大肠杆菌密码子偏好性
密码子偏好性
CAC (7.3)
CGC (14.0)
C
CUA (5.6)
CCA (9.1)
CAA (14.4)
CGA (4.8)
A
CUG (37.4)
CCG (14.5)
CAG (26.7)
CGG (7.9)
G
A
AUU (29.6)
ACU (13.1)
AAU (29.3)
AGU (13.2)
U
AUC (19.4)
ACC (18.9)
AAC (20.3)
AGC (14.3)
C
AUA (13.3)
ACA (15.1)
AAA (37.2)
AGA (7.1)
A
AUG (23.7)
ACG (13.6)
AAG (15.3)
AGG (4.0)
G
G
GUU (21.6)
GCU (18.9)
GAU (33.7)
GGU (23.7)
精氨酸
Arginine
Arg
R
CGU,CGC,CGA,CGG,AGA,AGG
天冬酰胺
Asparagine
Asn
N
AAU,AAC
天冬氨酸
Asparticacid
Asp
D
GAU,GAC
半胱氨酸
Cystine
Cys
C
UGU,UGC
谷氨酸
Glutamicacid
Glu
E
GAA,GAG
谷氨酰胺
Glutarnine
A
UUG (12.9)
UCG (4.4)
UAG (0.8)
UGG (13.2)
密码子偏好性分析
摘 要 脂多糖结合蛋白(lipopolysaccharide-binding protein, LBP)是机体识别革兰氏阴性菌内毒素并启 动免疫反应的关键因子。为了了解 LBP 基因的密码子使用特性，为其选择合适的受体动物以及最佳外源 表达系统提供依据，本研究运用 CHIPS、CUSP 和 CodonW 在线程序分析自主电子克隆的猪(Sus scrofa) LBP 基因(GenBank 登录号: NM-001128435.1)的密码子偏好性，并与猪 8 种抗病相关基因、模式生物基因 组以及其他物种 LBP 基因相比较。结果表明，猪 LBP 基因大部分偏好使用以 G/C 结尾的密码子，27 种偏 好密码子(相对使用度(RSCU)＞1)中偏好性较强的有 GCC、CAC、CTG 和 TCC(RSCU≥2)，而猪 8 种抗病 相关基因有 23 种偏好密码子，全部以 G/C 结尾，并且偏好性较强的密码子有 GCC、ATC、CTG 和 GTG；通 过比较 14 种动物的 LBP 基因密码子偏好性，发现 14 个物种的 LBP 基因表达水平一般，并且都偏好以 G/C 结尾的密码子；聚类分析发现，偶蹄目猪与 2 种食肉目动物(猫(Felis catus)和狗(Canis))聚为一类，与系统 分类关系不一致；在密码子的使用频率上，猪 LBP 基因与小鼠(Mus musculus)基因组的差异小于大肠杆菌 (Escherichia coli)和酵母菌(Saccharomyces)等 2 种模式生物基因组，故小鼠更适合作为该 LBP 基因的外源表 达宿主。本研究结果为 LBP 基因在动物遗传改良中选择合适的受体动物、选择最佳的外源表达系统以及 提高其表达水平提供一定的理论依据。 关键词 猪，脂多糖结合蛋白基因(LBP)，密码子偏好性
毕赤酵母和大肠杆菌密码子偏好表比较
大肠杆菌 UCU UCC UCA UCG AGU AGC 11 9.3 10.1 8.5 10.8 14.9
CCU CCC CCA CCG
8 5.6 8.7 19.1
AUU AUC AUA
29.6 22.5 8.5
AUG
25.8
ACU ACC Βιβλιοθήκη CA ACG11.1 21.2 10.9 13.8
GUU GUC GUA GUG
大肠杆菌 UUU UUC 22.6 15.6
UUA UUG CUU CUC CUA CUG
15.1 12.9 12.7 10.1 4.6 45.6
毕赤酵母 Ser丝氨酸 S UCU 24.4 UCC 16.5 UCA 15.2 UCG 7.4 AGU 12.5 AGC 7.6 Pro脯氨酸 CCU CCC CCA CCG Thr苏氨酸 ACU ACC ACA ACG Ala丙氨酸 GCU GCC GCA GCG P 15.8 6.8 18.9 3.9 T 22.4 14.5 13.8 6 A 18.9 16.6 15.1 3.9
20.1 14 12 23.2
GCU GCC GCA GCG
17.5 23.7 21.7 27.6
