Códons sinônimos não são usados igualmente
Dezoito dos vinte aminoácidos são codificados por mais de um códon, e cada organismo usa seus códons sinônimos em proporções próprias. A leucina tem seis códons; em genes humanos CTG codifica cerca de 40% das leucinas, enquanto em E. coli CTG também é comum, mas CTA é raro. Essa preferência é o viés de códons, e uma tabela de uso de códons o mede.
As colunas
A tabela lista cada códon com o aminoácido que ele codifica e dois números:
- Frequência por mil: quantas vezes o códon aparece a cada 1.000 códons das sequências contadas. Os 64 valores somam 1.000.
- Fração: a parcela daquele aminoácido codificada por este códon. As frações de um aminoácido somam 1. Uma fração de 0,05 indica um códon raro.
Algumas tabelas dão também a contagem bruta. As tabelas de uma espécie são feitas com milhares de genes dela; a tabela de um único gene ou plasmídeo só descreve aquela sequência.
Por que importa
Códons raros correspondem a tRNAs raros. Um gene cheio de códons raros no hospedeiro é traduzido devagar, os ribossomos travam e o rendimento cai; trechos de códons raros de arginina (AGG, AGA, CGA em E. coli) são uma causa clássica de expressão ruim. O índice de adaptação de códons, CAI, resume de 0 a 1 o quanto os códons de um gene combinam com os preferidos do hospedeiro; genes acima de 0,8 costumam expressar bem.
Otimização de códons
Otimizar um gene para um novo hospedeiro é trocar os códons raros pelos que o hospedeiro prefere, sem mudar a proteína. Uma boa otimização também evita conteúdo de GC muito alto, repetições longas, sítios de restrição indesejados e estrutura secundária forte do RNA no início do gene. Otimizar demais, trocando cada códon pelo mais frequente, pode atrapalhar o enovelamento, então muitas ferramentas imitam a distribuição do hospedeiro.
Ferramentas
Uso de códons monta uma tabela a partir de qualquer sequência codificante que você colar. Otimização de códons reescreve uma sequência para o hospedeiro escolhido, e Tradução reversa transforma uma proteína de volta em DNA usando os códons mais frequentes.