-Definició de codi genètic-Història-Origen del codi genètic-Característiques del codi genètic-Transferencia d’informació-Usos incorrectes del terme

EL CODI GENÈTIC

DefinicióEl codi genètic és el conjunt de normes per les quals la informació codificada en el material genètic (seqüències d'ADN o ARN) es tradueix en proteïnes (seqüències d'aminoàcids) en les cèl·lules vives. El codi defineix la relació entre seqüències de tres nucleòtids, anomenades codons, i aminoàcids. Un codó es correspon amb un aminoàcid específic.La seqüència del material genètic es compon de quatre bases nitrogenades diferents, que tenen una funció equivalent a lletres en el codi genètic: adenina (A), timina (T), guanina (G) i citosina (C) a l'ADN i adenina (A), uracil (U), guanina (G) i citosina (C) a l' ARN.A causa d'això, el nombre de codons possibles és 64, dels quals 61 codifiquen aminoàcids (sent a més un d'ells el codó d'inici, AUG) i els tres restants són llocs de parada (UAA, anomenat ocre; UAG, anomenat ambre; UGA, anomenat òpal). La seqüència de codons determina la seqüència aminoacídica d'una proteïna en concret, que tindrà una estructura i una funció específiques.

Història

Quan James Watson, Francis Crick, Maurice Wilkins i Rosalind Franklin van descobrir l'estructura de l'ADN, es va començar a estudiar en profunditat el procés de traducció en les proteïnes. Al 1955, Severo Ochoa i Marianne Grunberg-Manago van aïllar l'enzim polinucleòtid fosforilasa, capaç de sintetitzar ARNm sense necessitat de model, a partir de qualsevol tipus de nucleòtids que hi hagués en el mitjà. Així, a partir d'un mitjà en el qual tan sols hi hagués UDP (uridina difosfat) se sintetitzava un ARNm en el qual únicament es repetia l'àcid urídic, el denominat poli-U (....UUUUU....). George Gamow va postular que un codi de codons de tres bases havia de ser l'empleat per les cèl·lules per codificar la seqüència d’aminoàcids, ja que tres és el nombre enter mínim que amb quatre bases nitrogenades diferents permeten més de 20 combinacions (64 per ser exactes).

Les bases nitrogenadas s’agafen de 3 en 3, perque ni han 20 tipus d’aminoàcids ; si les agafem d’1 en 1, només en tindriem 4, i si les agafem de 2 en 2, només en tindriem 16, per tant, les agafem de 3 en 3, i en tenim 64.

OrigenMalgrat les variacions que existeixen, els codis genètics utilitzats per totes les formes conegudes de vida són molt similars. Això suggereix que el codi genètic es va establir molt primerenc en la història de la vida i que té un origen comú en les formes de vida actuals. Anàlisi filogenètica suggereix que les molècules ARNt van evolucionar abans que l'actual conjunt de aminoacil-ARNt.

Un altre factor interessant a tenir en compte és que la selecció natural ha afavorit la degeneració del codi per minimitzar els efectes de les mutacions i és a causa de la interacció de dos àtoms diferents en la reacció . Això ha portat a pensar que el codi genètic primitiu podria haver constat de codons de dos nucleòtids, la qual cosa resulta bastant coherent amb la hipòtesi del balanceig del ARNt durant el seu acoblament (la tercera base no estableix ponts d'hidrogen de Watson i Crick)...

L’adenina només es complementa amb la timina i viceversa.La citosina es complementa amb la guanina i viceversa.Qualsevol base nitrogenada pot ocupar qualsevol lloc en la cadena.

Característiques-La informació es llegeix en grups de tres nucleòtids, anomenats triplets. -Com que hi ha 64 triplets i 20 aminoàcids és possible que hi hagi aminoàcids codificats per més d'un triplet. Per això diem que el codi és degenerat. -El codi és seqüencial i no encavalcat: els nucleòtids es llegeixen un rere l'altre en grups de tres i cada triplet segueix l'anterior sense encavalcar-se amb ell. -El codi té triplets sense sentit que no codifiquen aminoàcids sinó senyals d'aturada. -El codi no és ambigu: un triplet codifica un sol aminoàcid i mai més d'un (tot i que un aminoàcid pugui ésser codificat per més d'un triplet). -El codi és universal, vàlid per a tots els éssers vius. Posteriorment es va trobar alguna excepció en el cas de l'ADN mitocondrial, on el triplet UAG codifica Trp (triptofà) en comptes de ser un triplet d'aturada o AUA codifica Met (metionina) en comptes d'Ile (isoleucina).

Transferencia d’informacióEl genoma d'un organisme es troba en l'ADN o, en el cas d'alguns virus, en el ARN. La porció de genoma que codifica diverses proteïnes o un ARN es coneix com a gen. Aquests gens que codifiquen proteïnes estan composts per unitats de trinucleótidos anomenats codons, cadascuna dels quals codifica un aminoàcid. En la configuració en doble hèlix, dues cadenes d'ADN estan unides entre si per ponts d'hidrogen en una associació coneguda com emparedament de bases. A més, aquests ponts sempre es formen entre una adenina d'una cadena i una timina de l'altra i entre una citosina d'una cadena i una guanina de l'altra. Això vol dir que el nombre de residus A i T serà el mateix en una doble hèlix i el mateix passarà amb el nombre de residus de G i C. En el ARN, la timina (T) se substitueix per uracil (O).

Cada gen codificant de proteïna es transcriu en una molècula plantilla, que es coneix com ARN missatger o ARNm. Aquest, al seu torn, es tradueix en el ribosoma, en una cadena d’aminoàcids o de polipèptids. En el procés de traducció es necessita un ARN de transferència específic per a cada aminoàcid amb l'aminoàcid unit a ell covalentment, guanosina trifosfat com a font d'energia i certs factors de traducció. Els ARNt individuals es carreguen amb aminoàcids específics pels enzims anomenats aminoacil ARNt sintetases, que tenen alta especificitat tant per aminoàcids com per ARNt. L'alta especificitat d'aquests enzims és motiu fonamental del manteniment de la fidelitat de la traducció de proteïnes.

Usos incorrectes del terme

L'expressió "codi genètic" és freqüentment utilitzada en els mitjans de comunicació com a sinònim de genoma, de genotip, o d'ADN. Frases com «Es va analitzar el codi genètic de les restes i va coincidir amb el de la desapareguda», o «es crearà una base de dades amb el codi genètic de tots els ciutadans» són científicament incorrectes. És insensat, per exemple, al·ludir al «codi genètic d'una determinada persona», perquè el codi genètic és el mateix per a tots els individus. No obstant això, cada organisme té un genotip propi, encara que és possible que ho comparteixi amb uns altres si s'ha originat per algun mecanisme de multiplicació asexual.

Preguntes

Què és el codi genètic?

Digues tres característiques del codi genètic.