Ejercicio resuelto de Código genético · Biología · 2025

El hexapéptido sintético MSH-A, derivado de la hormona estimulante de los melanocitos (MSH), puede tener interesantes aplicaciones biotecnológicas y contiene la siguiente secuencia: Met-Tyr-Arg-Lys-Tyr-Gln. Para estudiar dicho péptido y producirlo en cantidad suficiente, se decide sintetizar un gen que lo codifique y se exprese en Escherichia coli. Usando el código genético incluido en la tabla: a) Escriba una de las posibles secuencias codificantes del gen completo que dé lugar a ese hexapéptido. b) ¿Cuántos codones presenta el gen codificante completo de MSH-A? y ¿cuántos anticodones intervienen en su expresión? c) Explique la característica del código genético que hace que 288 genes distintos puedan dar lugar a esta molécula. [1,25 puntos]

$\textbf{a) Escriba una de las posibles secuencias codificantes del gen completo que dé lugar a ese hexapéptido.}$

El hexapéptido es Met-Tyr-Arg-Lys-Tyr-Gln. Un gen completo tiene que contener, además de los codones de esos seis aminoácidos, un codón de parada que indique el final de la traducción; el codón de iniciación no hay que añadirlo aparte, porque el primer aminoácido es ya metionina y su codón, AUG, es precisamente el de inicio.

Eligiendo un codón para cada aminoácido con la tabla del enunciado, el ARN mensajero sería:

$5'\text{-AUG UAU CGU AAA UAC CAA UAA-}3'$

Y la secuencia codificante del gen, es decir, la hebra del ADN que tiene la misma secuencia que el mensajero cambiando el uracilo por timina:

$5'\text{-ATG TAT CGT AAA TAC CAA TAA-}3'$

La hebra molde, complementaria y antiparalela de la anterior, sería:

$3'\text{-TAC ATA GCA TTT ATG GTT ATT-}5'$

Es solo una de las posibilidades: cualquier combinación que use codones sinónimos es igualmente válida, y en el apartado c) se cuenta cuántas hay.

$\textbf{b) ¿Cuántos codones presenta el gen codificante completo? y ¿cuántos anticodones intervienen en su expresión?}$

El gen codificante completo presenta 7 codones: seis que codifican los seis aminoácidos del hexapéptido y uno de parada.

En su expresión intervienen 6 anticodones, uno por cada aminoácido que hay que colocar. El codón de parada no tiene ningún ARN de transferencia que lo reconozca: al llegar a él, el ribosoma se detiene porque el codón lo leen unos factores proteicos de liberación, y estos no llevan aminoácido ni anticodón. Esa es exactamente la razón de que el número de anticodones sea uno menos que el de codones.

Puede añadirse que los seis anticodones que intervienen son los complementarios y antiparalelos de los seis codones elegidos: para el AUG de la metionina, el anticodón UAC; para el UAU de la tirosina, el AUA; para el CGU de la arginina, el ACG; para el AAA de la lisina, el UUU; para el UAC de la segunda tirosina, el GUA; y para el CAA de la glutamina, el UUG.

$\textbf{c) Explique la característica del código genético que hace que 288 genes distintos puedan dar lugar a esta molécula.}$

La característica es la degeneración o redundancia del código genético. Como hay 64 codones posibles y solo 20 aminoácidos, la mayoría de los aminoácidos están codificados por más de un codón: son codones sinónimos, que difieren normalmente en la tercera base. El código es degenerado pero no ambiguo, porque cada codón sigue codificando un único aminoácido.

La consecuencia es que un mismo péptido se puede escribir de muchas maneras distintas en el ADN. Contando los codones sinónimos de cada posición con la tabla del enunciado:

$\text{Posición}$	$\text{Aminoácido}$	$\text{Codones posibles}$
1	Met	1 (solo AUG)
2	Tyr	2 (UAU, UAC)
3	Arg	6 (CGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG)
4	Lys	2 (AAA, AAG)
5	Tyr	2 (UAU, UAC)
6	Gln	2 (CAA, CAG)
Final	Parada	3 (UAA, UAG, UGA)

El número total de secuencias distintas es el producto de todas esas posibilidades:

$1 \times 2 \times 6 \times 2 \times 2 \times 2 \times 3 = 96 \times 3 = 288$

Los 288 genes del enunciado salen, por tanto, de multiplicar las 96 combinaciones que codifican el hexapéptido por los 3 codones de parada posibles. Conviene notar que el enunciado incluye el codón de parada en la cuenta: sin él saldrían 96.

La degeneración tiene además un valor adaptativo, y es el que explica la existencia de las mutaciones silenciosas. Si una mutación cambia la tercera base de un codón, es muy probable que el codón resultante siga codificando el mismo aminoácido y la proteína no varíe: el código está organizado de manera que amortigua buena parte de los errores.