密碼子結構與胺基酸側鏈析性之間也有一定關係

2020-12-03 曉趣歷史說

遺傳密碼具有以下幾種特點:

(1)起始碼與終止碼(Initiation codon and termination codon):

密碼子AUG是起始密碼,代表合成肽鏈的第一個胺基酸的位置,它們位於mRNA5′末端,同時它也是蛋氨酸的密碼子,因此原核生物和真核生物多肽鏈合成的第一個胺基酸都是蛋氨酸,當然少數細菌中也用GUG做為起始碼。在真核生物CUG偶爾也用作起始蛋氨酸的密碼。密碼子UAA,UAG,UGA是肽鏈成的終止密碼,不代表任何胺基酸,它們單獨或共同存在於mRNA3』末端。因此翻譯是沿著mRNA分子5′→3′方向進行的。

(2)密碼無標點符號:兩個密碼子之間沒有任何核苷酸隔天,因此從起始碼AUG開始,三個鹼基代有一個胺基酸,這就構成了一個連續不斷的讀框,直至終止碼。如果在讀框中間插入或缺失一個鹼基就會造成移碼突變,引起突變位點下遊氨基排列的錯誤。

(3)密碼的簡併性(Degemeracy):

一種胺基酸有幾組密碼子,或者幾組密碼子代表一種胺基酸的現象稱為密碼子的簡併性,這種簡併性主要是由於密碼子的第三個鹼基發生擺動現象形成的,也就是說密碼子的專一性主要由前兩個鹼基決定,即使第三個鹼基發生突變也能翻譯出正確的胺基酸,這對於保證物種的穩定性有一定意義。如:GCU,GCC,GCA,GCG都代表丙氨酸。

(4)密碼的通用性:

大量的事實證明生命世界從低等到高等,都使用一套密碼,也就是說遺傳密碼在很長的進化時期中保持不變。因此這張密碼錶是生物界通用的。然而,出乎人們預料的是,真核生物線粒體的密碼子有許多不同於通用密碼,例如人線粒體中,UGA不是終止碼,而是色氨酸的密碼子,AGA,AGG不是精氨酸的密碼子,而是終止密碼子,加上通用密碼中的UAA和UAG,線粒體中共有四組終止碼。內部甲硫氨酸密碼子有兩個,即AUG和AUA;而起始甲硫氨酸密碼子有四組,即AUN。

密碼子結構與胺基酸側鏈析性之間也有一定關係。①胺基酸側鏈極性性質在多數情況下由斷面子的第二個鹼基決定。第二個鹼基為嘧啶(Y)時,胺基酸側鏈為非極性,第二個鹼基為嘌呤時,胺基酸側鏈則有極性。②當第一個鹼基為U或A,第二個鹼基為C,第三個鹼基無特異性時,所決定的胺基酸側鏈為極性不帶電。③當第一個鹼基不是U,第二個鹼基是P時,胺基酸側鏈則帶電。在此前提下,若是一個是C或A時,表示帶正電的胺基酸,第一、二個鹼基分別是G、A時,此種氨革酸帶負電,但上述關係也有個別例外。

一種胺基酸由多種密碼子所編碼的事實使人想到:同一種胺基酸的一組密碼子的使用頻率是否相同?許多實驗證實,在原核生物和高等真核生物中同一組密碼子的使用頻率是不相同的。高頻密碼子多出現在那些表達量高的蛋白質基因中,例如,核糖體蛋白質基因,RecA蛋白質基因等。表18-2。這種使用頻率與細胞內一組tRNA中的不同tRNA含量有關。

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