毕赤酵母 Tyr酪氨酸 Y UAU 16 UAC 18.1 His组氨酸 CAU CAC Gln谷氨酰胺 CAA CAG Asn天冬酰胺 AAU AAC Lys赖氨酸 AAA AAG Asp天冬氨酸 GAU GAC Glu谷氨酸 GAA GAG H 11.8 9.1 Q 25.4 16.3 N 25.1 26.7 K 29.9 33.8 D 35.7 25.9 E 37.4 29
GAA GAG
37.9 18.9
大肠杆菌 5.4 6
密码子偏好性与异源蛋白表达
密码子偏性与异源蛋白表达原文：Claes Gustafsson, et al. TRENDS in Biotechnology, 2004,22(7): 346-353./corp/images/MS102504CG.pdf翻译：zhxm409511在1977年，当Genetech的科学家和他们的科研合作伙伴首次利用细菌生产出人类蛋白（生长激素释放抑制因子）时[1]，蛋白的异源表达在整个生物技术产业中发挥着关键的角色。
那时，仅知道生长激素释放抑制因子的氨基酸序列，还不知如何从人的基因组中克隆该基因，因此，Genetech小组采用数条寡核苷酸合成了14个密码子长的生长激素释放抑制因子基因。
Itakura和同事们设计这些寡核苷酸时遵循了三条标准[1]。
首先，优先使用MS2噬菌体偏爱的密码子——尽管当时对大肠杆菌的基因组DNA序列还知之甚少，却已刚刚完成了MS2噬菌体的测序，并认为该噬菌体的序列能够代表大肠杆菌高表达基因所使用的密码子。
其次，消除寡核苷酸不必要的分子内和分子间配对，因为这可能影响基因合成。
第三，避免那些先是富含GC随后是富含AT的序列，当时认为这种序列可能会导致转录终止。
结果，利用这条合成的基因首次制生产出来了具有功能活性的多肽。
25年后的今天，大多数基因克隆自cDNA文库或直接利用聚合酶链反应（PCR）从相应的基因组中扩增获得。
要尽量避免从头合成基因，因为这样做需要消耗大量的财力和人力[2]。
尽管基于PCR的克隆被广泛使用，但很多情况下它还是不及所描述的那样快捷和容易。
它经常需要一些不易得到的模板（对于具有内含子的生物，需要cDNA模板），此外还需要进行PCR条件的优化，需要对PCR产物进行测序，如果PCR引入了任何的配对错误，还经常需要通过定点突变进行修复。
然而，当扩增出的基因克隆入表达载体后，真正有趣的事情就发生了：经常是没有蛋白表达或表达水平很低。
人们已经进行了大量的研究，以提高克隆基因的表达水平，包括优化宿主的生长条件，建立新的宿主系，改用新的宿主，和无细胞系统[3]。
密码子偏好性分析..
手段 ，通过比较核基因编码的核糖体蛋白和线粒体基 因编码的核糖体蛋白上密码子使用模式的差异来预测 未知蛋白的基因所在基因组位置。
（二）通过密码子使用偏好性的研究， 可以判定一些最优
密码子，针对这些密码子设计基因工程表达载体可以提高目 的基因的表达量 。 （三）利用密码子使用偏好性和某种功能的关联程度对某些 未知功能基因进行预测利用已知的密码子偏好知识对未知表 达水平 的 基 因 进行 判 定 初步判断该基因的表达水平高或 低。 （四）利用编码区和非编码区的基因组特征差异进行全基因 组扫描，发现新基因。 密码子使用偏性的影响因素：
其中，n表示这个密码子所代表的氨基酸的同义密码子种类数目(1<n6)， 戈代表第i个密码子的出现次数。RSCU是衡量密码子偏性较直观的一个参数。
密码子适应指数( Codon adaption index , CAI ) 该指数以一组具高表达水平的基因为参考 , 测量某一个基因的密码子偏 好情况和这些高表达基因密码子偏好情况的接近程度 , 如果一个基因完 全使用高表达基因中所用的密码子 , 则其 C AI 值为 1 。目前这个指数已 被广泛用来预测基 因 的 表 达 水平。
进行查询
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如需进行图文分析，则点击Graphics
计算同义密码子相对使用度（Relative synonymous codon
usage， RSCU） 在genebank中取出序列后，用codonw进行在线分析
结果如下：
利用cusp计算密码子Franction和Frequency。 Franction：各个密码子在编码该氨基酸的密码子中所占的比例。 Frequency：该密码子在编码总基因密码子中出现的频率。
稀有密码子对大肠杆菌蛋白表达影响
稀有密码子对大肠杆菌蛋白表达影响摘要外源基因中的稀有密码子是影响大肠埃希菌(大肠杆菌)表达的重要因素。
稀有密码子尤其是串联稀有密码子能降低甚至耗竭胞内同源tRNA,降低蛋白表达水平,并具有显著的位置效应。
另外,稀有密码子可以引起外源mRNA翻译过程中的移码翻译、核糖体跳跃和氨基酸错配等异常事件。
