翻譯與遺傳密碼

閱讀框(reading frame)

把這串沒有空格的字母讀一讀:THEFATCATATETHERAT。從第一個字母開始、三個一組:THE FAT CAT ATE THE RAT——完全說得通。現在晚一個字母開始:H EFA TCA TAT ETH ERA T——一派胡言。字母從未改變,改變的只是你從哪裡起讀。這個「從哪裡開始按三計數」的選擇,就是閱讀框。

由於遺傳密碼每次讀三個鹼基、密碼子之間沒有標點,任何一段RNA都可以依據第一個密碼子從何處起頭而以三種不同的框來讀取。細胞並不靠猜;起始密碼子AUG確定了框,自那一點起,每三個一組便被鎖定,直到遇到一個終止密碼子。一段連續的密碼子,有起始、有同框的終止、且長到足以編碼一個蛋白質,就稱為開放閱讀框——這正是尋找基因的電腦程式在新定序的基因組裡所搜尋的標誌。

閱讀框以一種特定而戲劇性的方式顯得脆弱。若在基因內插入或缺失單個鹼基,下游每一個密碼子都會移位一格,訊息便淪為亂碼——這就是移碼突變。這也是為什麼一兩個鹼基的插入缺失(indel)通常遠比把一個鹼基換成另一個更具破壞性,又為什麼插入或缺失三的倍數個鹼基相對溫和:它增減的是整個整個的密碼子,而不致打亂閱讀框。閱讀框是細胞所造每一個蛋白質背後那個沉默的前提。

mRNA 5'-AUGCAUGGU-3' 在其正確的框中讀作 AUG CAU GGU = Met-His-Gly。刪去第一個C,它變成 5'-AUGAUGGU-3',讀作 AUG AUG GU = Met-Met-...——同樣的字母,卻是一個完全不同的蛋白質。

刪去一個鹼基便會移動閱讀框,把後續每一個密碼子都打亂。

一段長的開放閱讀框強烈暗示存在一個真正的蛋白編碼基因,但並非證據——細胞仍須真的去轉錄並翻譯它。電腦找出候選的ORF;生物學才能確認哪些真正被使用。

又稱
open reading frameORFframe阅读框開放阅读框開放閱讀框