¿Por qué hay 61 codones para los 20 aminoácidos esenciales?

Hay varias formas de responder a esto, pero creo que lo más útil es solo mirar los números. Aquí no incluiré ninguna discusión sobre aminoácidos no estándar que puedan codificarse bajo diferentes circunstancias, pero con claridad, solo pretendemos que hay cuatro bases y 20 aminoácidos.

Entonces, como dije, hay cuatro bases diferentes y 20 aminoácidos.

Entonces, obviamente, una base no puede codificar un aminoácido, ya que solo sería posible codificar 4 ^ 1 = 4 aminoácidos en ese caso, y necesitamos al menos 21 en nuestro caso simplificado, 20 para aminoácidos y en al menos uno para terminar.

Si tienes dos bases en cualquier combinación en un “bloque” (llamémoslo un codón, ya que eso es lo que realmente se llama un “bloque” que codifica un aminoácido), entonces puedes tener la posibilidad de 4 ^ 2 = 16 aminoácidos. Así que casi lo suficiente, pero no del todo.

Lo siguiente que podemos hacer es tener tres bases en un codón, esto da 4 ^ 3 = 64.

Sé que prometí no hacerlo, pero para llegar realmente al número 61, tengo que incluir aminoácidos no estándar. Porque lo anterior muestra por qué hay ~ 60 codones para codificar los diferentes aminoácidos y detener el codón. Pero por qué es 61 y no 63 (dejando uno para el codón de parada) es por … bueno, tal vez varias cosas. Hay tres codones de parada, sería la explicación perezosa. Y voy a ser semi-perezoso, y solo daré un ejemplo de por qué esto tiene sentido.

Bajo ciertas condiciones, un codón de parada no se detiene, sino que codifica algo más. Un ejemplo es si hay un elemento denominado SECIS en la región 3 ‘no traducida. Entonces, el codón de parada de UGA no es un codón de parada, sino que incorpora un 21º aminoácido, selenocisteína. También hay otras peculiaridades, pero lo principal es tener suficiente para cubrir al menos 21 (que necesitan al menos tres bases en un codón), y que algunos no codifican los 20 aminoácidos estándar.

La secuencia de codones tiende a ser redundante. En este sentido, muchos codones de diferencia pueden codificar los mismos aminoácidos. Esto también se conoce como la hipótesis del bamboleo. La hipótesis de Wobble solo explica cómo un aminoácido puede tener diferentes tipos de codones, la variación de los codones tiende a tener una última base diferente. Un codón es el sequnce en MRNA compuesto de cuatro bases posibles. estas bases incluyen citosina, guanocinas, adenina y uracilo (la timina no se encuentra en el ARNm, pero es el uracilo). El codón se compone de tres puntos y cada punto se puede componer de estas cuatro bases diferentes. 4 veces 4 veces 4 = 64 posibles codones para aminoácidos. Sin embargo, 3 codones producen el codón de parada para detener la transcripción. Estos 3 codones de parada son UGA, UAG y UAA. Entonces eso deja 61 posibles variaciones de codones para los 20 aminoácidos canónicos.

Esta variación de codones puede ayudar a prevenir la mutación o la síntesis de una proteína incorrecta.

Un aminoácido en la proteína está dictado por 3 nucleótidos en la secuencia de m-ARN. Hay 4 bases de nucleótidos diferentes y su disposición en los codones de 3 bases para dictar aminoácidos en las proteínas es de 4 a la potencia de 3, entonces 4X4X4 = 64 (61 codones para aminoácidos y 3 codones de terminación para terminar la síntesis de proteínas)

  1. Los codones pueden codificar más que solo aminoácidos. Las secuencias de paro también necesitan códigos.
  2. Redundancia. Mismo aminoácido, diferentes codones. ¿Por qué? Bueno, eso significa que si hay una mutación o error común, se hará el mismo aminoácido y la proteína permanecerá inalterada.

Nuestra maquinaria de replicación de ARN y ADN no es perfecta. Es raro, pero de vez en cuando se comete un error. y gracias a esos codones, no todos los errores terminan como una mutación no deseada.

Véalo como una especie de plan de respaldo.