本文就稀有密码子影响大肠杄菌蛋白表达的机制研究作一糸统综述。
在所有生物的基因中,对同义密码子的使用都不是随机的,不同的生物对同义密码子的选择有着不同的偏性。
对大肠杆菌基因密码子使用频率分析表明,几乎所有简并密码子家族都对其中一个或两个密码子有偏性,高表达基因比低表达基因的密码子偏性更显著。
同义密码子的使用频率与细胞内同源tRNA的相对数量有直接关联,通常反映出其同源tRNA的浓度。
很多外源基因尤其是真核基因含有大量大肠杆菌稀有密码子,这些稀有密码子的存在是很多外源基因不能在大肠杆菌得到高效表达的原因之一。
目前有关稀有密码子的研究主要限于精氨酸稀有密码子AGA/AGG,究主要限于精氨酸稀有密码子AGA/AGG,子。
本文就有关稀有密码子影响大肠杆菌蛋白表达的机制研究作一系统综述。
一、稀有密码子的解码速率核糖体在稀有密码子位点翻译速率降低的发现最早来自于对分泌蛋白内称之为暂停位点的研究12。
在这些蛋白的跨膜运输过程中,在暂停位点存在不完全多肽中间物,研究发现暂停位点由几个稀有密码子组成。
这是由于稀有密码子的同源tRNA丰度很低,在核糖体的A位以随机方式寻找与稀有密码子配对的同源氨酰tRNA需要花费比偏性密码子更长的时间,导致多肽延伸的翻译速率降低。
蛋白合成速率由翻译起始速率(Ri)和核糖体在mRNA的移动速率所决定通常偏性密码子的解码速率(Ra)与稀有密码子的解码速率(Rb)都在大于Ri,因而对蛋白合成速率并无影响。
只有在某些条件下当稀有密码子的同源tRNA供应不上时,Rb就会大大低于Ri,引起核糖体停在稀有密码子处,并阻碍了随后的核糖体蛋白合成mRNA上形成核糖体串,这串核糖体的数目由Ra和Rb的速率比所决定。
大肠杆菌偏爱密码子
115
Serine AGC UCU AGU UCC UCA UCG Threonine ACC ACG ACU ACA
105
119
Tryptophan Trp W UGG 13.8( 60422) Tyrosine Tyr Y UAU 18.5( 80908) UAC 12.0( 52358) GUG GUU GUC GUA 终止密码子 UAA UGA UAG Val V 23.2(101553) 20.1( 88035) 14.0( 61260) 12.0( 52343) 2.0( 1.0( 0.3( 8683) 4573) 1262)
CUU 12.7( 55331) CUC 10.1( 44179) CUA 4.6( 19924) CUG 45.6(199228) AUU 29.6(129557) AUC 22.5( 98422) AUA 8.5( 37183) AUG 25.8(112745) GUU GUC GUA GUG 20.1( 88035) 14.0( 61260) 12.0( 52343) 23.2(101553)
89
174
132 133 121 147 146 75155 13113
146 第 1 页
E.coli偏爱密码子 AAA 35.6(155678) AAG 13.2( 57575) Methionine Met M AUG 25.8(112745) Phenylalamine Phe F UUU 22.6( 98848) UUC 15.6( 68039) Proline Pro P CCG 19.1( 83496) CCA 8.7( 37970) CCU 8.0( 35081) CCC 5.6( 24688) Ser s 14.9( 65301) 11.0( 48112) 10.8( 47381) 9.3( 40617) 10.1( 44257) 8.5( 37053) Thr T 21.2( 92587) 13.8( 60170) 11.1( 48507) 10.9( 47835) 149 165
如何构建一个大肠杆菌高效表达的分子克隆
如何构建一个大肠杆菌高效表达的分子克隆？影响基因在大肠杆菌中表达的因素是多方面的，以下我就从载体选择、启动子、终止子、核糖体结合位点、密码子、质粒拷贝数、表达产物的稳定性、受体细胞代谢等方面说明构建大肠杆菌高效表达的方法。
一、表达载体表达载体应具有以下条件：1、能够独立复制。
根据载体复制的特点，可分为严谨型和松弛型。
严谨型载体伴随宿主染色体的复制而复制，在宿主中拷贝数很少（1~3个）；松弛型的复制而不依赖于宿主染色体，在宿主细胞中的拷贝数可多达3000个。
2、应具有灵活得多克隆位点和方便的筛选标记，便于外源基因的克隆、鉴定和筛选。
而且多克隆位点应位于启动子序列之后，以使外源基因表达。
3、应具有很强的启动子，能被大肠杆菌的RNA聚合酶识别。
