코돈 퇴행
Codon degeneracy코돈의 퇴행성 또는 중복성은[1] 아미노산을 지정하는 3-베이스 쌍 코돈 조합의 다중성으로 나타나는 유전 코드의 중복성이다. 유전자 코드의 퇴행성은 동의어 돌연변이의 존재를 설명하는 것이다.[2]: Chp 15
배경
유전자 코드의 퇴행성은 라거크비스트에 의해 확인되었다.[3] 예를 들어, 코돈 GAA와 GAG는 둘 다 글루탐산을 지정하고 중복성을 나타내지만, 다른 아미노산을 지정하지 않기 때문에 모호하지 않거나 모호하지 않다.
하나의 아미노산을 인코딩하는 코돈은 그들의 세 가지 위치 중 어느 하나에서나 다를 수 있다. 그러나 종종, 이 차이는 두 번째 또는 세 번째 위치에 있다.[4] For instance, the amino acid glutamic acid is specified by GAA and GAG codons (difference in the third position); the amino acid leucine is specified by UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG codons (difference in the first or third position); and the amino acid serine is specified by UCA, UCG, UCC, UCU, AGU, AGC (difference in the first, second, or third p오션[2]: 521–522
퇴행성은 암호화된 아미노산보다 코돈이 더 많기 때문에 발생한다. 예를 들어, 코돈당 2개의 염기가 있다면 (4²=16)에 대해 16개의 아미노산만 코딩할 수 있다. 적어도 21개의 코드가 필요하기 때문에(20개의 아미노산+스톱) 다음으로 많은 염기 수는 3개이기 때문에 4 then은 64개의 가능한 코돈(codon)을 주는데, 이는 어떤 퇴보성이 존재해야 한다는 것을 의미한다.[2]: 521–522
시사점
이러한 유전 코드의 특성 때문에 점 변이에 대한 내결함성이 높아진다. 예를 들어, 이론적으로, 네 개의 퇴화 코돈은 세 번째 위치에서 어떤 점 돌연변이를 견딜 수 있지만, 비록 코돈 사용 편견은 많은 유기체에서 실제로 이것을 제한한다; 두 개의 퇴화 코돈은 세 번째 위치에서 미센스나 넌센스 점 돌연변이를 견딜 수 있다. 전이 돌연변이(purine to purine, Pyrimidine to pyrimidine 돌연변이로 푸린 또는 피리미딘 to pyrimidine)가 전이(purine to pyrimidine 또는 그 반대) 변이 될 가능성이 높기 때문에, 두 가지 퇴화현장에서 청진 또는 피리미딘의 균등성이 추가적인 결함 허용을 추가한다.[2]: 531–532
중복성의 실제적인 결과는 유전 코드의 일부 오류는 아미노산의 등가 대체에 의해 친수성 또는 친수성이 유지되기 때문에 단백질에 영향을 주지 않는 돌연변이 또는 오류만을 야기하는 것이다. 예를 들어 NUN의 코돈(N = 모든 뉴클레오티드)은 친수성 아미노산을 코딩하는 경향이 있다.s. NCN은 크기가 작고 수분이 보통인 아미노산 잔류물을 산출하며, NAN은 평균 크기의 친수성 잔류물을 암호화한다.[5][6] 이러한 경향은 이러한 코돈과 관련된 아미노산 tRNA 합성물의 공통 조상에서 비롯될 수 있다.
이러한 아미노산의 가변 코드는 tRNA의 안티코돈 1 베이스에 변형된 베이스 때문에 허용되며, 형성된 베이스 페어(base-pair)는 흔들리는 베이스 페어(base pair)라고 불린다. 변경된 베이스에는 이노신과 논 왓슨크릭 U-G 베이스페어가 포함된다.[7]
용어.
