密码子偏性分析精品资料
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研究密码子偏好性常用的参数1、相对同义密码子使用度(Relativ e Synonymous Codon Usage, RSCU )是指对于某一特定的密码子在编码对应氨基酸的同义密码子间的相对概率,它去除了氨基酸组成对密码子使用的影响。
如果密码子的使用没有偏好性,该密码子的RSCU值等于1,当某一密码子的RSCU值大于1时,代表该密码子为使用相对较多的密码子,反之亦然。
第i个氨基酸的第j个密码子的相对同义密码子使用度值的计算公式如下:公式中, X ij是编码第i个氨基酸的第j个密码子的出现次数, n i是编码第i个氨基酸的同义密码子的数量( 值为1~6) 。
研究中通常先利用高表达基因的RSCU值建立参考表格。
2、密码子适应指数(Codon Adaptation Index, CAI)可以根据已知高表达基因的序列来估计未知基因密码子使用的偏好性程度。
CAI的值在0~1之间, 如果越高则表明该基因的密码子使用偏好性越强。
CAI 值一般用来预测种内基因的表达水平( 但目前的研究发现对于单细胞生物比较适用, 而在哺乳动物中并不能用来表示基因表达水平), 又可以用来预测外源基因的表达水平。
w ij(The relative adaptiveness of a codon): 密码子相对适应度上式中RSCU imax、X imax分别指编码第i个氨基酸的使用频率最高的密码子的RSCU值和X值L是指基因中所使用的密码子数。
3、密码子偏好参数(Codon Preference Parameter, CPP)CPP的变化范围为0 ~ 18, 越接近18表示密码子被非随机使用的程度越高。
它对于基因编码区域总的碱基组成不敏感, 适于比较基因间或物种间密码子使用偏性的大小。
x ij是编码第i个氨基酸的第j个密码子的出现次数, n i是编码第i个氨基酸的同义密码子的数量( 值为2~6, n i= 1 的情况被排除)4、有效密码子数(Effective Number of Codon, ENC)ENC值的范围在20~ 61之间, 越靠近20偏性越强。
密码子使用偏好性参数汇总研究密码子偏好性常用的参数1、相对同义密码子使用度(Relativ e Synonymous Codon Usage, RSCU )是指对于某一特定的密码子在编码对应氨基酸的同义密码子间的相对概率,它去除了氨基酸组成对密码子使用的影响。
如果密码子的使用没有偏好性,该密码子的RSCU值等于1,当某一密码子的RSCU 值大于1时,代表该密码子为使用相对较多的密码子,反之亦然。
第i 个氨基酸的第j个密码子的相对同义密码子使用度值的计算公式如下:公式中, X ij是编码第i个氨基酸的第j个密码子的出现次数, n i是编码第i个氨基酸的同义密码子的数量( 值为1~6) 。
研究中通常先利用高表达基因的RSCU值建立参考表格。
2、密码子适应指数(Codon Adaptation Index, CAI)可以根据已知高表达基因的序列来估计未知基因密码子使用的偏好性程度。
CAI的值在0~1之间, 如果越高则表明该基因的密码子使用偏好性越强。
CAI 值一般用来预测种内基因的表达水平( 但目前的研究发现对于单细胞生物比较适用, 而在哺乳动物中并不能用来表示基因表达水平), 又可以用来预测外源基因的表达水平。
w ij(The relative adaptiveness of a codon): 密码子相对适应度上式中RSCU imax、X imax分别指编码第i个氨基酸的使用频率最高的密码子的RSCU值和X值L是指基因中所使用的密码子数。
3、密码子偏好参数(Codon Preference Parameter, CPP)CPP的变化范围为0 ~ 18, 越接近18表示密码子被非随机使用的程度越高。
它对于基因编码区域总的碱基组成不敏感, 适于比较基因间或物种间密码子使用偏性的大小。
