翻译与遗传密码
起始密码子(start codon)
信使RNA是一长条字母组成的带子,但蛋白质从某个确切的位置开始,而不是从中间随便某处。细胞如何知道第一个词从哪里起头?它会寻找一个特殊信号——起始密码子——它标记着“从这里开始读取蛋白质”。
起始密码子几乎总是AUG,即腺嘌呤-尿嘧啶-鸟嘌呤这三个碱基。AUG同时在两方面与众不同。其一,它确定阅读框:一旦决定从这个A开始一个密码子,后续每一个三联体的落点也就随之自动固定。其二,AUG还编码氨基酸甲硫氨酸,因此每条新造出的蛋白质链开头都带着一个甲硫氨酸(细菌中是略加修饰的版本,甲酰甲硫氨酸)。不过核糖体并不会随手抓住它看到的第一个AUG——它需要帮助才能找到正确的那个,在细菌中由邻近的Shine-Dalgarno序列引导,在真核生物中则从加帽的5'端一路扫描,直到遇上合适的AUG。
由于起始密码子既说“出发”,又安插第一个氨基酸,它把抽象的密码与实体的机器系在了一起。开头那个甲硫氨酸日后常被剪掉,所以不要指望每个成熟蛋白质都真的以Met开头。又因为选定从哪个AUG起始就固定了整段下游信息的阅读框,一个破坏起始密码子、或在上游制造出一个诱人新AUG的突变,都可能让基因沉默或造出毫无用处的蛋白质。
给定mRNA 5'-GCCACC AUG GAU UAC...-3',核糖体略过开头的GCCACC,从AUG开始翻译,搭出 Met-Asp-Tyr-...。AUG之前的碱基属于这段信息,但不被翻译。
AUG同时确定了第一个氨基酸(甲硫氨酸)和此后所有内容的阅读框。
在极少数情况下,某些基因从近似AUG的密码子起始,如GUG或UUG,尤其是在细菌中。AUG是压倒性的默认,而非铁律——而且起始的甲硫氨酸常会从成品蛋白质上被去除。
又称
另见