Ejercicio resuelto de Código genético · Biología · Galicia · 2024

PREGUNTA 3. GENÉTICA MOLECULAR
Dada la secuencia de aminoácidos de una proteína: $\mathrm{H_2N}$-Met-Gly-Ala-Asp-His-Pro-Leu-COOH, y utilizando el código genético de la figura 4:



A) Escriba la secuencia de nucleótidos del ARNm del que se tradujo, indicando los extremos 5´ e 3´.
B) Indique el fragmento de ADN del que procede este ARNm, señalando los extremos 5´ e 3´.
C) Si se produce una transición en el último nucleótido del último triplete de la cadena de ADN de la que se obtiene el ARNm ¿qué consecuencias podrá tener para la proteína?, ¿y una deleción del último nucleótido del segundo triplete de este ADN? Razone las respuestas.

$\textbf{A) Escriba la secuencia de nucleótidos del ARNm del que se tradujo, indicando los extremos 5' e 3'.}$

Se busca en el código genético un codón para cada aminoácido, respetando el orden desde el extremo amino terminal, que es el que se traduce primero, hasta el carboxilo terminal, y se añade al final un codón de parada.

$\text{Aminoácido}$	$\text{Codón elegido}$	$\text{Otros codones posibles}$ Met	AUG	Ninguno: es el único Gly	GGU	GGC, GGA, GGG Ala	GCU	GCC, GCA, GCG Asp	GAU	GAC His	CAU	CAC Pro	CCU	CCC, CCA, CCG Leu	CUU	CUC, CUA, CUG, UUA, UUG Parada	UAA	UAG, UGA

La secuencia del ARN mensajero es, por tanto:

$\text{5'} - \text{AUG GGU GCU GAU CAU CCU CUU UAA} - \text{3'}$

Conviene advertir que esta respuesta no es única. El código genético está degenerado, es decir, la mayoría de los aminoácidos admiten varios codones sinónimos, de modo que cualquier combinación tomada de la tercera columna de la tabla sería igualmente válida. Lo que sí es obligado es que el primer codón sea AUG y que al final haya uno de los tres codones de parada.

$\textbf{B) Indique el fragmento de ADN del que procede este ARNm, señalando los extremos 5' e 3'.}$

El ARN mensajero se sintetiza por complementariedad sobre una de las dos hebras del ADN, la hebra molde, sustituyendo el uracilo por timina. La otra hebra, la codificante, tiene la misma secuencia que el ARN mensajero.

El fragmento de ADN bicatenario es:

$\begin{array}{l} \text{5'} - \text{ATG GGT GCT GAT CAT CCT CTT TAA} - \text{3'} \quad \text{(hebra codificante)} \\ \text{3'} - \text{TAC CCA CGA CTA GTA GGA GAA ATT} - \text{5'} \quad \text{(hebra molde)} \end{array}$

La hebra que la ARN polimerasa lee es la inferior, la molde, y la recorre en sentido 3' a 5' para ir sintetizando el ARN mensajero en sentido 5' a 3'.

$\textbf{C) Si se produce una transición en el último nucleótido del último triplete de la cadena de ADN de la que se obtiene el ARNm, ¿qué consecuencias podrá tener para la proteína?, ¿y una deleción del último nucleótido del segundo triplete de este ADN? Razone las respuestas.}$

En cuanto a la transición, no tendrá ninguna consecuencia: la proteína seguirá siendo exactamente la misma.

Una transición es la sustitución de una base por otra del mismo tipo, es decir, una púrica por otra púrica o una pirimidínica por otra pirimidínica. El último triplete es el que da lugar al codón de parada UAA, y su última base es una adenina; al sustituirla por la otra base púrica, la guanina, el codón pasa a ser UAG. Como UAG es también un codón de parada, la traducción termina en el mismo punto y la cadena de aminoácidos no varía. Se trata, por tanto, de una mutación silenciosa.

Distinto sería el caso si la sustitución convirtiese el codón de parada en un codón con sentido: entonces el ribosoma no se detendría y seguiría traduciendo hasta encontrar la siguiente señal de parada, con lo que se obtendría una proteína más larga de lo debido.

En cuanto a la deleción, las consecuencias son graves. El segundo triplete del ARN mensajero es GGU; al perder su última base, todo lo que viene detrás se desplaza un lugar y la pauta de lectura cambia a partir de ese punto. Es una mutación de desplazamiento de la pauta de lectura.

La secuencia pasa a leerse así:

$\text{5'} - \text{AUG GGG CUG AUC AUC CUC UUU AA} \dots - \text{3'}$

y el péptido resultante es Met - Gly - Leu - Ile - Ile - Leu - Phe..., en lugar de Met - Gly - Ala - Asp - His - Pro - Leu.

Es decir, la metionina inicial no cambia, y el segundo aminoácido sigue siendo glicina por casualidad, porque GGG también codifica glicina; pero a partir del tercero la secuencia es completamente distinta de la original. Además ha desaparecido el codón de parada, de modo que la traducción no se detiene donde debía y continúa por la región siguiente hasta que aparezca por azar otro triplete de parada. La proteína obtenida es más larga, con una secuencia sin relación con la correcta y, casi con seguridad, no funcional.

La comparación entre los dos casos ilustra bien por qué las mutaciones por inserción o deleción de un número de bases que no sea múltiplo de tres son mucho más dañinas que las sustituciones.