4、应具有使启动子受抑制的阻遏子，只有在受到诱导时才能进行转录。
阻遏子的阻遏作用可由物理（如温度）、化学（如IPTG、IAA等）因素进行调节，这样可人为地选择启动子启动转录mRNA的时机。
因外源基因的高效表达往往会抑制宿主细胞的生长、增殖。
而阻遏子可使宿主细胞免除此不良影响。
例如可使宿主细胞快速生长增殖到相当量，再通过瞬时消除阻遏，使所表达的蛋白质在短时间内大量积累，同时可减少表达产物的降解。
5、应具有很强的终止子，以便使RNA聚合酶集中力量转录克隆的外源基因，而不转录其他无关基因。
同时强终止子所产生的mRNA较为稳定。
诱导表达时，由于强终止子所致的高水平转录反过来会影响质粒DNA自身的复制，从而引起质粒的不稳定或脱质粒现象。
因此在外源基因的下游安置强终止子可以克服由质粒转录引起的质粒不稳定。
6、所产生的mRNA必须有翻译的起始信号，即起始密码AUG和SD序列。
二、启动子启动子是表达载体最重要的组成成分，这是因为启动子控制了基因表达的第一个阶段，决定了mRNA合成的速度。
启动子是在转录水平上影响基因表达。
转录的最大速率取决于启动子中碱基的组成，往往会因为一个碱基的不同，启动子效率可能提高上千倍。
密码子偏好性分析 2
（一）基因序列碱基组成的偏好性
在不存在自然选择压力 的 情 况 下， 一定方向的突变压会影响序列本 身的碱基组成 ，而这一效应同时也会反映在同义密码子的第 3位上。这 样 的偏好性仅仅是反映了序列组成的特征，而与蛋白功能或表达水平无 关。
（二）弱的自然选择效应
对于所有密码子家族来讲，即使存在密码子偏好性，由于同义密码子并 不改变最终的蛋白产 物。所以对于那些频繁被使用的密码子的选择性被 认为是很弱的。但是这种弱的选择会体现在基因表达水平上。在高表达 的基因中，密码子使用偏好性要强过一 般表达的基因。
其中RSCUmax、是高表达参照基因中，每一个氨基酸里使用频率最高的密码子的相对同义密码子使用频率，L是基因中 密码子的个数
高 频 密 码 子与最优密码子
某一密码子相对同义密码子使用频率单值超过60% 或者超过该组同义密 码子平均占有频率的1.5 倍的密码子即为高频码子。 最后采用高表达优越密码子分析方法先，计算每个基因的密码子有效数 和相对同义密码子用法， 然后再根据各 Nc值确 定高表达和低表达样本 组，计算出这两个样本组中各个密码子各自的值，最后通过卡方检验确 定出高表达基因的优越密码子确定最优密码子。
由于密码子偏性的研究近年来一直是一个热点，因此研究的指标也出现 得很多，如可以衡量特定基因偏性大小的密码子偏爱指CBI(Morton1993) 和最优密码子使用频率 FOp(LavnerandKotlar2005)，弥补了密码子的 相对嫡值的加Ew(Suzukietal.2004)等。多种多样的技术和方法促进了密 码子偏性的研究，但是也产生了一些的研究结果之间存在了的不一致， 特别是有些方法仅仅能运用于局限的物种或某些特定的基因中。因此在 使用这些新开发的方法时，必须了解每一种方法背后的假设和推论，才 能确保结果的正确性。
偏好密码子
Arg 35.74% Arg 37.42% Arg 6.89% Arg 10.97%
T C A G
A
Ileu Ileu Ileu
49.83% 40.13% 10.04%
Thr Thr Thr Thr
16.91% 41.01% 15.22% 26.86%
Asn Asn Lys Lys
47.77% 52.23% 75.02% 24.98%
笨丙氨酸 （phenylalanine） Phe 脯氨酸（ proline） 丝胺酸（ serine） 苏氨酸（ threonine） 色氨酸（ tryptophan） 酪氨酸（ tyrosine） 颉氨酸（ valine） Pro Ser Thr Trp Tyr Val
谷氨酸（ glutamic acid） Glu 甘氨酸（ Glicine） 组氨酸（ histidine） 异亮氨酸 （isoleucine） Gly His Ile
2001 年 8 月 21 日 完成最后一次计算
注：Stp 表示终止密码子
T
C
A
G
T
Phe Phe Leu Leu
58.33% 41.67% 13.56% 12.69%
Ser Ser Ser Ser
14.89% 14.85% 13.68% 14.57%
Tyr Tyr Stp Stp
57.63% 42.37% 59.68% 8.48%
谷氨酸（ glutamic acid） Glu 甘氨酸（Glicine） 组氨酸（ histidine） 异亮氨酸 isoleucine） （ Gly His Ile
