氨基酸密碼子表及偏好性(2022-05-03)

密碼子(codon)是指信使RNA(mRNA)分子中每相鄰的三個核苷酸編成一組,在蛋白質(zhì)合成時,代表某一種氨基酸的規(guī)律饼灿。

? 信使RNA在細胞中能決定蛋白質(zhì)分子中的氨基酸種類和排列次序其掂。信使RNA分子中的四種核苷酸(ATCG)的序列能決定蛋白質(zhì)分子中的20種氨基酸的序列缤底。而在信使RNA分子上的三個堿基能決定一個氨基酸嗅定。

? 起始密碼子(iniation codon):指定蛋白質(zhì)合成起始位點的密碼子自娩。最常見的起始密碼子是甲硫氨酸或纈氨酸密碼。

一渠退、不同生物的密碼子使用偏好不同

? 三聯(lián)密碼子一共有4×4×4=64個椒功,而構成生物的氨基酸僅有20個(外加1個終止密碼子)。這意味著智什,有許多密碼子,編碼著同一個氨基酸丁屎。比如說荠锭,UUA、UUG晨川、CUU证九、CUC、CUA和CUG均編碼亮氨酸共虑。這種現(xiàn)象愧怜,稱為密碼子的簡并性。

? 但這是否意味著妈拌,生物可以隨便更換密碼子拥坛、反正只要編碼同一個氨基酸就好呢蓬蝶?

? 并不是!

? 不同生物使用各種密碼子的頻率猜惋,是不同的丸氛。同樣是編碼亮氨酸,在釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中著摔,使用UUU缓窜、UUA和UUG的幾率是最高的,每1000個密碼子中谍咆,這三個密碼子就會出現(xiàn)大于26次禾锤。而在人類(Homo sapiens)中,使用UUA編碼亮氨酸的概率是比較低的摹察,每1000個密碼子中只會出現(xiàn)不到8次恩掷。這種現(xiàn)象,稱為密碼子使用偏好性(codon usage bias)港粱。

? 如果隨意更換同義的密碼子螃成,會產(chǎn)生各種問題。比如說查坪,同樣都是編碼亮氨酸寸宏,假如將UUA換成CUG,就會顯著改變GC比偿曙。這不光會影響基因組的穩(wěn)定性氮凝,還會導致轉錄出來的mRNA的二級結構發(fā)生變化。同時望忆,由于密碼子偏好與tRNA池是共進化的罩阵,因此,更換了同義的密碼子启摄,而tRNA基因或者豐度卻沒有隨著發(fā)生變化的話稿壁,就會影響蛋白質(zhì)的翻譯速度。再有歉备,由于蛋白質(zhì)是可以邊翻譯邊折疊的傅是。因此,翻譯速度的變化蕾羊,也會影響蛋白質(zhì)的折疊喧笔。

? 目前,有一些人類疾病龟再,被認為與DNA的同義突變(synonymous mutations)具有相關性书闸。

? 這同時也告訴我們,在實驗中利凑,如果想在A生物中表達B生物的蛋白浆劲,往往需要考慮密碼子的優(yōu)化嫌术,將B生物的基因DNA序列,改成適合A生物的密碼子使用偏好梳侨,否則表達效率會降低蛉威,甚至表達不出來。

二走哺、核基因組與線粒體蚯嫌、葉綠體基因組使用的密碼子表不同

? 是的,你沒看錯丙躏,線粒體和核基因組所使用的密碼子表择示,是存在差異的。原因就是在標準的密碼子表中晒旅,AGA和AGG編碼精氨酸栅盲,但在脊椎動物的線粒體中,這兩個密碼子卻是終止密碼子废恋。而標準密碼子表中的終止密碼子UGA谈秫,在脊椎動物的線粒體中,卻是編碼色氨酸鱼鼓。

? 所以拟烫,我們?nèi)cbi做orf的時候,必須要根據(jù)基因的類別選擇密碼子

? 最常用就是通用的迄本,比如選擇1.

但是如果是做線粒體硕淑,那就要選擇5.無脊椎線粒體密碼子編碼

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