Ejercicio resuelto de Código genético · Biología · 2023

Escriba la secuencia de la molécula de ARNm que resulta de la transcripción del siguiente fragmento de ADN, 5'-ATGAACAGGCCATGA-3', y la secuencia de aminoácidos resultante de la traducción de dicho ARNm. Use la información de la figura.

¿Cuántas mutaciones silenciosas podrían producirse en ese fragmento de ADN? [1,25 puntos]

$\textbf{Escriba la secuencia de la molécula de ARNm que resulta de la transcripción del siguiente fragmento de ADN, 5'-ATGAACAGGCCATGA-3', y la secuencia de aminoácidos resultante de la traducción de dicho ARNm. ¿Cuántas mutaciones silenciosas podrían producirse en ese fragmento de ADN? [1,25 puntos]}$

Lo primero es decidir cómo hay que leer el fragmento que da el enunciado, y hay un argumento que lo resuelve: la secuencia empieza por ATG y acaba en TGA, es decir, por el codón de inicio y por un codón de parada, y sus 15 nucleótidos son múltiplo exacto de tres. Se trata, por tanto, de la HEBRA CODIFICANTE, la que tiene el mismo sentido que el ARN mensajero. Leída de la otra manera no daría ningún péptido con sentido.

La secuencia del ARN mensajero se obtiene entonces sustituyendo cada timina por uracilo y manteniendo el resto:

$5'\text{-ATG AAC AGG CCA TGA-}3'$

$5'\text{-AUG AAC AGG CCA UGA-}3'$

Traduciendo los cinco tripletes con el código genético:

$\text{Codón}$	$\text{Aminoácido}$
AUG	Met (metionina), y además codón de inicio
AAC	Asn (asparagina)
AGG	Arg (arginina)
CCA	Pro (prolina)
UGA	Codón de PARADA: no codifica ningún aminoácido

La secuencia de aminoácidos resultante es, por tanto, Met-Asn-Arg-Pro: un tetrapéptido de CUATRO aminoácidos, no cinco, porque el último triplete es una señal de fin de la traducción que ningún ARN de transferencia reconoce y que leen los factores proteicos de liberación.

En cuanto a las MUTACIONES SILENCIOSAS posibles, una mutación silenciosa es la que cambia una base pero NO cambia el aminoácido, y es posible porque el código genético está DEGENERADO: hay 64 codones para 20 aminoácidos, de modo que la mayoría de los aminoácidos tiene varios codones sinónimos, que suelen diferir en la tercera base. Recorriendo el fragmento codón a codón y probando las tres sustituciones posibles en cada una de sus quince posiciones:

$\text{Codón}$	$\text{Sinónimos alcanzables cambiando UNA base}$	$\text{Silenciosas}$
AUG (Met)	Ninguno: la metionina tiene un único codón	0
AAC (Asn)	AAU	1
AGG (Arg)	AGA y CGG	2
CCA (Pro)	CCU, CCC y CCG	3
UGA (parada)	UAA, que también es codón de parada	1

En total, SIETE mutaciones silenciosas posibles. Si se considera que el codón de parada no cuenta, porque no codifica aminoácido alguno, serían SEIS en la parte codificante.

Merece la pena señalar dónde caen: casi todas en la TERCERA base del codón, que es la posición en la que el código es más degenerado y por eso la más tolerante a cambios. El único caso que no sigue esa regla es el paso de AGG a CGG en la arginina, que cambia la PRIMERA base y sigue codificando arginina porque este aminoácido tiene seis codones repartidos en dos familias. Ese es precisamente el valor adaptativo de la degeneración: amortigua buena parte de los errores de la replicación, de modo que muchas mutaciones puntuales no llegan a alterar la proteína.