Preferencia de los organismos por los codones:
Diferentes organismos, o incluso diferentes genes codificadores de proteínas de la misma especie, utilizan la frecuencia de codones degenerados correspondientes al mismo aminoácido. no son iguales, lo que significa que los genes de los organismos tienen cierta preferencia por la selección de codones degenerados. Hay tres factores que determinan esta preferencia:
A. El contenido de bases en el genoma biológico.
En el genoma de organismos ricos en AT (como el fago de ADN monocatenario fX174). ), el código U y A en la tercera posición de los codones aparecen con mayor frecuencia, y en los genomas de organismos ricos en GC (como Streptomyces), los codones degenerados que contienen G o C en la tercera posición representan más del 90% de los total.
B. La intensidad moderada de la energía libre de la interacción entre el codón y el anticodón es más propicia para el rápido progreso de la biosíntesis de proteínas; el efecto de emparejamiento débil puede requerir que la molécula de aminoacil ARNt ingrese a la A; sitio del ribosoma Se necesita más tiempo; y el fuerte efecto de emparejamiento puede hacer que el ribosoma expulse la molécula de ARNt vacía en la posición P después de la transpeptidación y pase más tiempo.
Como GGG, CCC, GCG, GGC, AAA, UUU, AUA, UAU, etc., rara vez se utilizan.
Como GUG, CAC, UCG, AGC, ACA, Se utilizan más UGU, AUC, UUG, etc.
C.
②El impacto del sesgo de codones en la expresión de genes exógenos
Debido a que la frecuencia de uso de codones en genomas procarióticos y eucariotas tiene diversos grados de diferencia, por lo tanto, exógenos Un factor importante para una eficiencia La traducción de genes, especialmente genes de mamíferos, en E. coli es la elección correcta de codones. En términos generales, existen dos estrategias para lograr la expresión óptima de codones en genes extraños en células de E. coli:
A. Síntesis total de genes extraños
B. genes codificantes
2. Selección del vector
El vector de expresión utilizado debe ser un vector de expresión de E. coli que contenga un promotor (como PL, tac, T7, etc.) y una secuencia SD que pueda ser reconocida por la ARN polimerasa de E. coli. .
(1) Sitio de unión al ribosoma
La expresión eficiente de genes extraños en células de E. coli no sólo depende de la frecuencia de inicio de la transcripción, sino que también depende, en gran medida, de en el ARNm La eficiencia de inicio de la traducción está estrechamente relacionada. Las moléculas de ARNm estructuralmente diferentes en las células de E. coli tienen diferentes eficiencias de traducción y la diferencia entre ellas a veces puede ser cientos de veces mayor. La eficacia de inicio de la traducción del ARNm está determinada principalmente por la secuencia estructural en su extremo 5', denominada sitio de unión al ribosoma (RBS)
(2) Características del sitio de unión al ribosoma de E. coli
La secuencia de 6-8 nucleótidos 5' UAAGGAGG 3', situada aguas arriba del codón de inicio de la traducción, es la secuencia Shine-Dalgarno (SD), que reconoce el ARNr 16S 3' en la subunidad pequeña del ribosoma de E. coli 3' AUUCCUCC 5' y se une específicamente a ella, posicionando el ARNm en el ribosoma, iniciando así la traducción;