Para comprobar la posibilidad de que cuatro codones se puedan usar para codificar un polipéptido de proteína y ARNt con cuatro codon anti lleva aminoácido? El grupo Chin realizó una excelente investigación en la Universidad de Cambridge, Reino Unido. Aquí le doy la esencia de ese trabajo y puede leer la publicación completa para obtener una mejor información.
Crearon un sistema de codones de cuatro nucleótidos y aquí la molécula de ADN es la misma pero la maquinaria celular es diferente y decodifica las transcripciones de ARN e interpreta la secuencia de nucleótidos. En el proceso de traducción habitual, los ribosomas y los complejos proteicos actúan como una plataforma y el ARN mensajero se lee y decodifica donde el ARNm sirve a tres nucleótidos a la vez. Transferir ARN o ARNt es una molécula de ARN corta que envía el aminoácido adecuado al ribosoma, pero solo se unirá si el ribosoma sirve el codón adecuado.
Para cambiar la interpretación del código genético de tres letras a cuatro palabras, Chin y sus colegas tuvieron que hacer nuevos ribosomas y nuevos ARNt. Para crear estos nuevos ribosomas, diseñaron ribosomas ortogonales u O-ribosomas. O-ribosomas son genes insertados para producir ribosomas adicionales que operan en la célula junto con los ribosomas regulares. La célula funciona porque tiene los ribosomas regulares para mantener su viabilidad. El ARN ribosómico en los O-ribosomas es libre de ser mutado para crear nuevos rasgos no naturales: en este caso, la capacidad de servir como plataforma lee codones de cuatro letras. Seleccionaron células bacterianas de Escherichia coli que expresaban un O-ribosomas que traducían un codón de cuatro letras en un gen, que de otro modo no sería traducido por el ribosoma regular. El gen le da a las células bacterianas resistencia al antibiótico cloranfenicol. Entonces, las células que sobreviven a una dosis de cloranfenicol son aquellas que tienen O-ribosomas funcionales, ya que tienen el gen de resistencia al cloranfenicol que está siendo traducido por los O-ribosomas.
También crearon un nuevo ARNt que tiene un anticodón de cuatro nucleótidos (la parte que se une complementariamente al ARN mensajero). Por lo tanto, las células de E. coli supervivientes tienen una población de O-ribosomas activos, ribosomas regulares, ARNt modificado (con un anticodón de cuatro letras) y ARNt regular. Luego llevaron su trabajo un paso más allá. Cada tRNA de tres letras lleva un aminoácido específico, dependiendo de su anticodón. Por lo tanto, tRNAAAG siempre tendrá una fenilalanina unida porque CTT (el complemento de AAG en el ARN mensajero) codifica fenilalanina. Si empiezas a jugar con eso, la maquinaria de traducción producirá proteínas no funcionales, que probablemente matarán las células bastante rápido. Pero con la maquinaria ortogonal de código de 4 letras, eso no es realmente un problema: la maquinaria ortogonal opera junto con la normal. Además, no hay aminoácidos naturalmente asignados a ningún código de cuatro letras, ¡porque este código no aparece en la naturaleza en primer lugar! Así que el laboratorio de Chin asignó aminoácidos no naturales a un código de cuatro letras. El aminoácido p-azido-1-fenilalanina que no se produce naturalmente se asignó a tRNAUCCU. Luego demostraron que toda la maquinaria de traducción alternativa funcionaba sintetizando un mutante de la proteína calmodulina que utilizaba este aminoácido en su estructura.
Referencia:
Neumann, H., Wang, K., Davis, L., Garcia-Alai, M., y Chin, J. (2010). Codificando múltiples aminoácidos no naturales a través de la evolución de un ribosoma decodificador cuádruple Nature DOI: 10.1038 / nature08817
