Warum kodieren drei Nukleotide für eine Aminosäure? Warum nicht 5 Nukleotide? [Duplikat]

Wir alle wissen, warum es 3-Basen-Codons gibt und warum es keine 2-Basen-Codons gibt. Aber warum gibt es kein 4-Basen- und 5-Basen-Codon?

Antworten (1)

Je mehr Basen pro Codon vorhanden sind, desto mehr Informationen können Sie kodieren. Es gibt nur 22 verschiedene Aminosäuren, folglich brauchen wir mindestens 3 Basen pro Codon.

  • 1 Basis-Codon --> 4^1 = 4 mögliche Codes, die sind:
    • A/T/C/G
  • 2 Basiscodon -> 4^2 = 16 mögliche Codes, die sind:
    • AA / AT / AC / AG / TT / TA / TC / TG ​​/ CC / CA / CG / CT / GG / GC / GT / GA
  • 3 Basiscodon -> 4^3 = 64 mögliche Codes, die sind:
    • AAA/AAT/AAC/AAG/ACA/ACT/ACG/ACC/AGA/AGT/etc...
  • 4 Basiscodon -> 4^4 = 256 mögliche Codes, die sind:
    • AAAA / AAAT / AAAC / AAAG / AATA / AATC / AATG / usw..
  • 5 Basencodon -> 4^5 = 1024 mögliche Codes

Wenn wir nur 2 Basen pro Codon hätten, könnten wir nicht alle möglichen unterschiedlichen Aminosäuren kodieren.

Auf der anderen Seite gibt es mehrere Kosten, die mit dem Tragen von viel DNA verbunden sind. Es braucht Platz, es braucht Energie und Materie, um kopiert zu werden, es braucht Zeit, es zu kopieren (die Erzeugungszeit könnte durch die Kopierzeit begrenzt sein), … Ich habe diese Frage nur gestellt, in der Hoffnung, die möglichen Kosten klarzustellen. Wenn mit einem 4-Basen-Codonsystem Kosten verbunden sind, verglichen mit einem 3-Basen-Codonsystem, aber kein damit verbundener Nutzen. Es wird nicht erwartet, dass sich ein solches Merkmal (das Kosten ohne Nutzen hat) entwickelt (gegenselektiert).

Sie werden feststellen, dass es 64-22=42 zusätzliche Möglichkeiten gibt. Folglich ist der genetische Code redundant. Das bedeutet, dass mehrere Codons für genau dieselbe Aminosäure kodieren. Und interessanterweise ist es oft die letzte der drei Basen des Codons, die keiner Änderung in der kodierenden Sequenz nachgibt, wie Sie hier sehen können.

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Du hast mir wirklich geholfen, danke. Aber könnten Sie bitte Ihre Aussage präzisieren: "Das würde dumm klingen, ein 5-Basen-Codon zu haben, wenn es keinen Gewinn gibt."?
@user6318 Diesen Satz habe ich bereits geändert! Ich meinte, dass mit einem 4-Basen-Codon-System im Vergleich zu einem 3-Basen-Codon-System Kosten verbunden sind, aber es gibt keinen damit verbundenen Nutzen. Folglich wird nicht erwartet, dass sich solche Merkmale entwickeln. Hoffe das macht Sinn für dich.
Warnung für Uneingeweihte - diese Tabelle ist nicht der "Standardcode", es ist der mitochondriale Code (AUA ist Ile im Standardcode).
@AlanBoyd Hoppla! Danke vielmals. Ich habe es geändert, es ist jetzt der "Standardcode".
Ich bin immer verwirrt über Argumente, die auf den metabolischen Kosten für die Aufrechterhaltung der DNA basieren. Ich schätze, dass bei E. coli weniger als 0,06 % ATP zur Replikation von DNA verwendet werden, also würde dies für ein 4-Basen-Codon-System steigen, aber immer noch weit unter 0,1 % liegen. Dies scheint mir nicht die Grundlage für einen starken Selektionsdruck zu sein.
Was ist mit physiologischen Problemen? Platz, der von DNA und der Maschinerie eingenommen wird, die mit diesen großen Sequenzen in Bakterien umgehen muss? Und was ist mit dem Timing-Problem? Ich habe gehört (aber ich habe keine Referenz, ich sollte mich dieser Behauptung vergewissern), dass bei einigen Arten die Generationszeit durch die DNA-Kopierzeit begrenzt ist
@AlanBoyd Ich habe gerade diese Frage gepostet, in der Hoffnung, die Dinge klarzustellen. +1 für deinen Kommentar ;)
@Remi.b großartig! mal sehen welche antworten du bekommst. Bei E. coli dauert es 40 min, um das Genom zu replizieren, aber sie können mit einer Verdopplungszeit < 20 min wachsen, indem sie erneut initiiert werden, bevor die vorherige Replikationsrunde beendet ist. Mir wurde einmal gesagt, dass die Grenze des Wachstums in der exponentiellen Zunahme der erforderlichen Ribosomenzahl liegt, da immer mehr Ribosomen nur daran gebunden sind, Ribosomen herzustellen.
Warum kodieren drei Nukleotide für eine Aminosäure? Warum nicht 5 Nukleotide? [Duplikat]
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