G13: QRSVSNAATRVCRTGRSRW ATGCAGCGTTCTGTGTCTAACGCAGCAACT CGTGTGTGCCGTACTGGTCGTTCTCGTTGG 引物 1：AGAATTC ATGCAGCGTTCTGTGTCTAA 引物 2：ATTGTCGAC TTACCAACGAGAACGACCAGT Nco1 C CATG G G G TAC C
密码子使用偏好性参数汇总
密码⼦使⽤偏好性参数汇总研究密码⼦偏好性常⽤的参数1、相对同义密码⼦使⽤度(Relativ e Synonymous Codon Usage, RSCU )是指对于某⼀特定的密码⼦在编码对应氨基酸的同义密码⼦间的相对概率，它去除了氨基酸组成对密码⼦使⽤的影响。
如果密码⼦的使⽤没有偏好性，该密码⼦的RSCU值等于1，当某⼀密码⼦的RSCU值⼤于1时，代表该密码⼦为使⽤相对较多的密码⼦，反之亦然。
第i个氨基酸的第j个密码⼦的相对同义密码⼦使⽤度值的计算公式如下:公式中, X ij是编码第i个氨基酸的第j个密码⼦的出现次数, n i是编码第i个氨基酸的同义密码⼦的数量( 值为1~6) 。
研究中通常先利⽤⾼表达基因的RSCU值建⽴参考表格。
2、密码⼦适应指数(Codon Adaptation Index, CAI)可以根据已知⾼表达基因的序列来估计未知基因密码⼦使⽤的偏好性程度。
CAI的值在0~1之间, 如果越⾼则表明该基因的密码⼦使⽤偏好性越强。
CAI 值⼀般⽤来预测种内基因的表达⽔平( 但⽬前的研究发现对于单细胞⽣物⽐较适⽤, ⽽在哺乳动物中并不能⽤来表⽰基因表达⽔平), ⼜可以⽤来预测外源基因的表达⽔平。
w ij(The relative adaptiveness of a codon): 密码⼦相对适应度上式中RSCU imax、X imax分别指编码第i个氨基酸的使⽤频率最⾼的密码⼦的RSCU值和X值L是指基因中所使⽤的密码⼦数。
3、密码⼦偏好参数(Codon Preference Parameter, CPP)CPP的变化范围为0 ~ 18, 越接近18表⽰密码⼦被⾮随机使⽤的程度越⾼。
它对于基因编码区域总的碱基组成不敏感, 适于⽐较基因间或物种间密码⼦使⽤偏性的⼤⼩。
x ij是编码第i个氨基酸的第j个密码⼦的出现次数, n i是编码第i个氨基酸的同义密码⼦的数量( 值为2~6, n i= 1 的情况被排除) 4、有效密码⼦数(Effective Number of Codon, ENC)ENC值的范围在20~ 61之间, 越靠近20偏性越强。
大肠杆菌gdhA基因的密码子偏好性分析及优化
Su Hui Li Yongguang Tan Wenyong Teng Weili * Li Wenbi n *
Key Laboratory of Soybean Biolo gy in the Chines e Ministry of Education , Nort heast Agricult ural Universit y, Harbin , 150030 * Correspondi ng authors, wl neau@; wenbinli@neau DOI: 10.13417/ j.gab.034.000521
已有报道植物在高温干旱高盐污染以及病原菌侵染等逆境条件下会造成gdh活性的升高其原因可能是逆境环境中容易造成植物体内蛋白质降解释放出大量的铵引起中毒植物体内铵的浓度明显升高引起gdh的催化合成能力增加提高其在氨同化过程中的作用以缓解植物由于过量铵的积累造成的毒性从而起到保护作用林清华等2000
基因组学与应用生物学，2015 年，第 34 卷，第 3 期，第 521- 529 页 Genomics and Applied Biology, 2015, Vol.34, No.3, 521- 529
Abstr act In this study, codon usages of gdhA genes from 10 species were analyzed by several softwares. The results showed that there were great differences in codon usage bias of gdhA gene in different species. The effective number of codons (ENc) of gdhA genes in Oryza sativa, Shigella flexneri, Citrobacter, Escherichia coli were all about 