코돈의 위치는 이 위치에서 4개의 가능한 뉴클레오티드(A, C, G, T) 중 n개만 동일한 아미노산을 지정하면 n배 퇴화현장이 된다고 한다. 4배 퇴화현장에서 뉴클레오티드 대체는 동의어 뉴클레오티드 대체라고 하는 반면,[2]: 521–522 뉴클레오티드 대체는 퓨린을 피리미딘으로 바꾸는 것을 수반하는, 또는 그 반대의 경우도 비동기식 전이 대체물이다.[2]: 521–522
코돈의 위치는 이 위치에서 어떤 돌연변이가 아미노산 치환으로 귀결되는 경우 퇴화되지 않는 부위라고 한다. 4개의 뉴클레오티드 중 3개로 바꾸는 것이 아미노산에는 아무런 영향을 미치지 않을 수 있는 3배 퇴화 현장은 단 하나뿐이며, 4번째 가능한 뉴클레오티드로 바꾸는 것은 항상 아미노산 치환을 초래한다. 이것이 이졸레우신 코돈의 세 번째 위치다. AUU, AUC 또는 AUA는 모두 이졸레우신(isoleucine)을 인코딩하지만 AUG는 메티오닌을 인코딩한다. 계산에서 이 위치는 종종 2배 퇴화된 부지로 취급된다.[2]: 521–522
세린, 루신, 아르기닌 등 6개의 다른 코돈으로 인코딩된 3개의 아미노산이 있다. 오직 두 개의 아미노산만이 각각 하나의 코돈으로 지정된다. 그 중 하나는 아미노산 메티오닌으로, 이 메티오닌은 코돈 AUG에 의해 지정되고, 다른 하나는 코돈 UGG에 의해 지정되는 트립토판이다.
| 아미노산 | DNA 코돈 | 압축된 | 아미노산 | DNA 코돈 | 압축된 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 알라, A | GCU, GCC, GCA, GCG | GCN | 일레, 나 | AUC, AUC, AUA | AUH | |
| 아그, R | CGU, CGC, CGA, CGG; AGA, AGG | CGN, ARG 또는 CGY, MGR | Leu, L | CUU, CUC, CUA, CUG, UUG | CON, UUR 또는 CUY, YUR | |
| Asn, N | AAU, AAC | AAY | 리스, K | AAA, AAG | AAR | |
| 아스프, D | GAU, GAC | 게이 | Met, M | 8월 | ||
| Asn 또는 Asp, B | AAU, AAC; GAU, GAC | 레이 | PHE, F | UUU, UUC | UUY | |
| Cys, C | UGU, UGC | UGY | 프로, P | CCU, CCC, CCA, CCG | CCN | |
| 글렌, Q | CAA, CAG | 자동차 | 세르, S | UCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGU, AGC | UCN, AGY | |
| 글루, E | GAA, GAG | GAR | 스르, T | ACU, ACC, ACA, ACG | ACN | |
| Gln 또는 Glu, Z | CAA, CAG; GAA, GAG | SAR | TRP, W | 어그 | ||
| 글리, G | GGU, GGC, GGA, GGG | GGN | Tyr, Y | UAU, UAC | UAY | |
| his, h | CAU, CAC | 케이 | 발, 브이 | GU, GUC, GUA, GUG | 총 | |
| 시작 | 8월 | 스톱 | UAA, UGA, UAG | URA, UAR | ||
참고 항목
참조
- ^ "The Information in DNA Determines Cellular Function via Translation Learn Science at Scitable". www.nature.com. Retrieved 2021-07-14.
- ^ a b c d e f g Watson JD, Baker TA, Bell SP, Gann A, Levine M, Oosick R (2008). Molecular Biology of the Gene. San Francisco: Pearson/Benjamin Cummings. ISBN 978-0-8053-9592-1.
- ^ 라거크비스트, 미국(1978년). "3명 중 2명: 코돈 판독을 위한 대안적 방법", PNAS, 75:1759-62.
- ^ Lehmann, J; Libchaber, A (July 2008). "Degeneracy of the genetic code and stability of the base pair at the second position of the anticodon". RNA. 14 (7): 1264–9. doi:10.1261/rna.1029808. PMC 2441979. PMID 18495942.
- ^ Yang; et al. (1990). Michel-Beyerle, M. E. (ed.). Reaction centers of photosynthetic bacteria: Feldafing-II-Meeting. Vol. 6. Berlin: Springer-Verlag. pp. 209–18. ISBN 3-540-53420-2.
- ^ Füllen G, Youvan DC (1994). "Genetic Algorithms and Recursive Ensemble Mutagenesis in Protein Engineering". Complexity International. 1. Archived from the original on 2011-03-15.
- ^ Varani G, McClain WH (July 2000). "The G x U wobble base pair. A fundamental building block of RNA structure crucial to RNA function in diverse biological systems". EMBO Rep. 1 (1): 18–23. doi:10.1093/embo-reports/kvd001. PMC 1083677. PMID 11256617.
