Eş anlamlı kodonlar eşit kullanılmaz
Yirmi amino asidin on sekizi birden fazla kodonla kodlanır ve her organizma eş anlamlı kodonlarını kendi oranlarında kullanır. Lösinin altı kodonu vardır; insan genlerinde CTG lösinlerin yaklaşık %40’ını kodlar, E. coli’de de CTG yaygındır ama CTA nadirdir. Bu tercih kodon yanlılığıdır ve bir kodon kullanım tablosu onu ölçer.
Sütunlar
Bir tablo her kodonu, kodladığı amino asit ve iki sayıyla listeler:
- Binde sıklık: kodonun, sayılan dizilerin her 1.000 kodonunda kaç kez geçtiği. 64 değerin toplamı 1.000’dir.
- Oran: o amino asidin bu kodonla kodlanan payı. Bir amino asit için oranların toplamı 1’dir. 0,05’lik bir oran nadir bir kodonu işaret eder.
Bazı tablolar ham sayımı da verir. Bir tür için tablolar onun binlerce geninden kurulur; tek bir genden ya da tek bir plazmitten çıkan tablo yalnızca o diziyi tanımlar.
Neden önemli
Nadir kodonlar nadir tRNA’lara karşılık gelir. Konakçıda nadir olan kodonlarla dolu bir gen yavaş çevrilir, ribozomlar takılır ve verim düşer; nadir arginin kodonlarından (E. coli’de AGG, AGA, CGA) oluşan diziler kötü ifadenin klasik nedenidir. Kodon uyum indeksi (CAI), bir genin kodonlarının konakçının tercih ettiklerine ne kadar uyduğunu 0 ile 1 arasında özetler; yaklaşık 0,8’in üstündeki genler genellikle iyi ifade edilir.
Kodon optimizasyonu
Bir geni yeni bir konakçı için optimize etmek, proteini değiştirmeden nadir kodonları konakçının tercih ettikleriyle değiştirmek demektir. İyi bir optimizasyon ayrıca çok yüksek GC içeriğinden, uzun tekrarlardan, istenmeyen kesim bölgelerinden ve genin başındaki güçlü RNA ikincil yapısından kaçınır. Her kodonu en sık geçen tek kodona çevirerek aşırı optimize etmek katlanmaya zarar verebilir; bu yüzden birçok araç onun yerine konakçının dağılımına uyar.
Araçlar
Kodon kullanımı hesaplayıcısı yapıştırdığın her kodlayıcı diziden bir tablo kurar. Kodon optimizasyonu bir diziyi seçilen bir konakçı için yeniden yazar, Ters translasyon da bir proteini en sık geçen kodonları kullanarak DNA’ya geri çevirir.