x ij是编码第i个氨基酸的第j个密码子的出现次数, n i是编码第i 个氨基酸的同义密码子的数量( 值为2~6, n i= 1 的情况被排除)4、有效密码子数(Effective Number of Codon, ENC)ENC值的范围在20~ 61之间, 越靠近20偏性越强。
向日葵全基因组NBS抗病基因密码子使用偏好性分析刘洋路妍景岚关键词:向日葵;NBS抗病基因;密码子偏好性;密码子相关参数;相关性分析向日葵(HelianthusannuusL.)别称太阳花、朝阳花属菊科(Asteraceae)向日葵属(HelainthusL.),是世界各地均有栽培的重要的油料作物。
原产地位于南美洲,起初用于观赏。
现我国新疆、内蒙古、黑龙江等北方地区均有栽培。
据张一宾等在2022年的统计,全球向日葵种植面积约为2540万hm2,同比上年增长1.0%[1]。
向日葵生长发育的过程中受到许多病原物侵染是向日葵产量下降的主要原因,而培育和科学利用抗病品种是控制植物病害最经济有效的方式。
抗病品种防御抵抗力强,能大大减少田间防治的成本,还能减少因使用农药造成的环境污染。
当植物受到病原菌刺激后会发出一系列的信号,并分泌抗病基因编码的抗病蛋白(R蛋白),通过识别病原菌分泌出的效应因子(Avr)后,再将信号进行传导继而引发一系列防御反应,最终就可以迅速地抑制病原菌对植物的侵染[2]。
核苷酸结合位点作为R基因所编码的蛋白中高度保守的区域之一,在抗病过程中起重要作用[3]。
核苷酸结合位点(nucleotidebindingsite,简称NBS)型蛋白有3个保守结构域[4],分别是磷酸结合环(P-loop,别称Kinase-1a)、激酶2a(Kinase-2a)、激酶3a(Kinase-3a),它们一起构成了抗病蛋白的(ATP/GTP)水解和抗病信号的传递[5]。
除了这3个保守结构域外,NBS还含有其他几个保守区域,像GLPL和MHD等[6]。
有研究表明,植物NBS型抗病基因是植物抗病基因中最大的一类,在植物自然免疫中起着重要的作用。
密码子(codon)指mRNA或DNA中每相邻的3个核苷酸编为一组序列,编码某一种特定氨基酸,是生物体内信息传递的基本环节。
密码子偏性是生物体中编码同一种氨基酸的同义密码子的非均衡使用现象,由于这一现象与DNA和蛋白质相关联,所以具有重要的生物学意义。
密码子数据库及密码子偏好性分析软件题记:转基因研究中经常要进行基因的异源表达,在翻译过程中,受体物种对外源基因密码子的翻译效率对表达有非常大的制约。
因此,利用相应的生物信息学数据库及软件对目标序列进行受体物种的密码子偏好性分析将有助于完成对转基因效率的评价,适当选择合适的受体物种进行高效、可行的表达。
人物,阅读前,让我们感谢下列科学家,是他们为基因异源高效表达提供有价值参考。
Yasukazu Nakamura博士:The First Laboratory for Plant Gene Research,Kazusa DNA Research Institute 开发Codon Usage Database(生物密码子表的利用情况统计)。
PrimerX:编写了Codon Usage Analyzer在线密码子统计表处理软件(/cgi-bin/codon.cgi),它使得对密码子的统计用图表的形式显示出来,更加的直观可读。
Morris Maduro博士:针对E. coli开发了E. coli Codon Usage Analyze 。
目前的版本为2.1。
Thomas Schödl:开发设计的以图形形式对异源基因表达的密码子使用分析软件(Graphical codon usage analyser),用以帮助异源基因表达时对异源基因进行改造,以适应受体物种,避免由于翻译时密码子使用情况的限制使受体物种对外源基因表达产生负面影响。
内容:一:密码子使用统计数据库Codon Usage Database(.jp/codon/ 是由植物基因研究第一实验室(The First Laboratory for Plant Gene Research)Kazusa DNA Research Institute的Yasukazu Nakamura博士开发的生物密码子表的利用情况统计。
