Codon usage


Codon usage

Codon Usage (deut. wörtlich Codongebrauch), auch Codon Bias, beschreibt das Phänomen, dass Varianten des universellen genetischen Codes von verschiedenen Spezies unterschiedlich häufig verwendet werden. Bestimmte Codons des degenerierten Codes werden bevorzugt benutzt, was letztlich der tRNA-Konzentration innerhalb der Zelle entspricht. Die Codon Usage spielt eine große Rolle bei der Regulation der Proteinbiosynthese. Selten verwendete Codons können die Translation bremsen während häufig genutzte Codons die Translation beschleunigen können.

Inhaltsverzeichnis

Anwendung

Bei der (aus Kostengründen häufig bevorzugten) gentechnischen Produktion menschlicher Proteine in Bakterien kann es daher von Vorteil sein, das in den Produzenten eingebrachte humane Gen in seiner codon usage dem Repertoire des Bakterienstamms anzugleichen und damit zu einer höheren Effizienz zu kommen.

Codon Usage Tabelle

In folgender Tabelle ist die Häufigkeit der Nutzung eines bestimmten Codons pro 1000 Basen einer DNA-Sequenz gezeigt. Verglichen wurde der codon bias des E. coli Sicherheitstamms K12 mit dem der Bäckerhefe und dem des Menschen.[1]

Aminosäure Codon E. coli K12 S. cerevisiae H. sapiens Aminosäure Codon E. coli K12 S. cerevisiae H. sapiens
Valin (V) GUU 16,8 22,1 11,0 Alanin (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
Leucin (L) CUU 11,9 12,3 13,2 Prolin (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
Leucin (L) UUA 15,2 26,2 7,7 Serin (S) UCU 5,7 23,5 15,2
UUG 11,9 27,2 12,9 UCC 5,5 14,2 17,7
Phenylalanin (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
Isoleucin (I) AUU 30,5 30,1 16,0 Threonin (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
Methionin (M) AUG 24,8 20,9 22,0 ACG 11,5 8,0 6,1
Aminosäure Codon E. coli K12 S. cerevisiae H. sapiens Aminosäure Codon E. coli K12 S. cerevisiae H. sapiens
Asparaginsäure (D) GAU 37,9 37,6 21,8 Glycin (G) GGU 21,3 23,9 10,8
GAC 20,5 20,2 25,1 GGC 33,4 9,8 22,2
Glutaminsäure (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
Tyrosin (Y) UAU 16,8 18,8 12,2 Cystein (C) UGU 5,9 8,1 10,6
UAC 14,6 14,8 15,3 UGC 8,0 4,8 12,6
Stopp UAA 1,8 1,1 1,0 Stopp UGA 1,0 0,7 1,6
Stopp UAG 0,1 0,5 0,8 Tryptophan (W) UGG 10,7 10,4 13,2
Asparagin (N) AAU 21,9 35,7 17,0 Serin (S) AGU 7,2 14,2 12,1
AAC 24,4 24,8 19,1 AGC 16,6 9,8 19,5
Lysin (K) AAA 33,2 41,9 24,4 Arginin (R) AGA 1,4 21,3 12,2
AAG 12,1 30,8 31,9 AGG 1,6 9,2 12,0
Histidin (H) CAU 15,8 13,6 10,9 Arginin (R) CGU 21,1 6,4 4,5
CAC 13,1 7,8 15,1 CGC 26,0 2,6 10,4
Glutamin (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

Codon Adaption Index (CAI)

Der Codon Adaption Index (CAI, „Codon-Adaptions-Index“) beschreibt, wie gut die Codons eines heterolog exprimierten Gens der Codon Usage des Wirtsorganismus entsprechen. Ein CAI von 1,0 wäre optimal, ein CAI > 0,9 ist sehr gut, d. h. er erlaubt einen hohen Expressionslevel.

Quellen

  1. Daten aus der Codon Usage Database, die ihrerseits die NCBI-GenBank-Daten nutzt.

Weblinks


Wikimedia Foundation.

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • Codon Usage — (deut. wörtlich Codongebrauch), auch Codon Bias, beschreibt das Phänomen, dass Varianten des universellen genetischen Codes von verschiedenen Spezies unterschiedlich häufig verwendet werden. Bestimmte Codons des degenerierten Codes werden… …   Deutsch Wikipedia

  • Codon usage bias — refers to differences in the frequency of occurrence of synonymous codons in coding DNA. A codon is a series of three nucleotides (triplets) that encodes a specific amino acid residue in a polypeptide chain or for the termination of translation… …   Wikipedia

  • Relative Synonymous Codon Usage — Biais d usage du code Le biais d usage du code (RSCU, pour Relative Synonymous Codon Usage en anglais) désigne l utilisation préférentielle d un des triplets de nucléotides ou codons possibles pour coder un acide aminé. En effet, il existe en… …   Wikipédia en Français

  • Codon Bias — Codon Usage (deut. wörtlich Codongebrauch), auch Codon Bias, beschreibt das Phänomen, dass Varianten des universellen genetischen Codes von verschiedenen Spezies unterschiedlich häufig verwendet werden. Bestimmte Codons des degenerierten Codes… …   Deutsch Wikipedia

  • Codon bias — Codon Usage (deut. wörtlich Codongebrauch), auch Codon Bias, beschreibt das Phänomen, dass Varianten des universellen genetischen Codes von verschiedenen Spezies unterschiedlich häufig verwendet werden. Bestimmte Codons des degenerierten Codes… …   Deutsch Wikipedia

  • Codon Adaptation Index — The Codon Adaptation Index (CAI) [1] is the most widespread technique for analyzing Codon usage bias. As opposed to other measures of codon usage bias, such as the effective number of codons (Nc), which measure deviation from a uniform bias (null …   Wikipedia

  • Codon — Genetische Code Sonne: Die Kodierung der Aminosäuren (außen) durch die Basentripletts auf der mRNA ist von innen (5 ) nach außen (3 ) zu lesen. Der genetische Code ist eine Regel, nach der in Nukleinsäuren befindliche Dreiergruppen… …   Deutsch Wikipedia

  • Biais d'usage du code — Le biais d usage du code (RSCU, pour Relative Synonymous Codon Usage en anglais) désigne l utilisation préférentielle d un des triplets de nucléotides ou codons possibles pour coder un acide aminé. En effet, il existe en général plusieurs… …   Wikipédia en Français

  • Effective number of codons — (abbreviated as ENC or Nc ) is a measure to study the state of Codon usage biases in genes and genomes [cite journal |author=Wright F. |title=The effective number of codons used in a gene. |journal=Gene |volume=87 |issue=1 |pages=23–29 |year=1990 …   Wikipedia

  • Genetic code — A series of codons in part of a messenger RNA (mRNA) molecule. Each codon consists of three nucleotides, usually representing a single amino acid. The nucleotides are abbreviated with the letters A, U, G and C. This is mRNA, which uses U (uracil) …   Wikipedia