遺傳密碼是由64個密碼子組成的,所以在本質上密碼子和遺傳密碼沒有區別。
1、遺傳密碼子是三聯體密碼:壹個密碼子由信使核糖核酸(mRNA)上相鄰的三個堿基組成。密碼子具有通用性,不同的生物密碼子基本相同,即***用壹套密碼子。
2、、 遺傳密碼子無逗號:兩個密碼子間沒有標點符號,密碼子與密碼子之間沒有任何不編碼的核苷酸,讀碼必須按照壹定的讀碼框架,從正確的起點開始,壹個不漏地壹直讀到終止信號。遺傳密碼子不重疊,在多核苷酸鏈上任何兩個相鄰的密碼子不***用任何核苷酸。
3、 密碼子具有簡並性:除了甲硫氨酸和色氨酸外,每壹個氨基酸都至少有兩個密碼子。這樣可以在壹定程度內,使氨基酸序列不會因為某壹個堿基被意外替換而導致氨基酸錯誤。
擴展資料:
應用:
提高基因的異源表達
可通過分析密碼子使用模式,預測目的基因的最佳宿主;或者應用基因工程手段,為目的基因表達提供最優的密碼子使用模式。3種不同的方式,目的都是利用密碼子偏性來提高異源基因的表達。
翻譯起始效應
mRNA濃度是翻譯起始速率的主要影響因素之壹,密碼子直接影響轉錄效率,決定mRNA濃度。如單子葉植物在“翻譯起始區”的密碼子偏性大於“翻譯終止區”,暗示“翻譯起始區”的密碼子使用對提高蛋白翻譯的效率和精確性更為重要,因此,通過修飾編碼區5′端的DNA序列,來提高蛋白質的表達水平將有望成為可能。
影響蛋白質的結構與功能
基因的密碼子偏性與所編碼蛋白質結構域的連接區和二級結構單元的連接區有關、翻譯速率在連接區會降低。馬建民等通過聚類分析的方法研究發現,哺乳動物MHC基因的密碼子偏性與所編碼蛋白質的三級結構密切相關,並可通過影響mRNA不同區域的翻譯速度,來改變編碼蛋白質的空間構象。其研究所選取的蛋白結構單位是蛋白指紋,它在很大程度上也是壹種蛋白功能單位,表明密碼子偏性與蛋白的功能也存在密切相關。改變密碼子使用模式可目的性改變特定蛋白質的結構與功能。
基因定位功能
密碼子的使用模式在細胞核和細胞質遺傳物質之間也存在差異,如核基因中的起始密碼子只有ATG,而線粒體基因中的起始密碼子為ATN;核基因中的終止密碼子TGA在線粒體基因中用來編碼色氨酸等。因此,可以通過比較密碼子的使用模式,來進行真核生物核糖體在細胞內以及未知蛋白基因在基因組的定位。
預測進化規律
類似的密碼子使用模式,預示著物種相近的親緣關系或生存環境。目前已有研究通過比較密碼子偏性的差異程度,來分析物種間的親緣關系和進化歷程。線粒體基因組具有母系遺傳、分子結構簡單、多態性豐富等優點,是壹種重要的分子標記,研究其密碼子使用偏好性,可以很好地用於確定動物類群的遺傳分化和系統發生關系。
參考資料: