Los fisiólogos de UT Southwestern que intentan comprender el código genético han encontrado un código previamente desconocido que ayuda a explicar qué proteína debe crearse para formar un tipo particular de célula.
El cuerpo humano está formado por decenas de billones de células. Cada célula contiene miles de proteínas, que determinan cómo se debe formar la célula y qué funciones necesita realizar. Las proteínas, a su vez, están formadas por cientos de aminoácidosEl modelo de cada proteína se especifica mediante codones genéticos, que son tripletes de nucleótidos que pueden producir 20 tipos diferentes de aminoácidos. La forma en que se unen los aminoácidos determina qué proteínas se producen finalmente y, a su vez, qué funcionesla celda tendrá
Lo que los investigadores encontraron fue que no solo importa la secuencia de los aminoácidos, sino también la velocidad del proceso en el que los aminoácidos se unen en una proteína funcional.
"Nuestros resultados descubrieron un nuevo 'código' dentro del código genético. Creemos que esto es bastante importante, ya que el hallazgo descubre un importante proceso regulador que afecta a toda la biología", dijo el Dr. Yi Liu, profesor de fisiología.
Se sabía desde hace tiempo que casi todos los aminoácidos pueden ser codificados por múltiples codones sinónimos y que cada organismo, desde humanos hasta hongos, tiene preferencia por ciertos codones. Los investigadores encontraron que los codones utilizados con mayor frecuencia son los "codones preferidos".acelerar el proceso de producción de una cadena de aminoácidos, mientras que los codones producidos con menos frecuencia ralentizan el proceso. El uso de codones preferidos o no preferidos es como tener signos de velocidad en la autopista de producción de proteínas: algunos segmentos deben hacerse rápidamente y otroslento.
"El código genético de los ácidos nucleicos es fundamental para la vida, ya que especifica las secuencias de aminoácidos de las proteínas", dijo el Dr. Liu, investigador de Louise W. Kahn en Biomedical Research. "Al influir en la velocidad con la que una proteína esensamblado a partir de bloques de construcción de aminoácidos, el uso de codones "rápidos" y "lentos" puede afectar el plegamiento de proteínas, que es el proceso que permite que una proteína forme la forma correcta para realizar una función específica. Este mecanismo de control de velocidad asegura que las proteínasse ensamblan y se pliegan adecuadamente en diferentes células. Por lo tanto, el código genético no solo especifica la secuencia de aminoácidos sino también la forma de la proteína ".
Los investigadores encontraron que las proteínas con secuencias de aminoácidos idénticas pueden tener diferentes funciones si se ensamblan a diferentes velocidades. Esto puede tener implicaciones importantes para identificar mutaciones humanas que causan enfermedades porque este estudio indica que una mutación no tiene que cambiar el aminoácidoidentidad para causar una enfermedad. De hecho, la mayoría de las mutaciones en el ADN humano no resultan en un cambio de aminoácidos.
"Por lo tanto, nuestro estudio indica que el nuevo" código ", el límite de velocidad de ensamblaje, dentro del código genético puede dictar la función última de una proteína determinada", dijo el Dr. Liu.
Los hallazgos aparecen como la portada de la revista célula molecular , una de las principales revistas de biología molecular, biofísica y bioquímica.
Los últimos hallazgos amplían la investigación previa publicada por el Dr. Liu y sus colegas en Naturaleza en 2013, que abrió nuevos caminos al demostrar que los codones sinónimos de una proteína del reloj circadiano no son los mismos en la fabricación de proteínas funcionales, a pesar de que codifican los mismos aminoácidos. Los genes pueden adaptarse a diferentes cambios ambientales eligiendo el más óptimocodón, que es contradictorio con la selección natural.
El Dr. Liu y su equipo pueden estudiar estos sistemas utilizando un tipo de hongo de moho llamado pan Neurospora crassa . El uso del molde permite una fácil manipulación de sus genes y codones en el laboratorio que son más difíciles de hacer en animales. El laboratorio del Dr. Liu también está tratando de desentrañar los secretos de la cronobiología y los mecanismos moleculares que subyacen a los organismos.reloj biológico diario, llamado reloj circadiano. Se han descrito relojes biológicos en casi todos los organismos que varían en complejidad, desde organismos unicelulares hasta mamíferos, y que funcionan en el control de los ritmos diarios, como el sueño-vigilia y los ciclos de actividad, los ciclos de temperatura corporal,funciones endocrinas y expresión génica.
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Materiales proporcionados por UT Southwestern Medical Center . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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