数据来源于GenBank 的DNA 序列数据库,是GenBank 的Codon Usage Tabulated 数据库在WWW模式下的扩展和整合。
红豆杉属基因的密码子偏性分析摘要:运用emboss(the european molecular biology open software suite)软件包中的chips(condon heterozygosity in a protein coding sequence)和cusp(create a condon usage table)程序对红豆杉属的52个基因的密码子偏性进行综合分析,并与大肠杆菌、酵母、拟南芥和水稻的密码子偏性进行比较。
结果表明,红豆杉属基因的nc(有效密码子数)为45~58,大部分密码子使用频率较为一致。
部分氨基酸密码子使用频率存在较大差异,如ala、asp、phe、gly、his、asn、arg、thr、tyr等。
红豆杉属基因密码子偏性与拟南芥等双子叶植物较接近,与原核生物和单子叶植物相差较远。
关键词:红豆杉属;密码子偏性;chips;cusp中图分类号:s791.49 文献标识码:a 文章编号:0439-8114(2013)10-2427-04核酸是蛋白质合成的模板,编码天然蛋白质的20种氨基酸的密码子共61种,每一种氨基酸可由1个密码子(met和trp)至6个密码子(arg、leu和ser)编码[1]。
编码同一种氨基酸的密码子在不同物种中具有不同的使用频率,这就造成密码子偏性(codon bias)[2]。
从原核生物到真核生物,这种基因组中同义密码子使用偏性的现象普遍存在,它的产生与多种因素有关,如基因表达水平、g/c含量、trna的丰富性等[3]。
密码子偏性的产生与基因的碱基组成、表达水平、编码蛋白的结构与功能等众多因素有关,且各因素间还可能相互影响,因而进行密码子偏性分析是一个较为复杂的问题。
从这些复杂的现象中分析并发现内在规律,将对新基因的预测、基因功能和表达调控机制研究、基因编码蛋白的细胞定位及分子进化研究等具有重要指导意义。
紫杉醇是从双子叶植物红豆杉(taxus brevifolia)中提炼出来的具有天然活性的双萜抗癌药物[4],是1971年从短叶红豆杉的树皮、树根和枝叶中提炼出来的[5],被广泛用于卵巢癌、非小细胞肺癌、乳腺癌等癌症的治疗[6]。
密码子偏好表是指生物体内不同基因在不同组织或不同细胞类型中的密码子使用偏好性。
它反映了基因在不同环境下的表达和翻译效率。
密码子偏好性对于理解基因表达调控、药物设计和生物信息学等领域具有重要意义。
首先,从遗传密码的特性来看,密码子偏好性是必然存在的。
生物体使用的密码子有3个,分别代表不同的氨基酸。
由于自然界中氨基酸的种类有限,因此不同的密码子在生物体内出现的频率必然有所不同。
这反映了基因在不同环境下的表达和翻译效率。
其次,不同基因在不同组织或不同细胞类型中的密码子偏好性存在差异。
这种差异可能是由于基因在特定组织或细胞类型中的表达调控机制所致。
例如,某些基因在某些组织中的表达可能受到转录因子或RNA加工机制的影响,而这些机制可能会影响密码子的使用偏好性。
再者,密码子偏好性受到生物体内各种因素的影响,如代谢状态、环境压力、营养条件等。
这些因素可能通过影响基因的表达和翻译效率来影响密码子的使用偏好性。
此外,遗传变异和进化也可能会影响密码子的使用偏好性,从而使不同的物种和种群表现出不同的密码子偏好性。
具体来说,某些密码子在生物体内可能更常见于编码某些特定的氨基酸,而其他密码子则可能较少出现。
这可能是由于某些氨基酸在生物体内的需求较高,因此在基因表达和翻译过程中更频繁地使用某些密码子。
此外,某些氨基酸可能与特定的辅因子或信号分子结合,从而影响其翻译效率,这也可能导致某些密码子的偏好性。
总之,密码子偏好表反映了生物体内不同基因在不同组织或不同细胞类型中的密码子使用偏好性。
这种偏好性是基因在不同环境下的表达和翻译效率的体现,同时也受到各种因素的影响。
密码子偏好性对于理解基因表达调控、药物设计和生物信息学等领域具有重要意义。
通过研究密码子偏好性,我们可以更好地了解生物体的基因表达机制和蛋白质合成过程,从而为药物设计和疾病治疗提供新的思路和方法。