什么是密码子偏爱它是如何影响外源基因表

发表时间：2024-07-15 20:57:33 来源：网友投稿

生物体对密码子的偏爱性：

不同的生物甚至同种生物不同的蛋白编码基因，对于同一氨基酸所对应的简并密码子，使用频率并不相同，也就是说生物体基因对简并密码子的选择具有一定的偏爱性。决定这种偏爱性的因素有三：

A.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。

B.密码子与反密码子相互作用的自由能适中的作用强度最有利于蛋白质生物合成的迅速进行；弱配对作用可能使氨酰基tRNA分子进入核糖体A位需要总费更多的时间；而强配对作用则可能使转肽后核糖体在P位逐出空载tRNA分子耗费更多的时间。

如GGG、CCC、GCG、GGC、AAA、UUU、AUA、UAU等使用少；

如GUG、CAC、UCG、AGC、ACA、UGU、AUC、UUG等使用多；

C.细胞内tRNA的含量。

②密码子偏爱性对外源基因表达的影响

由于原核生物和真核生物基因组中密码子的使用频率具有不同程度的差异性，因另外源基因尤其是哺乳动物基因在大肠杆菌中高效翻译的一个重要因素是密码子的正确选择。一般而言有两种策略可以使外源基因上的密码子在大肠杆菌细胞中获得最佳表达：

A.外源基因全合成

B.同步表达相关tRNA编码基因

2．载体的选择

所用表达载体必须是大肠杆菌表达载体，含有大肠杆菌RNA聚合酶所能识别的启动子（如PL、tac、T7等）和SD序列。

(1)核糖体结合位点

外源基因在大肠杆菌细胞中的高效表达不仅取决于转录启动的频率，而且在很大程度上还与mRNA的翻译起始效率密切相关。大肠杆菌细胞中结构不同的mRNA分子具有不同的翻译效率，它们之间的差别有时可高达数百倍。mRNA翻译的起始效率主要由其5‘端的结构序列所决定，称为核糖体结合位点（RBS）

(2)大肠杆菌核糖体结合位点的特征

位于翻译起始密码子上游的6-8个核苷酸序列5’UAAGGAGG3’，即Shine-Dalgarno（SD）序列，它通过识别大肠杆菌核糖体小亚基中的16SrRNA3’端区域3’AUUCCUCC5’并与之专一性结合，将mRNA定位于核糖体上，从而启动翻译；

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