终止密码子或停止密码子

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简介

遗传密码是一套确定核苷酸三联体（密码子）与其指定氨基酸之间对应关系的规则。在遗传学的语言中，终止密码子或停止密码子是指信使 RNA (mRNA) 中的一个核苷酸三联体，它指示蛋白质编码序列的结束。

终止密码子对于蛋白质合成的正确终止至关重要，并在基因表达的调控中发挥着至关重要的作用。

什么是终止密码子？

• 终止密码子，也称为停止密码子，是在信使 RNA (mRNA) 中的一组三个核苷酸序列，在翻译过程中发出蛋白质合成结束的信号。

• 遗传密码由 64 个密码子组成，其中 61 个密码子编码特定的氨基酸，其余三个密码子充当终止密码子。

• 终止密码子不编码任何氨基酸，而是发出蛋白质编码序列结束的信号。

终止密码子对于蛋白质合成的正确终止至关重要，其识别是一个高度调控的过程。

在翻译过程中，核糖体读取 mRNA 密码子并根据遗传密码将氨基酸组装成多肽链。当核糖体到达终止密码子时，翻译过程结束，新合成的多肽链被释放。

三个终止密码子分别是 UAA（赭石）、UAG（琥珀）和 UGA（蛋白石）。终止密码子的名称源于早期的遗传学家，他们使用不同颜色的珠子来表示不同类型的突变体。

终止密码子的识别步骤

终止密码子的识别是一个高度调控的过程，涉及多种因素的相互作用。以下是识别终止密码子的步骤：

• 释放因子：释放因子是专门的蛋白质，识别终止密码子并启动蛋白质合成的终止。释放因子 eRF1 识别所有三个终止密码子并促进多肽链从核糖体上释放。

• 核糖体停滞：一旦核糖体到达终止密码子，它就会停滞并等待释放因子与密码子结合。

• 肽链释放：释放因子与终止密码子结合并催化最后一个氨基酸与 tRNA 之间的肽键水解，从而将多肽链从核糖体上释放。

终止密码子的命名法

终止密码子以如果翻译没有终止将被掺入的氨基酸命名。例如，UAA 被命名为“赭石”，UAG 被命名为“琥珀”，UGA 被命名为“蛋白石”。这些名称反映了这样一个事实，即早期的遗传学家经常使用不同颜色的珠子来表示不同类型的突变体。

终止密码子是如何工作的？

终止密码子对于蛋白质合成的正确终止至关重要。以下是一些终止密码子工作方式的示例：

UAA

这是最常见的终止密码子，它在大多数生物体中发出蛋白质合成结束的信号。例如，人类胰岛素基因包含一个 UAA 密码子，该密码子标志着蛋白质编码序列的结束。

UAG

这种终止密码子不如 UAA 常见，但仍然经常使用。例如，在人类线粒体基因组中，ATPase 6 蛋白的基因以 UAG 密码子结尾。

UGA

这是最不常见的终止密码子，仅在少数基因中使用。例如，人类硒蛋白 P 的基因以 UGA 密码子结尾，但在这种情况下，UGA 密码子并不表示蛋白质合成结束。相反，它编码氨基酸硒代半胱氨酸，该氨基酸通过绕过终止密码子的特殊机制掺入。

终止密码子的突变

终止密码子的突变可能对基因表达和蛋白质合成产生严重后果。以下是一些不同类型终止密码子突变的示例：

无义突变

这种类型的突变在蛋白质编码序列内产生一个新的终止密码子，导致翻译过早终止。例如，在囊性纤维化中，CFTR 基因的突变产生了一个过早的终止密码子，导致合成一个截短的非功能性蛋白质。

通读突变

这种类型的突变抑制终止密码子并允许翻译在正常终点之外继续。例如，在某些杜氏肌营养不良症病例中，肌营养不良蛋白基因的突变可能导致终止密码子的通读，产生一个稍长但仍然具有功能的蛋白质。

结论

总之，终止密码子是遗传密码的一个关键组成部分，它发出蛋白质合成终止的信号。终止密码子的识别是一个高度调控的过程，涉及多种因素的相互作用。

终止密码子的突变可能对基因表达和蛋白质合成产生严重后果，不同类型的突变可能导致翻译过早终止或通读。

了解终止密码子的作用和调控对于全面了解遗传密码及其对生物过程的影响至关重要。