Científicos de la Universidad de California en San Francisco descubren un nueva capa en el ADN de información oculta.

Una capa oculta nunca antes reconocida de la información en el código genético ha sido descubierta por un equipo de científicos de la Universidad de California en San Francisco (UCSF), gracias a una técnica desarrollada en la UCSF llamada perfiles de los ribosomas, que permite la medición de la actividad de los genes dentro de las células vivas, incluyendo la velocidad con que se fabrican las proteínas. 

Mediante la medición de la tasa de producción de proteínas en las bacterias, el equipo descubrió que pequeñas alteraciones genéticas podrían tener un efecto dramático. 

Esto fue cierto incluso para los cambios genéticos que parecen insignificantes conocidos como “mutaciones silenciosas”, que intercambian una carta simple de ADN sin necesidad de cambiar el producto del gen final. Para su sorpresa, los científicos encontraron que estos cambios pueden retrasar el proceso de producción de proteína a una décima parte de su velocidad normal o menos. 

Como se describe en la revista Nature, el cambio de velocidad es causada por la información contenida en lo que se conoce como codones redundantes – pequeños trozos de ADN que forman parte del código genético. Ellos fueron llamados “redundantes”, porque se creía que contienen duplicados en lugar de instrucciones especiales. 

Este nuevo descubrimiento desafía medio siglo de los supuestos fundamentales de la biología. También puede ayudar a acelerar la producción industrial de proteínas, que es crucial para la fabricación de biocombustibles y medicamentos biológicos utilizados para el tratamiento de muchas enfermedades comunes, que van desde la diabetes hasta el cáncer. “El código genético ha sido pensado para ser redundante, pero los codones redundantes claramente no son idénticos”, dijo Jonathan Weissman, PhD, del Instituto Médico Howard Hughes, investigador de la Facultad de Medicina de la UCSF, Departamento de Farmacología Celular y Molecular. “No entiendo mucho de las reglas”, añadió, pero el trabajo reciente sugiere que la naturaleza selecciona entre los codones redundantes basados ??en la velocidad genética, así como el significado genético. Del mismo modo que una persona envía mensajes de texto a un amigo y que podría optar por escribir, “NP” en lugar de “No hay problema.” 

Ambos significan lo mismo, pero uno es más rápido de escribir que el otro. ¿Cómo funciona Perfiles de ribosomas.

El trabajo se centra en una observación que los científicos hicieron desde hace mucho tiempo sobre el proceso de síntesis de proteínas, tan esencial para todos los organismos vivos en la Tierra, no es suave y uniforme, sino más bien el producto de trancas y barrancas. Algún mecanismo desconocido parecía controlar la velocidad con que se fabrican las proteínas, pero nadie sabía lo que era. Estructura de los ribosomas Para averiguarlo, Weissman y el investigador postdoctoral Gene-Wei Li, Ph.D. de UCSF, se basó en un esfuerzo más amplio realizado en el pasado por Weissman y sus colegas para desarrollar una nueva técnica de laboratorio llamada “El perfil del ribosoma”, que permite a los científicos examinar universalmente que genes están activos en una celda y la rapidez con que se traducen en proteínas. 

El Perfilado de ribosoma tiene en cuenta la actividad del gen por hurto en una célula de todas las máquinas moleculares conocidas como ribosomas. Las células bacterianas típicas están llenas de cientos de miles de estos ribosomas, y las células humanas tienen aún más. Ellos juegan un papel clave en la vida mediante la traducción de los mensajes genéticos en proteínas. Aislarlos y sacar todo su material genético permite a los científicos ver qué proteínas de una célula se están haciendo y dónde están en el proceso. Weissman y Li fueron capaces de utilizar esta técnica para medir estadísticamente la velocidad de síntesis de proteínas en todos los genes que se expresan en una célula bacteriana. 

Se encontró que las proteínas producidas a partir de genes que contienen secuencias particulares (técnicamente se refiere a secuencias de Shine-Dalgarno) se producen más lentamente que las proteínas idénticas hechas a partir de genes con los codones diferentes pero redundante. Se demostró que se podrían introducir pausas en la producción de proteínas mediante la introducción de dichas secuencias en los genes. 

Lo que los científicos plantean como hipótesis es que la pausa existe como parte de un mecanismo regulador que asegura controles adecuados – para que las células no produzcan proteínas en el momento equivocado o en una abundancia equivocada. 

El artículo, “La secuencia de anti-Shine-Dalgarno impulsa una pausa de traslación y la elección de codones en las bacterias”, de Gene-Wei Li, Oh, Eugenio, y Jonathan S. Weissman, fue publicado por la revista Nature el 28 de marzo. Este trabajo fue apoyado por la Fundación Helen Hay Whitney y por el Instituto Médico Howard Hughes. 

 fuente/LABORATORY