2.2.2: Código Genético

Otro ejemplo de mapeo de patrones no utilizados en valores legales lo proporciona el Código Genético, descrito en la Sección 2.7. Una proteína consiste en una larga secuencia de aminoácidos, de 20 tipos diferentes, cada uno con entre 10 y 27 átomos. Los organismos vivos tienen millones de proteínas diferentes, y se cree que toda la actividad celular involucra proteínas. Las proteínas tienen que elaborarse como parte del proceso de vida, sin embargo, sería difícil imaginar millones de unidades de fabricación química de propósito especial, una para cada tipo de proteína. En cambio, un mecanismo de propósito general ensambla las proteínas, guiado por una descripción (piense en ello como un plano) que está contenida en las moléculas de ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido ribonucleico). Tanto el ADN como el ARN son cadenas lineales de pequeños “nucleótidos”; una molécula de ADN podría consistir en más de cien millones de tales nucleótidos. En el ADN hay cuatro tipos de nucleótidos, cada uno compuesto por alguna estructura común y una de cuatro bases diferentes, denominadas Adenina, Citosina, Guanina y Timina. En el ARN la estructura es similar excepto que la Timina es reemplazada por Urazlo.

El Código Genético es una descripción de cómo una secuencia de nucleótidos especifica un aminoácido. Dada esa relación, una proteína entera puede ser especificada por una secuencia lineal de nucleótidos. Tenga en cuenta que la descripción codificada de una proteína no es por sí misma más pequeña ni más simple que la propia proteína; de hecho, el número de átomos necesarios para especificar una proteína es mayor que el número de átomos en la propia proteína. El valor de la representación estandarizada es que permite que un mismo aparato de ensamblaje fabrique diferentes proteínas en diferentes momentos.

Dado que hay cuatro nucleótidos diferentes, uno de ellos puede especificar como máximo cuatro aminoácidos diferentes. Una secuencia de dos puede especificar 16 aminoácidos diferentes. Pero esto no es suficiente —hay 20 aminoácidos diferentes que se utilizan en las proteínas—, por lo que se necesita una secuencia de tres. Tal secuencia se llama codón. Existen 64 codones diferentes, más que suficientes para especificar 20 aminoácidos. La capacidad sobrante se utiliza para proporcionar más de una combinación para la mayoría de los aminoácidos, proporcionando así un grado de robustez. Por ejemplo, el aminoácido Alanina tiene 4 códigos incluyendo todos los que comienzan con GC; así el tercer nucleótido puede ser ignorado, por lo que una mutación que lo cambió no perjudicaría ninguna función biológica. De hecho, ocho de los 20 aminoácidos tienen esta misma propiedad de que el tercer nucleótido es un “no me importa”. (Ocurre que el tercer nucleótido tiene más probabilidades de corromperse durante la transcripción que los otros dos, debido a un efecto que se ha denominado “bamboleo”).

Un examen del Código Genético revela que tres codones (UAA, UAG y UGA) no especifican ningún aminoácido. Estos tres significan el final de la proteína. Tal “código de parada” es necesario porque diferentes proteínas son de diferente longitud. El codón AUG especifica el aminoácido Metionina y también significa el comienzo de una proteína; todas las cadenas de proteínas comienzan con Metionina (aunque pueden ser escindidas después de la expresión). Muchos códigos hechos por el hombre tienen esta propiedad, que algunas secuencias de bits designan datos pero algunas están reservadas para información de control.