Descubrimiento y origen del codigo genetico

* DESCUBRIMIENTO Y ORIGEN DEL CODIGO GENETICO

Los principios de la herencia han sido usados durante muchos años por los criadores que han cruzado animales o plantas, con el fin de producir nuevas razas que poseyeran determinadas características deseadas. Fue un monje austríaco, G. Mendel, dedicado al estudio de la herencia de las plantas, quién descubrió estas leyes. Casi cien años después labase de la bioquímica del trabajo de Mendel fue desentrañada por los bioquímicos J.D.Watson(1928) y F.H.Crik(1916),que publicaron sus investigaciones sobre la naturaleza del ADN y el código genético.

Cuando James Watson, Francis Crick, Maurice Wilkins y Rosalind Franklin descubrieron la estructura del ADN, comenzó a estudiarse en profundidad el proceso de traducción en proteínas. George Gamowpostuló que un código de codones de tres bases debía ser el empleado por las células para codificar la secuencia aminoacídica, ya que tres es el número entero mínimo que con cuatro bases nitrogenadas distintas permiten más de 20 combinaciones (64 para ser exactos).

El hecho de que los codones que constan de tres nucleótidos fue demostrado por primera vez en el experimento de Crick, Brenner ycolaboradores. Marshall Nirenberg y Heinrich J. Matthaei en 1961 en los Institutos Nacionales de Salud descubrieron la primera correspondencia codón-aminoácido. Empleando un sistema libre de células, tradujeron una secuencia ARN de poli-uracilo (UUU...) y descubrieron que el polipéptido que habían sintetizado sólo contenía fenilalanina. De esto se deduce que el codón UUU especifica el aminoácidofenilalanina. Continuando con el trabajo anterior, Nirenberg y Philip Leder fueron capaces de determinar la traducción de 54 codones, utilizando diversas combinaciones de ARNm, pasadas a través de un filtro que contiene ribosomas. Los ARNt se unían a tripletes específicos.
Posterior, Har Gobind Khorana completó el código, y poco después, Robert W. Holley determinó la estructura del ARN detransferencia, la molécula adaptadora que facilita la traducción.

A pesar de las variaciones que existen, los códigos genéticos utilizados por todas las formas conocidas de vida son muy similares. Esto sugiere que el código genético se estableció muy temprano en la historia de la vida y que tiene un origen común en las formas de vida actuales. Análisis filogenético sugiere que las moléculas ARNtevolucionaron antes que el actual conjunto de aminoacil-ARNt sintetasas[6].
El código genético no es una asignación aleatoria de los codones a aminoácidos.[7] Por ejemplo, los aminoácidos que comparten la misma vía biosintética tienden a tener la primera base igual en sus codones[8] y aminoácidos con propiedades físicas similares tienden a tener similares a codones.[9] [10]
Experimentos recientesdemuestran que algunos aminoácidos tienen afinidad química selectiva por sus codones.[11] Esto sugiere que el complejo mecanismo actual de traducción del ARNm que implica la acción ARNt y enzimas asociadas, puede ser un desarrollo posterior y que, en un principio, las proteínas se sintetizaran directamente sobre la secuencia de ARN, actuando éste como ribozima y catalizando la formación de enlacespeptídicos (tal como ocurre con el ARNr 23S del ribosoma).
Se ha planteado la hipótesis de que el código genético estándar actual surgiera por expansión biosintética de un código simple anterior. La vida primordial pudo adicionar nuevos aminoácidos (por ejemplo, subproductos del metabolismo), algunos de los cuales se incorporaron más tarde a la maquinaria de codificación genética. Se tienen pruebas,aunque circunstanciales, de que formas de vida primitivas empleaban un menor número de aminoácidos diferentes,[12] aunque no se sabe con exactitud que aminoácidos y en que orden entraron en el código genético.
Otro factor interesante a tener en cuenta es que la selección natural ha favorecido la degeneración del código para minimizar los efectos de las mutaciones[13] . Esto ha llevado a pensar...