada de lo que me pareció. Y probablemente haya pasado muy poco tiempo pensando en genética básica en la última década. Usar con precaución. Mi pensamiento:
(1) En un sistema in vivo , creo que solo se pueden usar ARNt supresores sin recodificar drásticamente el genoma, es decir, anticodones CUA (codón UAG), UUA (codón UAA), que normalmente codifican la terminación de la traducción.
Basado en la noción de que el primer nucleótido del anticodón (lado del ARNt) proporciona especificidad, los ARNt con anticodón COA serían específicos para el codón UAG, pero el anticodón UUA podría reconocer ambos codones, UAA y UAG. Por lo tanto, supongo que los sistemas in vivo encontrarán que es relativamente sencillo tener un único aminoácido adicional codificado de manera preferente usando anticodon CUA (codón UAG).
Esto tiene que ir junto con la eliminación del factor de terminación relevante, la mutación de genes terminados por UAG (y / o UAA) a UCA, o la purificación selectiva solo de proteínas modificadas.
(2) In-vitro . Sería posible más con la estrategia que se describe a continuación, aunque eso es más sencillo con los sistemas de traducción in vitro .
Lo que necesita buscar son aminoácidos que están codificados por múltiples ARNt, que no pueden reconocer codones de los otros mediante la base de oscilación.
¿Cuáles son las principales diferencias entre los alcaloides y los aminoácidos?
¿Por qué un grupo carboxílico es mejor que un grupo amino en la síntesis de proteínas?
Si observamos las tablas de codón / anticodón, esto sugiere claramente serina, arginina y leucina.
Serina: el codón bloquea UC [U / C / A / G] y AC [U / C]
Arginina: el codón bloquea CG [U / C / A / G] y AG [A / G]
Leucina: el codón bloquea CU [U / C / A / G] y UU [A / G]
Lo que básicamente significa que de cada aminoácido un bloque puede reutilizarse sin superponerse potencialmente con la especificidad de otro bloque. En última instancia, depende de los anticodones de los genes de tRNA presentes, por supuesto, pero sospecho que estos deberían ser distintos conjuntos de tRNA.
Esto nos llevaría a cuatro aminoácidos adicionales cuando se incluye también una variante de parada.
(3) Contexto. Existen aún más opciones cuando se reutilizan los codones en función de un contexto adicional, como en el uso alternativo basado en la estructura secundaria de ARN (p. Ej. Pseudoknot) conocido para la selenocisteína o la pirrolisina. En ese caso, es difícil proporcionar un límite superior potencial. Teóricamente, tal enfoque podría exceder drásticamente el límite hipotético de 64 aminoácidos (sin tener en cuenta las bases inestables y los codones de parada).
Lamentablemente, no estoy al tanto de si el anticodón en sí puede modificarse en E. coli, ya que, por ejemplo, la inosina puede emparejarse con todas las demás bases. Y tengo la clara sensación de que hay muchos factores que no he considerado aquí.
