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研究人員發現密碼子包含蛋白質合成速度信息
點擊次數：731 發布時間：2015-3-27
研究人員發現密碼子包含蛋白質合成速度信息
ELISA試劑盒加州大學的研究人員發現了隱藏在遺傳密碼中以前從未被認識到的信息。他們的這一發現得歸功于加州大學開發的一種叫做核糖體作圖（ribosome profiling）的技術，該技術可對活細胞內的基因活性進行測定—包括基因所編碼的蛋白質翻譯的速度。
通過對細菌中蛋白石產生的速度進行測定，該研究團隊發現，細微的遺傳變化都會帶來強烈的影響，即便是看起來并不怎么重要的、被稱為“無表型突變"—即對基因中的某個堿基進行替換而不改變zui終的基因產物—的遺傳改變也是如此。令人驚訝的是，科學家們發現這些改變可導致蛋白質速率降低到正常速度的十分之甚至更低。
發表在Nature上的 研究論文稱，這種速率的變化是由冗余密碼子—組成遺傳密碼一部分的小段DNA—中所包含的信息引起的。它們被認為是“冗余的"是因為它們此前被認為其含有的信息只是簡單重復，而非*的結構。
該新發現挑戰了生物學中盛行了半個世紀的基本假說。ELISA試劑盒這還可能幫助加速蛋白質的工業，這對于生物燃料以及用于治療許多常見疾病（從糖尿病到癌癥）的生物藥的來說影響深遠。
“遺傳密碼一直被認為存在富余現象，但冗余密碼子顯然并非*一樣，"加州大學霍華德?休斯醫學研究所的Jonathan Weissman博士說。他說道：“我們以前對該規則了解不多。"
不過現在新的研究表明，自然選擇也在冗余密碼子中基于遺傳速度及遺傳意義而發生著。
舉個相似的例子，一個人在向朋友發短信時可能選擇用“NP"帶代替“No problem"。這兩者所代表的意思是一樣的，但是打NP明顯要比打No problem快的多。
關于DNA密碼子
地球上的所有生命都將遺傳信息儲存在DNA中（某些病毒將遺傳信息存在RNA中）并將DNA所攜帶的信息表達為蛋白質，以此而構建細胞組分、執行生命的遺傳指令。
地球上所有器官中的所有組織中的每一個活細胞都在持續地進行基因表達并翻譯為蛋白質，貫穿著每個生命的整個生命周期。我們所消耗的大量能量無非就是這些基本過程所提供的。
遺傳信息是一套基本的指導DNA翻譯為蛋白質的通用指令信息。DNA基因由四種被稱為堿基或核苷酸（通常由A、G、C、T四個字母表示）組成。但是蛋白質是由20種不同的氨基酸組成的。
要編碼所有20種氨基酸，遺傳密碼需要每次讀取基因上3個堿基來對應蛋白質中的一個氨基酸。這種三聯的DNA堿基就被稱為密碼子。不過由于四種堿基進行三三組合可形成64種可能的組合，而生命所需的氨基酸僅20種，密碼子的數量超過了需求量。故同一種氨基酸會對應著這64個密碼子中的數個密碼子。
科學家們50年前就知道了這種密碼子的富余現象，但是直到zui近幾年，越來越多生物（從家養的犬類到野生的老鼠）的基因組被解碼，科學家們已經意識到，并非所有富余的密碼子都發揮等同的作用。
ELISA試劑盒許多的生物會明顯偏好編碼同一個氨基酸的數個密碼子中的其中一個，即便是在不管選用哪個密碼子其結構都相同的情況下。這就出現一個無法回避的問題：既然富余的密碼子作用都是一樣的，為什么自然選擇會對其中一個有偏好。新的研究地回答了這個問題。