40, which indicated these genes were highly biased; gdhA genes in other 6 species were low biased with ENC about 50. gdhA genes in Oryza sativa, Shigella flexneri, Citrobacter, Salmonella enterica, Bacillus licheniformis, and Escherichia coli preferred to use condons ended with G or C; t hose genes in other 4 species preferred to use codons ended with A or T. In 10 species, CUA and UAG were rarely used codons with RSCU value less than 1; other codons were differently used i n all species. Clustering results of 10 species based on the codon usage and CDS sequence of gdhA gene were nearly consistent. According to the results of the analysis of codon usage of gdhA gene,we optimized codons of gdhA gene to increase the expression level in soybean. K eywor ds gdhA gene, Codon usage bias, Codon optimization
密码子偏好性与异源蛋白表达
密码子偏性与异源蛋白表达原文：Claes Gustafsson, et al. TRENDS in Biotechnology, 2004,22(7): 346-353./corp/images/MS102504CG.pdf翻译：zhxm409511在1977年，当Genetech的科学家和他们的科研合作伙伴首次利用细菌生产出人类蛋白（生长激素释放抑制因子）时[1]，蛋白的异源表达在整个生物技术产业中发挥着关键的角色。
那时，仅知道生长激素释放抑制因子的氨基酸序列，还不知如何从人的基因组中克隆该基因，因此，Genetech小组采用数条寡核苷酸合成了14个密码子长的生长激素释放抑制因子基因。
Itakura和同事们设计这些寡核苷酸时遵循了三条标准[1]。
首先，优先使用MS2噬菌体偏爱的密码子——尽管当时对大肠杆菌的基因组DNA序列还知之甚少，却已刚刚完成了MS2噬菌体的测序，并认为该噬菌体的序列能够代表大肠杆菌高表达基因所使用的密码子。
其次，消除寡核苷酸不必要的分子内和分子间配对，因为这可能影响基因合成。
第三，避免那些先是富含GC随后是富含AT的序列，当时认为这种序列可能会导致转录终止。
结果，利用这条合成的基因首次制生产出来了具有功能活性的多肽。
25年后的今天，大多数基因克隆自cDNA文库或直接利用聚合酶链反应（PCR）从相应的基因组中扩增获得。
要尽量避免从头合成基因，因为这样做需要消耗大量的财力和人力[2]。
尽管基于PCR的克隆被广泛使用，但很多情况下它还是不及所描述的那样快捷和容易。
它经常需要一些不易得到的模板（对于具有内含子的生物，需要cDNA模板），此外还需要进行PCR条件的优化，需要对PCR产物进行测序，如果PCR引入了任何的配对错误，还经常需要通过定点突变进行修复。
然而，当扩增出的基因克隆入表达载体后，真正有趣的事情就发生了：经常是没有蛋白表达或表达水平很低。
人们已经进行了大量的研究，以提高克隆基因的表达水平，包括优化宿主的生长条件，建立新的宿主系，改用新的宿主，和无细胞系统[3]。
密码子使用偏好性对生物钟基因表达模式及功能的影响
