Почему три нуклеотида кодируют одну аминокислоту? Почему не 5 нуклеотидов? [дубликат]

Все мы знаем, почему существуют кодоны с тремя основаниями и почему нет кодонов с двумя основаниями. Но почему нет кодона из 4 оснований и кодона из 5 оснований?

Ответы (1)

Чем больше оснований приходится на кодон, тем больше информации вы можете закодировать. Существует всего 22 различных аминокислоты, следовательно, нам нужно минимум 3 основания на кодон.

  • 1 базовый кодон -> 4 ^ 1 = 4 возможных кода:
    • А/Т/К/Г
  • 2 base-codon --> 4^2 = 16 возможных кодов:
    • AA / AT / AC / AG / TT / TA / TC / TG ​​/ CC / CA / CG / CT / GG / GC / GT / GA
  • 3 base-codon --> 4^3 = 64 возможных кода:
    • AAA/AAT/AAC/AAG/ACA/ACT/ACG/ACC/AGA/AGT/и т. д.
  • 4 base-codon --> 4^4 = 256 возможных кодов:
    • AAAA/AAAT/AAAC/AAAG/AATA/AATC/AATG/и т. д..
  • 5 базовых кодонов --> 4 ^ 5 = 1024 возможных кода

Если бы у нас было только 2 основания на кодон, мы бы не смогли закодировать все возможные различные аминокислоты.

С другой стороны, есть несколько расходов, связанных с переносом большого количества ДНК. Для копирования требуется пространство, энергия и материя, для копирования требуется время (время генерации может быть ограничено временем копирования)… Я только что задал этот вопрос , надеясь прояснить ситуацию о возможных затратах. Если есть стоимость, связанная с наличием системы кодонов с 4 основаниями, сравните с системой кодонов с 3 основаниями, но связанной с этим выгоды нет. Ожидается, что такая черта (которая имеет стоимость без выгоды) не будет развиваться (контр-отбор).

Вы заметите, что есть 64-22=42 дополнительных возможности. В результате генетический код является избыточным. Это означает, что несколько кодонов кодируют одну и ту же аминокислоту. И что интересно, часто последнее из трех оснований кодона не поддается никакому изменению в кодирующей последовательности, как вы можете видеть здесь.

введите описание изображения здесь

Этот пост об эволюции генетического кода может вас заинтересовать.

Вы мне очень помогли, спасибо. Но не могли бы вы пояснить свое утверждение: «Было бы глупо иметь кодон из 5 оснований, если нет выигрыша»?
@ user6318 Я уже изменил это предложение! Я имел в виду, что есть затраты, связанные с наличием системы кодонов с 4 основаниями по сравнению с системой кодонов с 3 основаниями, но нет никакой связанной с этим выгоды. Следовательно, ожидается, что такая черта не будет развиваться. Надеюсь, это имеет смысл для вас.
Предупреждение для непосвященных — эта таблица не является «стандартным кодом», это митохондриальный код (AUA — это Ile в стандартном коде).
@AlanBoyd Упс! Большое спасибо. Я изменил его, теперь это «стандартный код».
Меня всегда смущают аргументы, основанные на метаболических затратах на поддержание ДНК. По моим оценкам, для E. coli менее 0,06% АТФ используется при репликации ДНК, поэтому для системы кодонов из 4 оснований этот показатель будет возрастать, но все же будет значительно ниже 0,1%. Это не кажется мне основанием для сильного избирательного давления.
А физиологические проблемы? Пространство, занимаемое ДНК и механизмами, имеющими дело с этими большими последовательностями в бактериях? А как насчет проблемы со временем? Я слышал (но не имею ссылки, я должен убедиться в этом утверждении), что у некоторых видов время генерации ограничено временем копирования ДНК.
@AlanBoyd Я только что опубликовал этот вопрос , надеясь прояснить ситуацию. +1 к вашему комментарию ;)
@Remi.b отлично! посмотрим, какие ответы вы получите. У кишечной палочки для репликации генома требуется 40 минут, но они могут расти со временем удвоения <20 минут за счет повторной инициации до окончания предыдущего раунда репликации. Однажды мне сказали, что пределом роста является экспоненциальное увеличение числа рибосом, необходимое для того, чтобы все больше и больше рибосом связывались, просто создавая рибосомы.
Почему три нуклеотида кодируют одну аминокислоту? Почему не 5 нуклеотидов? [дубликат]
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v