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密码子偏好性分析 说明什么问题 密码子偏好性研究

2024-05-15m.verywind.com
密码子的偏好性怎么理解?~

编码同一氨基酸的不同密码子称为同义密码,其差别仅在密码子的第3位碱基不同。
不同种属间使用同义密码的频率有很大差异,如人类基因中,丙氨酸(Ale)密码子多为GCA,GCC或GCT,而GCG很少使用。

不同的生物,甚至同种生物不同的蛋白质编码基因,对简并密码子使用频率并不相同,具有一定的偏爱性,其决定因素是:生物基因组中的碱基含量 在富含AT的生物(如单链DNA噬菌体fX174)基因组中,密码子第三位上的U和A出现的频率较高;而在GC 丰富的生物(如链霉菌)基因组中,第三位上含有G或C的简并密码子占90%以上的绝对优势。已知dnaG和rpoD(编码RNA聚合酶亚基)及rpsU(30S核糖体上的S21б蛋白)属于大肠杆菌基因组上的同一个操纵子,而这3个基因产物在数量上却大不相同,每个细胞内仅有dnaG产物50拷贝,而rpoD为2800拷贝,rpsU则高达40 000拷贝之多。
研究dnaG序列发现其中含有不少稀有密码子,也就是说这些密码子在其他基因中利用频率很低,而在dnaG中却很高。许多调控蛋白如LacI、AraC、TrpR等在细胞内含量也很低,编码这些蛋白的基因中密码子的使用频率和dnaG相似,而明显不同于非调节蛋白。高频率使用这些密码子的基因翻译过程极容易受阻,影响了蛋白质合成的总量。
细胞内对应于稀有密码子的tRNA较少,高频率使用这些密码子的基因翻译过程容易受阻,影响了蛋白质合成的总量。

核基因密码子使用偏好性分析

  赤芝(Ganoderma lucidum)是一种具有悠久药用历史的药用真菌,其主要活性成分灵芝三萜具有重要的药用价值,为了实现灵芝三萜的体外高效异源合成,就要首先了解赤芝的密码子使用特性,从而有针对性的提高关键酶基因在原核、真核表达系统中的表达量.通过密码子使用偏好分析,我们发现赤芝基因组总GC含量为59.5%,密码子第三位碱基GC 含量为70.6%,说明赤芝中偏好以GC 结尾的密码子,以转录组数据为基础的分析结果一致,表示在没有基因组数据的情况下,转录组分析密码子偏好性可行.通过计算,我们得到了赤芝中的22 个最优密码子,与大肠杆菌、酿酒酵母的密码子使用特性相比,大肠杆菌稀有密码子在赤芝基因中出现的频次较低,然后酿酒酵母稀有密码子在赤芝基因中出现的频次较高,显示其对外源赤芝基因的表达会产生一定的影响.

每一个物种都有其密码子使用的偏好性,在这个物种使用频率高的密码子在另一个物种里不一定高,如果两个密码子使用频率差很大,那么当这个外源基因插入到另一个物种中进行表达时(当然还要构建载体什么的,不赘述),蛋白的表达量就很低。在进行蛋白表达时,一定要考虑宿主菌的密码子偏好性,然后根据密码子的偏好性进行密码子的优化。

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