果蠅基因組中內含子數(shù)目與密碼子使用偏性的關系.pdf

1、密碼子使用偏性是指生物體中編碼同一種氨基酸的同義密碼子的非均勻使用現(xiàn)象。在后基因組時代的今天，大量的研究表明從原核生物基因組到真核生物基因組密碼子使用偏性廣泛存在，并且已經(jīng)提出了“選擇一突變一漂變(selection-mutation-drift)”理論來解釋密碼子偏性的進化機制。已經(jīng)知道在大多數(shù)細菌、酵母和果蠅等基因組中同義密碼子趨向于使用以G-或C-結尾的密碼子。這些密碼子是稍微有利的，因為它們對應了相應基因組中的tRNA豐度分布，

2、從而有利于基因編碼產(chǎn)物的高效合成?！斑x擇一突變一漂變”理論的一個重要推論是，如果一個基因經(jīng)歷了較強的選擇壓力(如高表達)，那么它應該有更大的密碼子使用偏性。 真核生物基因遠比原核基因復雜，大多數(shù)真核基因的編碼區(qū)域是非連續(xù)的，編碼區(qū)域被內含子分割為若干個小片段。最近，一個群體遺傳理論研究表明，內含子的插入可能是稍微有害的(Lynch 2002)。因此，如果一個基因經(jīng)歷了較強的選擇壓力，那么它應該有較少的內含子。根據(jù)以上的兩個推論

3、，我們可以預測一個基因的內含子數(shù)目與密碼子使用偏性應該有一個負相關關系。本文的目的就是利用模式生物果蠅基因組信息證明這一預測。 我們的結果表明果蠅基因內含子數(shù)與密碼子使用偏性有顯著關系，隨著內含子數(shù)目的增加，基因中的GC(包含內含子)含量及密碼子使用偏性(the scaled X<'2>值減小，N<,c>值增大)隨之減小，而GC3與GC3s及密碼子適應系數(shù)(CAI)值先隨著內含子數(shù)的增加而增大，在內含子數(shù)為2時最大，然后隨內含

4、子數(shù)的增加而減小。對于只有一個內含子的基因，內含子插入位點的不同對GC含量及密碼子使用偏性也有影響，內含子插入位點離起始密碼子距離越遠，基因中的GC含量、CDS的GC含量及密碼子使用偏性也越小。 對于作為蛋白質翻譯終止信號的終止密碼子，統(tǒng)計結果顯示：在沒有內含子的基因中，終止密碼子的使用具有極大的偏好性，隨著內含子數(shù)的增加，這種偏好性逐漸減弱，但仍然偏好于使用TAA作為終止密碼子，其次是TAG，TGA的使用量最少，終止密碼子的