密码子使用偏好性对生物钟基因表达模式及功能的影响李艺柔!赵!静!!!河北师范大学生命科学学院!石家庄!"$""79"摘!要!密码子的使用对蛋白表达具有重要的影响$密码子的自然选择影响翻译的准确性和效率#而调控基因转录&可变性剪接和U@P结构等可以影响基因表达模式$本文结合模式生物脉孢菌&蓝藻以及果蝇生物钟基因的密码子选择特点#阐述了非最优密码子使用偏好性对生物钟基因表达模式及功能的影响$关键词!密码子使用偏好性!生物钟基因!表达模式!蛋白结构和功能!!在进化过程中#地球上生活的许多生物适应于环境的昼夜节律性变化#产生了近79小时周期性变化的生物钟系统#从简单的蓝藻到复杂的哺乳动物#生物钟广泛存在$生物钟可以帮助机体预测和适应日周期性的节律变化#使生物体的各种生理&生化水平以及行为活动达到与环境周期变化的同步性#为生物提供生存优势$在自然界中#编码7"种氨基酸的密码子有#/种#除色氨酸和甲硫氨酸仅由一种密码子编码外#其余氨基酸均对应7^#个密码子#而其中同义密码子的使用频率在物种间和物种内均不相同#称为密码子使用偏好性$密码子使用偏好性几乎存在于所有物种基因组中#是基因与物种在长期进化过程中突变&选择和漂变的综合作用的结果(/)$目前#影响密码子使用的各种可能因素仍是一个比较有争议的问题#但是一般认为具有高表达水平的基因具有较高程度的密码子使用偏好性$在面临着较强的翻译效率]精确性的选择条件下#基因对与具有高表达丰度的D U@P互补的密码子具有更强的选择偏好性$虽然已有研究表明基因对特定密码子的选择偏好性会因某些环境因子而改变(7)#但是密码子选择偏好性对生物体复杂的表型及其环境适应性的直接影响在很大程度上还是未知的$!"最优密码子的使用对生物钟蛋白的表达 结构和功能的影响粗糙脉孢菌在进化上与植物和动物密切相关#是研究生物钟机制的重要模式生物$脉孢菌的蛋白编码基因表现了很强的密码子偏好性#这种丝状真菌中几乎所有密码子的第三位碱基都表现出了=_H_2_P的偏好性(8)$研究人员通过质谱分析鉴定了脉孢菌全细胞提取物中含量较为丰富的蛋白#发现编码蛋白表达丰度较高的基因表现了更强的最优密码子偏好性#最优密码子氨基酸总是伴随着最高水平的翻译延长速率$脉孢菌生物钟核心振荡器中起关键作用的元件光周期蛋白!K U Y`T Y@=Y#K U`"和光周期蛋白互作蛋白!K U`;-D.I%(D'+-U@PO.)'(%C.#K U O"是生物钟核心调控的两个负调控元件#两个光受体蛋白\O;2Y=G W W P U/和\O;2Y=G W W P U7!\=/和\=7"作为转录因子组成异源二聚体复合物激活93:的转录'K U`K U O复合物通过与\=蛋白互作#抑制\=复合物的活性$K U`蛋白的表达水平和稳定性对于设定周期长度&相位和生物钟对环境信号的敏感性发挥了重要的作用(9)$另外#K U`还会通过一个连锁的正反馈环路促进两个\=蛋白的表达$为了研究密码子使用对93:的表达模式及功能发挥的影响#研究人员构建了两种93:基因序列氨基端密码子优化的菌株,93:和S93:!,93:只将93:基因的稀有密码子进行了优化#S93:将93:基因的每个密码子均进行最优化"#结果显示#在恒定光照条件下#,93:和S93:菌株均比R D93:菌株!野生型"具有更高水平的K U`蛋白表达量'K U`蛋白已经被证明可以上调\=蛋白的表达水平#然而\=/和\=7的表达水平在不同菌株中是相似的#并没有受到密码子优""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""(/9)K U P@=G;4K X#Y W;a P X Y2O P V#42Y<O P@;Y=>#.D%)0P-J&*%D.+-D3.C'6-%)C(+-D I+))'-6C3++D LI%-(3'-6(N)02I.-*C'-<)%-D4('.-(.#7"/A#79!8"%77"78#0(/$)=O P X;>\P2H#X U Y\Y U<X#X Y Q Y U;V H Y=P0;-'D'%)LJ* +JD6I+R D3+((JI C'-*.&.-*.-D+S%JM'-S)+R+JD+S LJ*C(N)0<)%-D <3F C'+)+6F#7"/A#/:A!/"%$$#$0(/#)X P U X;Y UK#<Y U G@2#W Y=Y U KB#.D%)04J(I+C.'C%-.%I)F ,+*J)%D+I+SD3.5.F3+I,+-%),.(3%-'C,C(+-D I+))'-6LJ*+JD6I+R D3'-;+8.<=6307.(N)0N+JI-%)+S Y M&.I',.-D%)X+D%-F#7"/$###!A"%7$#A7$170(/:)B b W W Y U V#\P W V;Y2#B;[P\P>;>#.D%)0=F D+5'-'-'CI.cJ'I.*S+I.C(%&.LJD-+D I.).%C.S I+,%JM'-,.*'%D.*%&'(%)*+,'-%-(.(N)023.<)%-D N+JI-%)#7"/$#17!$"%1:911#0 (/1)H;U P T W22#P X;V;K#4;H G H@YB#.D%)04J6%I C%I.J-*.I )'63D(+-D I+)*JI'-6LJ*LJI C D'-;+8.C&(N)0<)%-D#=.))dY-E'I+-,.