Un lector, Charles, hace una buena pregunta:

Me he estado preguntando sobre esto por algún tiempo y no he podido encontrar una respuesta. En la producción de proteínas en un organismo que tiene un genoma diploidal, ¿ambas cadenas contribuyen a la producción de proteínas? En particular, ¿el segmento complementario de un gen traducido también se traduce? Me parece que sería un verdadero milagro si ese fuera el caso, ya que las posibilidades de que una secuencia sea útil y su complemento sea útil en la dirección inversa sería bastante pequeña.

Atentamente,
Charles

Mi respuesta:

Hola Charles

En realidad estás haciendo dos preguntas.

Cada uno de nosotros tiene dos conjuntos de cromosomas, como usted señaló. Usted pregunta si ambos conjuntos de genes pueden expresarse. Entonces, por ejemplo, si obtiene un gen para los ojos azules de su madre y un gen para los ojos marrones de su padre, ¿se expresan ambos? La respuesta es probablemente sí. Sin embargo, hay una excepción. En los mamíferos hembras, el cromosoma X es diferente. Una mujer tiene 2 cromosomas X y el hombre tiene 1 cromosoma X. Para igualar la cantidad de producto génico que se produce, la hembra inactiva uno de sus cromosomas X en cada célula. 1 X está desactivado (silenciado), y el otro está activo y se transcribe. La X que se activa en cada célula es aleatoria. Este método de compensación de dosis, como se le llama, es común a los mamíferos. Otros tipos de animales pueden hacerlo de manera diferente.

Pero eso está fuera de tema. Ahora probablemente sepa más de lo que quería sobre si los genes de cada cromosoma pueden expresarse. De hecho, pueden, y es un problema suficiente que haya formas de compensar las dosis de genes que son demasiado altas o demasiado bajas.

Ahora para la segunda parte de tu pregunta. Pregunta sobre la expresión de la cadena complementaria. Eso es diferente de hablar sobre el otro cromosoma. Cuando hablas de la cadena complementaria, estás hablando del mismo cromosoma, pero de la cadena opuesta del ADN. El ADN está formado por dos cadenas de nucleótidos que se ejecutan en direcciones opuestas y se enrollan una sobre la otra, la llamada doble hélice. Una cadena se ha denominado típicamente cadena de codificación porque se pensaba que casi todos los genes estaban codificados en esa cadena.

Pero a medida que las técnicas para detectar transcripciones han mejorado, y los científicos han comenzado a buscar «marcos de lectura alternativos», los están encontrando.

Si observa la figura en la parte superior de esta publicación, verá la secuencia de ADN de una mitocondria humana: AAATGAACGAAA y así sucesivamente. Arriba, en rojo, ves que los nucleótidos (ATCG) se han agrupado en tres, y una letra asignada a cada uno. Cada grupo de tres es un codón, y cada codón único especifica un aminoácido particular, indicado por las letras rojas: K W T K I, etc. Esa es la secuencia de proteínas que el ADN especifica para esa forma particular de leer el ADN. Esa forma de leer el ADN, con ese conjunto de grupos de tres, se llama marco de lectura, porque establece el marco para la forma en que leemos la información en el gen. En este caso, codifica la proteína ATP8.

Si el ADN fuera un código humano, sería inconcebible tener un código que pudiera leerse en más de un cuadro a la vez. Con esto quiero decir comenzar en un nucleótido y obtener una secuencia y comenzar en otro nucleótido y obtener otra secuencia con un significado diferente.

Pero eso es exactamente lo que sucede en este tramo de ADN mitocondrial. Mire debajo de los nucleótidos a un conjunto diferente de letras en azul. Observe que están desviados del primer marco de lectura por dos nucleótidos. Esto cambia la forma en que se leen los nucleótidos. El primer codón es ATG, el segundo AAC, etc. Y la proteína resultante, ATP6, tiene una secuencia muy diferente de la del primero, ATP8.

Y para los primeros también es posible comenzar en el capítulo complementario y obtener otra lectura en la dirección opuesta. Teóricamente es posible tener un código que lea en los seis cuadros, tres hacia adelante y tres hacia atrás. Vemos genes superpuestos en todo, desde virus hasta humanos, a veces compensados ​​entre sí en la misma cadena y, a veces, de la cadena complementaria.

Entonces, en respuesta a su pregunta, sí, es posible obtener algo de proteína de la cadena complementaria, así como de la «cadena de codificación». Puede tener más de una proteína producida a partir del mismo tramo de ADN, y yo ni siquiera mencioné el empalme todavía … pero lo dejaré para otro momento.

¡Esto es increíble! Aquí tenemos múltiples significados que se leen de un tramo de código digital. Aquí hay combinaciones A T C G, pero en una computadora sería 01001, etc. ¿Alguien puede escribir una cadena de 0s y 1s que pueda leerse en diferentes marcos y que cada una de esas lecturas tenga sentido?

Solo un genio del diseño podría hacerlo.

Artículo publicado originalmente en inglés por Ann Gauger Ph.D.