科普笔记05：Codon Usage bias 密码子偏爱

由于密码子的简并性，每个氨基酸至少对应1种密码子，最多有6种对应的密码子。不同物种、不同生物体的基因密码子使用存在着很大的差异。各种生物体似乎更偏爱使用某些同义三联密码子（即编码相同氨基酸的密码子）。

例子：在整个酵母基因组中，所有精氨酸的48%由密码子AGA确定，而其余五种编码精氨酸的同义密码子（CGT，CGC，CGA，CGG，和AGG）则以较低的大致相等的频率被使用（每种10%左右）。类似地，果蝇以完全不同的密码子使用偏性编码精氨酸，即比起其它五种选择（每一种的出现频率约为13%）来说，果蝇更倾向于使用密码子CGC（33%）。

原因：从生物学基础来看，不同的密码子使用密码子模式不同的形成可能与基因的GC含量有关。在一些单细胞生物如Escherichia coli、Saccharomyces cerevisiae中，高表达的基因密码子的使用偏性一般比较大。这些偏好可能与两个原因有关：一是避免使用类似终止密码子的密码子；二是这些偏好能够有效地翻译密码子，因为这些密码子对应于生物体中非常丰富的tRNA。无论导致这种偏好的原因到底是什么，不同生物的密码子使用偏性的差异可以非常大。