Perché la natura ha inventato tre codoni di stop del DNA e un solo codone di inizio?

Esaminiamo il codice genetico standard con tre codoni di stop. Supponendo che il periodo di sincronizzazione di lunghezza 3 nel DNA o nell’RNA sia violato durante i processi di trascrizione o traduzione, la probabilità di leggere un codone di stop frameshifted è maggiore che se il codice avesse un solo codone di stop. Di conseguenza, la sintesi dell’RNA o delle proteine terminerà presto. In questo modo, le cellule non producono proteine indesiderate e risparmiano essenzialmente energia. Questa ipotesi è stata testata sul genoma di Drosophila ricco di AT, dove il rilevamento di codoni di stop frameshifted è ancora più alto del valore teorico. Usando il teorema binomiale, stabiliamo la probabilità di leggere un codone di stop frameshifted entro n passi. Poiché il codice genetico è in gran parte ridondante, c’è ancora spazio per alcune funzioni secondarie nascoste di questo codice. In particolare, poiché i codoni di stop non contengono citosina, le mutazioni casuali C → U e C → T nella terza posizione dei codoni aumentano il numero di stop frameshifted nascosti e contemporaneamente vengono codificati gli stessi amminoacidi. Questo vantaggio evolutivo è dimostrato sui genomi di diverse specie semplici, ad esempio Escherichia coli.