Ejercicio resuelto de Código genético · Biología · 2024

La siguiente secuencia de nucleótidos corresponde a la cadena codificante de un gen de una cepa bacteriana:

$\text{3' GGATTAAACCTCCTCCTAAAG 5'}$

a) Escriba la secuencia de bases del ARNm que se puede sintetizar, indicando su polaridad. [0,3 puntos]

b) ¿Cuál es el número máximo de aminoácidos que puede codificar este fragmento? [0,1 puntos]

c) Señale los codones que codificarán para cada aminoácido de la secuencia. [0,2 puntos]

d) Cualquier cambio de bases del fragmento de ADN, ¿provocaría siempre un cambio en algún aminoácido del péptido sintetizado? Justifique la respuesta. [0,4 puntos]

$\textbf{a) Escriba la secuencia de bases del ARNm que se puede sintetizar, indicando su polaridad. [0,3 puntos]}$

La hebra que se transcribe es la molde, y la ARN polimerasa la lee en sentido $3'\rightarrow 5'$ mientras sintetiza el ARN en sentido $5'\rightarrow 3'$. Tomando así la secuencia dada, se copia por complementariedad, con la salvedad de que frente a la adenina del ADN se coloca uracilo:

$\text{ADN}\quad 3'\ \text{G G A T T A A A C C T C C T C C T A A A G}\ 5'$

$\text{ARNm}\quad 5'\ \text{C C U A A U U U G G A G G A G G A U U U C}\ 3'$

$\textbf{b) ¿Cuál es el número máximo de aminoácidos que puede codificar este fragmento? [0,1 puntos]}$

Siete. El fragmento tiene $21$ nucleótidos y el código genético se lee de tres en tres, luego $21/3 = 7$ codones, y ninguno de ellos es de terminación.

$\textbf{c) Señale los codones que codificarán para cada aminoácido de la secuencia. [0,2 puntos]}$

$5'\ \text{CCU} \mid \text{AAU} \mid \text{UUG} \mid \text{GAG} \mid \text{GAG} \mid \text{GAU} \mid \text{UUC}\ 3'$

Que corresponden, respectivamente, a prolina, asparagina, leucina, ácido glutámico, ácido glutámico, ácido aspártico y fenilalanina.

$\textbf{d) Cualquier cambio de bases del fragmento de ADN, ¿provocaría siempre un cambio en algún aminoácido del péptido sintetizado? Justifique la respuesta. [0,4 puntos]}$

No, no siempre, y el motivo es que el código genético está degenerado.

Hay $64$ codones posibles y solo $20$ aminoácidos, de modo que casi todos los aminoácidos están codificados por varios codones sinónimos. Esos codones sinónimos suelen diferir en la tercera base, que es por tanto la posición donde una sustitución tiene más probabilidades de no cambiar nada. Cuando eso ocurre se habla de mutación silenciosa: la secuencia del ADN cambia y la proteína queda idéntica.

En este mismo fragmento puede comprobarse. Si en el codón $\text{CCU}$ la tercera base se sustituyera por cualquier otra —$\text{CCC}$, $\text{CCA}$ o $\text{CCG}$—, el aminoácido seguiría siendo prolina. Lo mismo ocurre con $\text{UUG}$, que comparte la leucina con otros cinco codones.

En cambio, una sustitución en la primera o la segunda base cambia casi siempre el aminoácido —mutación de sentido erróneo—, puede generar un codón de parada prematuro —mutación sin sentido— y, si en lugar de una sustitución se produce una inserción o una deleción de un número de bases que no sea múltiplo de tres, se desplaza la pauta de lectura y cambian todos los aminoácidos a partir de ese punto.