La diferencia entre codones y código genético
El código genético está compuesto por 64 codones, por lo que esencialmente no existe diferencia entre codones y códigos genéticos.
1. El código genético es un código triplete: un codón consta de tres bases adyacentes en el ácido ribonucleico mensajero (ARNm). Los codones son universales y los diferentes codones biológicos son básicamente iguales, es decir, solo se utiliza un conjunto de codones.
2. No hay coma en el código genético: no hay signo de puntuación entre los dos codones, no hay nucleótidos no codificantes entre los codones y el código de lectura debe seguir un marco de lectura determinado. , comenzando desde el punto de partida correcto y leyendo la señal de terminación sin perder el ritmo. Los codones genéticos no se superponen y dos codones adyacentes cualesquiera en una cadena de polinucleótidos no utilizan ningún nucleótido.
3. Los codones son degenerados: excepto la metionina y el triptófano, cada aminoácido tiene al menos dos codones. Esto puede, hasta cierto punto, evitar que la secuencia de aminoácidos provoque errores de aminoácidos debido a la sustitución accidental de una determinada base.
Información ampliada:
Aplicación:
Mejora de la expresión heteróloga de genes
El gen diana se puede predecir analizando el uso de codones. patrón El mejor huésped; o utilizar métodos de ingeniería genética para proporcionar el patrón de uso de codones óptimo para la expresión del gen diana. Tres métodos diferentes tienen como objetivo utilizar el sesgo de codones para mejorar la expresión de genes heterólogos.
Efecto de inicio de la traducción
La concentración de ARNm es uno de los principales factores que afectan la tasa de inicio de la traducción. Los codones afectan directamente la eficiencia de la transcripción y determinan la concentración de ARNm. Por ejemplo, el sesgo de codones en la "región de inicio de la traducción" de plantas monocotiledóneas es mayor que en la "región de terminación de la traducción", lo que implica que el uso de codones en la "región de inicio de la traducción" es más importante para mejorar la eficiencia y precisión de traducción de proteínas Por lo tanto, se espera que sea posible modificar la secuencia de ADN en el extremo 5' de la región codificante para aumentar el nivel de expresión de la proteína.
Afecta a la estructura y función de las proteínas
El sesgo de codones de un gen está relacionado con la región conectora del dominio proteico codificado y la región conectora de la unidad estructural secundaria La traducción. La tasa está determinada por la región de conexión. Ma Jianmin y otros descubrieron mediante análisis de conglomerados que el sesgo de codones de los genes MHC de los mamíferos está estrechamente relacionado con la estructura terciaria de la proteína codificada y puede cambiar la conformación espacial de la proteína codificada al afectar la velocidad de traducción de diferentes regiones del ARNm. La unidad estructural de proteína seleccionada para su investigación es la huella digital de proteína, que también es en gran medida una unidad funcional de proteína, lo que indica que el sesgo de codones también está estrechamente relacionado con la función de la proteína. Cambiar los patrones de uso de codones puede alterar selectivamente la estructura y función de una proteína específica.
Función de posicionamiento del gen
El patrón de uso de codones también difiere entre el material genético nuclear y citoplasmático. Por ejemplo, el codón de inicio en los genes nucleares es solo ATG, mientras que en los genes mitocondriales el codón de inicio. es ATN; el codón de parada TGA en genes nucleares se utiliza para codificar triptófano en genes mitocondriales. Por lo tanto, la ubicación de los ribosomas eucariotas en las células y los genes de proteínas desconocidos en el genoma se pueden determinar comparando los patrones de uso de codones.
Predecir patrones evolutivos
Patrones de uso de codones similares indican relaciones genéticas o entornos de vida similares de las especies. En la actualidad, se han realizado estudios para analizar la relación genética y el proceso evolutivo entre especies comparando las diferencias en el sesgo de codones. El genoma mitocondrial tiene las ventajas de herencia materna, estructura molecular simple y rico polimorfismo. Es un marcador molecular importante. El estudio de su preferencia de uso de codones puede utilizarse para determinar la diferenciación genética y las relaciones filogenéticas de los grupos animales.
Referencia: Enciclopedia Baidu-Codon