Descubren por qué el código genético dejó de crecer hace 3.000 millones de años
El código genético, o lo que es lo mismo el diccionario que usan los seres vivos para traducir los genes en proteínas, dejó de crecer hace 3.000 millones de años y ahora un equipo de expertos ha señalado a la estructura de los ácidos ribonucleicos de transferencia como la responsable.
Científicos del Instituto de Investigación Biomédica (IRB) y del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona publican hoy un estudio en la revista Science Advances en el que aseguran que el descubrimiento puede ser utilidad en la biología sintética.
La razón por la que el código genético dejara de crecer se halla en la estructura de los ácidos ribonucleicos (ARN) de transferencia, las moléculas centrales en la traducción de genes a proteínas.
El código genético está limitado a los 20 aminoácidos con que se fabrican las proteínas, el número máximo que evita caer en mutaciones sistemáticas fatales para la vida.
Los biólogos han explicado que una limitación frenó en seco la evolución del código genético, el conjunto universal de normas que usan todos los organismos para traducir las secuencias de genes de los ácidos nucleicos (ADN y ARN) a la secuencia de aminoácidos de las proteínas que harán las funciones celulares.
El equipo de científicos liderados por el investigador Lluís Ribas de Pouplana, demostró que el código genético evolucionó hasta incluir un máximo de 20 aminoácidos y no pudo crecer más por una limitación funcional de los ARN de transferencia, las moléculas que hacen de intérpretes entre el lenguaje de los genes y el de las proteínas.
Este freno en el crecimiento de la complejidad de la vida se produjo hace más de 3.000 millones de años, antes de que bacterias, eucariotas y arqueobacterias evolucionaran por separado, dado que todos los seres vivos usan el mismo código para producir proteínas.
Según explicó Ribas, "la maquinaria para traducir los genes a proteínas no puede reconocer más de 20 aminoácidos porque los confundiría entre ellos, lo que produciría mutaciones constantes en las proteínas y por consiguiente una traducción errónea de la información genética de consecuencias catastróficas".
La saturación del código tiene el origen en los ARN de transferencia (tRNA), las moléculas que reconocen la información genética y llevan el aminoácido al ribosoma, donde se fabrican las proteínas encadenando los aminoácidos uno tras otro según la información de un gen determinado.
Ahora bien, la cavidad donde han de encajarse los tRNA dentro del ribosoma impone a todas estas moléculas una misma estructura similar a una L, que deja muy poco margen de variación entre ellas.
"Al sistema le hubiera interesado incorporar nuevos aminoácidos porque de hecho usamos más de 20, pero se añaden por vías muy complejas, fuera del código genético", indicó.
Y es que llegó un momento, dijo el experto, "en que la naturaleza no pudo crear nuevos tRNA que fuesen suficientemente diferentes de los que ya había sin que entrasen en conflicto al identificar el aminoácido correcto. Y esto ocurrió cuando se llegó a 20".
Uno de los objetivos de la biología sintética es incrementar el código genético, modificarlo para poder hacer proteínas con aminoácidos diferentes para conseguir funciones nuevas.
Se usan organismos, como bacterias, en unas condiciones muy controladas para que fabriquen proteínas con unas características determinadas.
"Pero hacerlo no es nada fácil, y nuestro trabajo demuestra que hay que evitar este conflicto de identidad entre los tRNA sintéticos diseñados en el laboratorio con los tRNA preexistentes para conseguir sistemas biotecnológicos más efectivos".
