Anticodón: descripción, funciones y diferencia con codón
¿Qué es un anticodón?
Un anticodón es una secuencia de tres nucleótidos que está presente en una molécula de ARN de transferencia (ARNt), cuya función es reconocer a otra secuencia de tres nucleótidos que se encuentra presente en una molécula de ARN mensajero (ARNm).
Este reconocimiento entre codones y anticodones es antiparalelo; es decir, que uno se ubica en dirección 5’->3’ mientras que el otro se acopla en sentido 3’->5’. Este reconocimiento entre secuencias de tres nucleótidos (tripletes) es fundamental para el proceso de traducción; es decir, en la síntesis de proteínas en el ribosoma.
Así, durante la traducción las moléculas de ARN mensajero son “leídas” a través del reconocimiento de sus codones por parte de los anticodones de los ARN de transferencia. Estas moléculas se llaman así porque transfieren un aminoácido específico a la molécula de proteína que se está formando en el ribosoma.
Existen 20 aminoácidos, cada uno codificado por un triplete específico. Sin embargo, algunos aminoácidos están codificados por más de un triplete.
Adicionalmente, algunos codones son reconocidos por anticodones en moléculas de ARN de transferencia que no tienen ningún aminoácido unido; estos son los llamados codones de stop.
Descripción
Un anticodón está formado por una secuencia de tres nucleótidos que pueden contener cualquiera de las siguientes bases nitrogenadas: adenina (A), guanina (G), uracilo (U) o citosina (C) en una combinación de tres nucleótidos, de tal manera que funciona como un código.
Los anticodones siempre se encuentran en las moléculas de ARN de transferencia y siempre se ubican en sentido 3’->5’. La estructura de estos ARNt es similar a un trébol, de tal manera que se subdivide en cuatro bucles (o lazos); en uno de los bucles se encuentra el anticodón.
Los anticodones son imprescindibles para el reconocimiento de los codones del ARN mensajero y, en consecuencia, para el proceso de síntesis proteica en todas las células vivas.
Funciones de los anticodones
La principal función de los anticodones es el reconocimiento específico de los tripletes que forman los codones en las moléculas de ARN mensajeros. Estos codones son las instrucciones que se han copiado desde una molécula de ADN para dictar el orden de los aminoácidos en una proteína.
Como la transcripción (la síntesis de copias de ARN mensajero) ocurre en dirección 5’->3’, los codones del ARN mensajero poseen esta orientación. Por lo tanto, los anticodones presentes en las moléculas de ARN de transferencia deben tener la orientación contraria, 3’->5’.
Esta unión se debe a la complementariedad. Por ejemplo, si un codón es 5′-AGG-3′, el anticodón es 3′-UCC-5′. Este tipo de interacción específica entre codones y anticodones es un paso importante que permite que la secuencia de nucleótidos en el ARN mensajero codifique una secuencia de aminoácidos dentro de una proteína.
Diferencias entre anticodón y codón
– Los anticodones son unidades trinucleotide en los tRNAs, complementarios a los codones en mRNAs. Permiten que los tRNA suministren los aminoácidos correctos durante la producción de proteínas. En cambio, los codones son unidades de trinucleótidos en el ADN o ARNm, que codifican un aminoácido específico en la síntesis de proteínas.
– Los anticodones son el enlace entre la secuencia de nucleótidos del ARNm y la secuencia de aminoácidos de la proteína. Por el contrario, los codones transfieren la información genética desde el núcleo donde se encuentra el ADN a los ribosomas donde se realiza la síntesis de proteínas.
– El anticodón se encuentra en el brazo Anticodon de la molécula de tRNA, a diferencia de los codones, que están ubicados en la molécula de ADN y ARNm.
– El anticodón es complementario al codon respectivo. En cambio, el codón en el ARNm es complementario a un triplete de nucleótidos de cierto gen en el ADN.
– Un tRNA contiene un anticodón. Por el contrario, un ARNm contiene una cantidad de codones.
La hipótesis del balanceo
La hipótesis del balanceo propone que las uniones entre el tercer nucleótido del codón del ARN mensajero y el primer nucleótido del anticodón del ARN de transferencia, son menos específicas que las uniones entre los otros dos nucleótidos del triplete.
Crick describió este fenómeno como un “balanceo” en la tercera posición de cada codón. Algo ocurre en esa posición que permite que las uniones sean menos estrictas de lo normal. También se le conoce como bamboleo o tamboleo.
Esta hipótesis del bamboleo de Crick explica cómo el anticodón de un ARNt dado puede aparearse con dos o tres codones de ARNm diferentes.
Crick propuso que, al ser el emparejamiento de bases (entre la base 59 del anticodón en ARNt y la base 39 del codón en ARNm) menos estricto de lo normal, se permite cierto “bamboleo” o afinidad reducida en este sitio.
Como resultado, un único ARNt a menudo reconoce dos o tres de los codones relacionados que especifican un aminoácido dado.
Normalmente, los enlaces de hidrógeno entre las bases de los anticodones de ARNt y los codones de ARNm siguen estrictas reglas de emparejamiento de bases solo para las dos primeras bases del codón. Sin embargo, este efecto no ocurre en todas las terceras posiciones de todos los codones de ARNm.
ARN y aminoácidos
Basándose en la hipótesis del bamboleo, se predijo la existencia de al menos dos ARN de transferencia para cada aminoácido con codones que exhiben degeneración completa, lo cual ha demostrado ser cierto.
Esta hipótesis también predijo la aparición de tres ARN de transferencia para los seis codones de serina. Efectivamente se han caracterizado tres ARNt para la serina:
- ARNt para la serina 1 (anticodón AGG) se une a los codones UCU y UCC.
- ARNt para la serina 2 (anticodón AGU) se une a los codones UCA y UCG.
- ARNt para la serina 3 (anticodón UCG) se une a los codones AGU y AGC.
Estas especificidades se verificaron mediante la unión estimulada de trinucleótidos de aminoacil-ARNt purificados, a ribosomas in vitro.
Finalmente, varios ARN de transferencia contienen la base inosina, que está hecha a partir de la purina hipoxantina. La inosina se produce por una modificación postranscripcional de la adenosina.
La hipótesis del bamboleo de Crick predijo que, cuando la inosina esté presente en el extremo 5’ de un anticodón (la posición de oscilación), se emparejaría con uracilo, citosina o adenina en el codón.
De hecho, alanil-ARNt purificado que contiene inosina (I) en la posición 5’ del anticodón se une a los ribosomas activados con trinucleótidos de GCU, GCC o GCA.
El mismo resultado se ha obtenido con otros tRNA purificados con inosina en la posición 5’ del anticodón. Por lo tanto, la hipótesis del bamboleo de Crick explica muy bien las relaciones entre los ARNt y los codones dado el código genético, el cual es degenerado pero ordenado.
Referencias
- Brooker, R. (2012). Concepts of Genetics (1st ed.). The McGraw-Hill Companies, Inc.
- Brown, T. (2006). Genomes 3 (3rd). Garland Science.
- Griffiths, A., Wessler, S., Carroll, S. & Doebley, J. (2015). Introduction to Genetic Analysis (11th ed.). W.H. Freeman
- Lewis, R. (2015). Human Genetics: Concepts and Applications(11th ed.). McGraw-Hill Education.
- Snustad, D. & Simmons, M. (2011). Principles of Genetics(6th ed.). John Wiley and Sons.