تفضيل الكودون
تفضيل الكودون أو تحيز استخدام الكودون (بالإنجليزية: Codon preference) هو الاختلاف في تواتر ظهور الكودونات الترادفية في منطقة مشفرة من الجينوم، أو تفضيل الكائنات لاستخدام كودون معين من عدة كودونات تشفر نفس الحمض الأميني.[1][2]
عموما، الشيفرة الجينية منحفظة بين الكائنات لكن تفضيل الكودون مختلف بينها، وخياراتها مختلفة في استخدام الكودونات الترادفية المتواترة والنادرة.[3][4][5][6] وفي نفس الوقت، ذلك الخيار ليس ثابتا تماما بين مختلف الجينات في جينوم الكائن بحد ذاته.[6][7][8] تسمى فرضية أن مختلف الكائنات لديها تفضيلات مختلفة لكودونات ترادفية معينة بفرضية تفضيل الكودون الجينومي.[8]
مع تراكم تسلسلات الجينومات الخاصة بمختلف الكائنات في قواعد البيانات من أجل تحليلها، أصبح واضحا أن التوزيع غير المتساوي للكودونات المترادفة تؤثر فيه قوى تطورية (الاصطفاء الطبيعي، الانحراف الجيني والطفرات) ويمكن أن يتجلى بطرق مختلفة في أجزاء من الجينات أو في الجينومات وفي مختلف الكائنات.[6][9][10]
نظرة عامة
عدلبسبب تنكسية الشيفرة الجينية، تُشفَر بعض الأحماض الأمينية بعدة كودونات وتسمى هذه الكودونات التي تشفر نفس الحمض الأميني بالكودونات المترادفة، وجزيئات الرنا الناقل الخاصة بها بقابلات النظير. يوجد أزيد من كودون واحد لـ18 حمض أميني (بين 2 و6 كودونات لكل حمض). بالنسبة لثمانية أحماض أمينية، الموضع الثالث في كودوناتها متنكس -أي يمكن أن تظهر فيه أيٌّ من النوكليوتيدات الأربعة. اعتُقد لمدة طويلة أن الكودونات المترادفة متساوية التوزيع بما أن تسلسل البروتين المشفر لن يتغير، وأن الطفرات التي تحول كودونا مترادفا إلى آخر (على سبيل المثال في الموضع الثالث من الكودونات رباعية التنكس) هي محايدة أو صامتة، لكن مع ظهور قواعد بيانات تسلسل نوكليوتيدات مختلف الجينات مثل جينبنك، أصبح جليا أن توزيع الكودونات المترادفة غير متساوٍ وأن للكائنات ميولات مختلفة لاستخدام كودون معين بدل آخر. باللغة الإنجليزية تسمى هذه الظاهرة بتحيز استخدام الكودون.[1]
جدول استخدام الكودون
عدليُظهر الجدول الموالي تواتر استخدام كودون معين لكل 1000 كودون من تسلسل الدنا. تمت مقارنة تفضيل الكودون الخاص بالإشريكية القولونية السلالة K12 وخميرة الخبز والإنسان.[11]
| الحمض الأميني | الكودون | إ. كولاي K12 | س. جعوية | الإنسان | الحمض الأميني | الكودون | إ. كولاي K12 | س. جعوية | الإنسان |
| فالين (V) | GUU | 16,8 | 22,1 | 11,0 | ألانين (A) | GCU | 10,7 | 21,2 | 18,4 |
| GUC | 11,7 | 11,8 | 14,5 | GCC | 31,6 | 12,6 | 27,7 | ||
| GUA | 11,5 | 11,8 | 7,1 | GCA | 21,1 | 16,2 | 15,8 | ||
| GUG | 26,4 | 10,8 | 28,1 | GCG | 38,5 | 6,2 | 7,4 | ||
| ليوسين (L) | CUU | 11,9 | 12,3 | 13,2 | برولين (P) | CCU | 8,4 | 13,5 | 17,5 |
| CUC | 10,5 | 5,4 | 19,6 | CCC | 6,4 | 6,8 | 19,8 | ||
| CUA | 5,3 | 13,4 | 7,2 | CCA | 6,6 | 18,3 | 16,9 | ||
| CUG | 46,9 | 10,5 | 39,6 | CCG | 26,7 | 5,3 | 6,9 | ||
| ليوسين (L) | UUA | 15,2 | 26,2 | 7,7 | سيرين (S) | UCU | 5,7 | 23,5 | 15,2 |
| UUG | 11,9 | 27,2 | 12,9 | UCC | 5,5 | 14,2 | 17,7 | ||
| فينيل ألانين (F) | UUU | 19,7 | 26,1 | 17,6 | UCA | 7,8 | 18,7 | 12,2 | |
| UUC | 15,0 | 18,4 | 20,3 | UCG | 8,0 | 8,6 | 4,4 | ||
| إيزوليوسين (I) | AUU | 30,5 | 30,1 | 16,0 | ثريونين (T) | ACU | 8,0 | 20,3 | 13,1 |
