Selezione naturale e degenerazione del codice

Selezione naturale e degenerazione del codice

La traduzione dellRNA messaggero in proteine è uno del più antichi processi biologici ed è quindi oggetto della selezione naturale, portando airevoluzione di meccanismi finissimi della sua regolazione.

Uno studio su PLoS Genetics di Gerrit Brandls e Diarmald Hughes, entrambi dellUniversità di Uppsala, in Svezia, ha dimostrato che la selezione naturale favorisce la presenza nel genoma di codoni frequenti invece che di quelli rari, in modo da velocizzare il processo di sintesi proteica.

Il codice genetico, che codifica le informazioni contenute nel genoma degli organismi nella traduzione delle proteine, è ridondante. Differenti codoni, o triplette di nudeotidi, determinano I singoli amminoacidi che costituiscono le proteine, possono codificare per lo stesso amminoacido.

Tra i 20 amminoacidi esistenti, solo due si identificano con un solo codone, tutti gli altri sono codificati da diverse triplette. Questo fenomeno è definito degenerazione del codice genetico e la sua esistenza è spiegata con il possibile vantaggio evolutivo delle mutazioni che provocano una variazione nel codone ma sortiscono il medesimo esito come proteina.

Nei vari organismi però te frequenze dei codoni sinonimi sono diverse tra loro, un fenomeno non anoora chiarito. Cambiando i codoni abbondanti con quelli che lo sono meno durante la sintesi di proteine nel batterio Salmonefla typtiimurium, lo studio ha rilevato un rallentamento della loro traduzione.

La presenza di codoni rari provoca una permanenza più lunga dei ribosomi sull?RNA messaggera. Di conseguenza si osserva una riduzione del numera di ribosomi liberi, con un ritardo delHnizio della traduzione e un calo della concentrazione delle proteine.

Questo meccanismo, che ha un effetto sulla crescita del batterio e si traduce in un calo della fitness individuale, potrebbe avere avuto un ruolo rilevante nei processi di evoluzione dei genomi.

Cristiano Mancini

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