Codon Usage
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Codon Usage (deut. wörtlich Codongebrauch), auch Codon Bias, beschreibt das Phänomen, dass Varianten des universellen genetischen Codes von verschiedenen Spezies unterschiedlich 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.
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[Bearbeiten] 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.
[Bearbeiten] 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 Menschens.[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 |
[Bearbeiten] Quellen
- ↑ Daten aus der Codon Usage Database, die ihrerseits die NCBI-GenBank-Daten nutzt.
