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A code within the genetic code: codon usage regulates co-translational protein folding.
Cell Communication and Signaling ( IF 8.4 ) Pub Date : 2020-09-09 , DOI: 10.1186/s12964-020-00642-6
Yi Liu 1
Affiliation  

The genetic code is degenerate, and most amino acids are encoded by two to six synonymous codons. Codon usage bias, the preference for certain synonymous codons, is a universal feature of all genomes examined. Synonymous codon mutations were previously thought to be silent; however, a growing body evidence now shows that codon usage regulates protein structure and gene expression through effects on co-translational protein folding, translation efficiency and accuracy, mRNA stability, and transcription. Codon usage regulates the speed of translation elongation, resulting in non-uniform ribosome decoding rates on mRNAs during translation that is adapted to co-translational protein folding process. Biochemical and genetic evidence demonstrate that codon usage plays an important role in regulating protein folding and function in both prokaryotic and eukaryotic organisms. Certain protein structural types are more sensitive than others to the effects of codon usage on protein folding, and predicted intrinsically disordered domains are more prone to misfolding caused by codon usage changes than other domain types. Bioinformatic analyses revealed that gene codon usage correlates with different protein structures in diverse organisms, indicating the existence of a codon usage code for co-translational protein folding. This review focuses on recent literature on the role and mechanism of codon usage in regulating translation kinetics and co-translational protein folding.

中文翻译:

遗传密码中的一个密码:密码子使用调节共翻译蛋白质折叠。

遗传密码是简并的,大多数氨基酸由两到六个同义密码子编码。密码子使用偏好,即对某些同义密码子的偏好,是所有检查基因组的普遍特征。同义密码子突变以前被认为是沉默的;然而,越来越多的身体证据表明,密码子的使用通过影响共翻译蛋白质折叠、翻译效率和准确性、mRNA 稳定性和转录来调节蛋白质结构和基因表达。密码子的使用调节翻译延伸的速度,导致翻译过程中 mRNA 的核糖体解码率不一致,这适用于共翻译蛋白质折叠过程。生化和遗传证据表明,密码子的使用在调节原核和真核生物的蛋白质折叠和功能方面起着重要作用。某些蛋白质结构类型对密码子使用对蛋白质折叠的影响比其他蛋白质结构类型更敏感,并且预测的内在无序域比其他域类型更容易因密码子使用变化而导致错误折叠。生物信息学分析表明,基因密码子使用与不同生物体中的不同蛋白质结构相关,表明存在用于共翻译蛋白质折叠的密码子使用密码。本综述重点关注最近有关密码子使用在调节翻译动力学和共翻译蛋白质折叠中的作用和机制的文献。某些蛋白质结构类型对密码子使用对蛋白质折叠的影响比其他蛋白质结构类型更敏感,并且预测的内在无序域比其他域类型更容易因密码子使用变化而导致错误折叠。生物信息学分析表明,基因密码子使用与不同生物体中的不同蛋白质结构相关,表明存在用于共翻译蛋白质折叠的密码子使用密码。本综述重点关注最近有关密码子使用在调节翻译动力学和共翻译蛋白质折叠中的作用和机制的文献。某些蛋白质结构类型对密码子使用对蛋白质折叠的影响比其他蛋白质结构类型更敏感,并且预测的内在无序域比其他域类型更容易因密码子使用变化而导致错误折叠。生物信息学分析表明,基因密码子使用与不同生物体中的不同蛋白质结构相关,表明存在用于共翻译蛋白质折叠的密码子使用密码。本综述重点关注最近有关密码子使用在调节翻译动力学和共翻译蛋白质折叠中的作用和机制的文献。生物信息学分析表明,基因密码子使用与不同生物体中的不同蛋白质结构相关,表明存在用于共翻译蛋白质折叠的密码子使用密码。本综述重点关注最近有关密码子使用在调节翻译动力学和共翻译蛋白质折叠中的作用和机制的文献。生物信息学分析表明,基因密码子使用与不同生物体中的不同蛋白质结构相关,表明存在用于共翻译蛋白质折叠的密码子使用密码。本综述重点关注最近有关密码子使用在调节翻译动力学和共翻译蛋白质折叠中的作用和机制的文献。
更新日期:2020-09-10
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