| AUC | 18,2 | 17,2 | 20,8 | ACC | 22,8 | 12,7 | 18,9 | ||
| AUA | 3,7 | 17,8 | 7,5 | ACA | 6,4 | 17,8 | 15,1 | ||
| ميثيونين (M) | AUG | 24,8 | 20,9 | 22,0 | ACG | 11,5 | 8,0 | 6,1 | |
| الحمض الأميني | الكودون | إ. كولاي K12 | س. جعوية | الإنسان | الحمض الأميني | الكودون | إ. كولاي K12 | س. جعوية | الإنسان |
| حمض الأسبارتيك (D) | GAU | 37,9 | 37,6 | 21,8 | جلايسين (G) | GGU | 21,3 | 23,9 | 10,8 |
| GAC | 20,5 | 20,2 | 25,1 | GGC | 33,4 | 9,8 | 22,2 | ||
| حمض الجلوتاميك (E) | GAA | 43,7 | 45,6 | 29,0 | GGA | 9,2 | 10,9 | 16,5 | |
| GAG | 18,4 | 19,2 | 39,6 | GGG | 8,6 | 6,0 | 16,5 | ||
| تيروسين (Y) | UAU | 16,8 | 18,8 | 12,2 | سيستئين (C) | UGU | 5,9 | 8,1 | 10,6 |
| UAC | 14,6 | 14,8 | 15,3 | UGC | 8,0 | 4,8 | 12,6 | ||
| توقف | UAA | 1,8 | 1,1 | 1,0 | توقف | UGA | 1,0 | 0,7 | 1,6 |
| توقف | UAG | 0,1 | 0,5 | 0,8 | تريبتوفان (W) | UGG | 10,7 | 10,4 | 13,2 |
| أسباراجين (N) | AAU | 21,9 | 35,7 | 17,0 | سيرين (S) | AGU | 7,2 | 14,2 | 12,1 |
| AAC | 24,4 | 24,8 | 19,1 | AGC | 16,6 | 9,8 | 19,5 | ||
| لايسين (K) | AAA | 33,2 | 41,9 | 24,4 | أرجنين (R) | AGA | 1,4 | 21,3 | 12,2 |
| AAG | 12,1 | 30,8 | 31,9 | AGG | 1,6 | 9,2 | 12,0 | ||
| هستيدين (H) | CAU | 15,8 | 13,6 | 10,9 | أرجنين (R) | CGU | 21,1 | 6,4 | 4,5 |
| CAC | 13,1 | 7,8 | 15,1 | CGC | 26,0 | 2,6 | 10,4 | ||
| جلوتامين (Q) | CAA | 12,1 | 27,3 | 12,3 | CGA | 4,3 | 3,0 | 6,2 | |
| CAG | 27,7 | 12,1 | 34,2 | CGG | 4,1 | 1,7 | 11,4 |
مراجع
عدل- ^ ا ب PMID 18983258 (ببمد: 18983258)
Citation will be completed automatically in a few minutes. Jump the queue or expand by hand - ^ PMID 22889422 (ببمد: 22889422)
Citation will be completed automatically in a few minutes. Jump the queue or expand by hand - ^ PMID 8936318 (ببمد: 8936318)
Citation will be completed automatically in a few minutes. Jump the queue or expand by hand - ^ PMID 8662004 (ببمد: 8662004)
Citation will be completed automatically in a few minutes. Jump the queue or expand by hand - ^ PMID 12433576 (ببمد: 12433576)
Citation will be completed automatically in a few minutes. Jump the queue or expand by hand - ^ ا ب ج PMID 3916708 (ببمد: 3916708)
Citation will be completed automatically in a few minutes. Jump the queue or expand by hand - ^ PMID 14990797 (ببمد: 14990797)
Citation will be completed automatically in a few minutes. Jump the queue or expand by hand - ^ ا ب PMID 6986610 (ببمد: 6986610)
Citation will be completed automatically in a few minutes. Jump the queue or expand by hand - ^ PMID 6760125 (ببمد: 6760125)
Citation will be completed automatically in a few minutes. Jump the queue or expand by hand - ^ PMID 3138659 (ببمد: 3138659)
Citation will be completed automatically in a few minutes. Jump the queue or expand by hand - ^ البيانات من قاعدة بيانات استخدام الكودون والتي تستخدم بدورها بيانات جينبنك الخاص بالمركز الوطني لمعلومات التقانة الحيوية (NCBI-GenBank) نسخة محفوظة 26 أكتوبر 2020 على موقع واي باك مشين.
