8
首批密码子 GGC 与 GCC
HYC-1979Lesson 7: Translation, Which, Acids
00:00

在富含 GC 的原始密码中提出的第一对密码子是 5'-GGC 和 5'-GCC。这一选择并非随意为之:它源于核苷酸配对的物理化学特性,以及在错误阈值允许稳定信息得以维持之前对高保真复制的需求。

GGC 和 GCC 都富含 GC,仅由鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)组成。G:C 碱基对由三个氢键稳定,而 A:U 对只有两个氢键。这使得富含 GC 的序列在模板复制过程中更不易出错。在错误率较高的早期复制中,使用富含 GC 的密码子有助于使编码框保持在错误阈值以下——即仍能维持功能性遗传信息的最大错误率。

此外,5'-GGC 和 5'-GCC 在反向平行链上互为反向互补序列。这意味着一条链上的 GGC 密码子会与对侧链上的 GCC 密码子配对,形成稳定的富含 GC 的双链。这种晶格结构能够支撑重复序列基序并促进复制。

该编码框内罕见的 A 或 U 取代被视为缺陷或突变。它们引入了较弱的配对,被认为代表了第一对密码子所必须抵抗的突变压力。随着时间推移,其中一些缺陷可能具有选择优势,但在最初,它们是需要被尽量减少的错误。

富含 GC 的密码子晶格:GGC/GCC 重复富含 GC 的密码子晶格:GGC/GCC 重复5′-GGC 与 5′-GCC 在反向平行链上互为反向互补序列反向平行链 · 重复的 GGC 与 GCC 三联体模块GGGGGGGCCCCACCCCCCCGGGGU5′3′3′5′罕见的 A:U 取代 = 缺陷(2 个氢键)G:C 对 — 3 个氢键GC每对含三个氢键。配对更强 → 错误更少。A:U 对 — 2 个氢键AU每对仅有两个氢键。配对较弱 → 缺陷。

要点

  • 第一对密码子是 5'-GGC 和 5'-GCC。
  • 这两个密码子都富含 GC,从而避免了易出错的富含 A/U 的替代方案。
  • GC 含量与高保真模板复制相兼容,有助于使编码框保持在错误阈值以下。
  • GGC 与 GCC 互为反向互补序列,可支撑稳定的富含 GC 双链基序。
  • 该编码框中的 A/U 取代被视为缺陷或突变。