-D#7"/"#88!1"%/88A/8$"0(/A)>Y X U G B2O#X U T2@Y W W2<#O P[4V X#.D%)0Q.6.D%D'E.%M'))%I F LJ**+I,%-(F'-*J(.*LF C3%*.%-**.S+)'%D'+-C'6-%)C'-D3.6I%C C.C(N)0<)%-D4'6-%)'-6dX.3%E'+I#7"/"#$!8"%8/:8/A0#!!化菌株中高表达的KU `蛋白的影响$将构建的两种优化型93:基因,93:和S 93:和野生型93:基因!R D 93:"分别转入93:缺陷菌株!93:/""中#发现转入R D 93:的菌株可以完全恢复93:/"在持续黑暗条件下的节律性分生孢子产生表型#但是转入构建的两种优化型93:!,93:和S 93:"的菌株依旧表现出分生孢子产生的无节律表型$之前已有研究证实高水平的KU `蛋白并不会导致无节律性#说明最优密码子的使用可能会影响KU `蛋白的功能发挥$研究人员通过进一步的实验证明在密码子优化菌株中#KU `蛋白在负反馈环路和正反馈环路中的功能均发生了障碍$虽然密码子优化菌株中KU `蛋白的表达水平很高#但是KU `蛋白无法发挥正常的生物学功能#研究人员通过冻融循环实验以及胰蛋白酶消化实验均证实密码子优化菌株中KU `蛋白的稳定性明显降低#并且发现KU `蛋白结构构象的改变与最优密码子在基因中的特定位置相关$表明密码子的选择不仅调控蛋白表达水平#同样会影响蛋白的结构和功能($)$#"非最优密码子的使用是实现生物钟条件性的重要机制在蓝藻>?-1+/@.458<==:A97中#生物节律在周期性变化的环境中表现了很强的选择优势$对>?-1+/@.458的启动子活性&,U @P 丰度和染色体拓扑结构的研究表明#其整个基因组的表达是受生物钟起搏器调控的(#)$蓝藻生物钟核心元件!包括>%'P &>%'X 和>%'="#>%'P 以单顺反子转录表达#>%'X =以多顺反子转录表达#>%'P 和>%'X =的转录水平很高#均位于>?-1+/@.458,U @P 表达丰度的前$e $为了研究A .0基因对密码子的选择程度#研究人员对A .0基因的密码子适应指数=P ;!=+*+-P *%&D %D '+-;-*.M #=P ;"及其转录产物的$f,U @P 折叠能进行了计算#结果显示虽然A .0X =的转录产物丰度很高#但是A .0X 和A .0=的=P ;值却低于>?-1+/@.458基因组的平均=P ;值$研究人员根据>?-1+/@.458中高表达基因的密码子使用情况#构建了两种密码子被优化的A.0X =修饰菌株+&D >%'X 和+&D >%'X =!+&D >%'X 为A .0X 基因密码子优化菌株#+&D >%'X =为A .0X 和A .0=基因密码子均被优化的菌株"#对蓝藻在其自然生境中可能经历的温度范围内!/1g ^81g "检测了密码子优化型菌株和野生型菌株的实时基因表达情况#结果发现蓝藻在其最适生长温度!8"g "条件下#优化后的+&D >%'X 菌株和+&D >%'X =菌株具有与野生型同样的振荡强度#而在温度较低!/1g ^78g "的条件下#野生型菌株在表达几个振荡周期循环后出现了节律消失的表型#而+&D >%'X 菌株和+&D >%'X =菌株在一个广阔的温度范围内均表现了强有节律性的基因表达模式$研究人员对野生型和优化型菌株进行了生存竞争实验#发现在较低温度条件下的光暗周期中#生物钟振荡受到抑制的菌株!=WP (菌株"以及无节律的菌株!=W P L 菌株"在自由振荡条件下比具有强节律性振荡的+&D >%'X =菌株具有更快的生长速度!=W P L 和=W P (都是A.0=基因的点突变菌株"(:)$蓝藻A .0基因与脉孢菌93:基因都表现了对非最优密码子的选择$与脉孢菌93:基因一样#蓝藻生物钟基因A.0X =密码子的优化并没有扰乱内源的生物钟调控#但是A.0X =密码子优化以后却在一个较低的温度范围内增强了生物钟对基因表达的节律性调控#不过这种节律性的增强却也抑制了生物在低温条件下的细胞增长#表明自然选择对最优密码子的丢失是由于最优密码子的使用无法实现>?-1+/@.458在较低温度条件下抑制生物节律的转录后调控机制所致$在>?-1+/@.458中#生物钟条件性使内源性的生物节律#在允许细胞快速生长的温度范围内稳健振荡#但是在生物体处于细胞生长速度最小时抑制其节律性振荡#这是生物钟基因适应不同环境转录后调控机制的新发现$$"动物系统中密码子使用偏好性对蛋白结构及功能的影响密码子使用偏好性在所有真核和原核生物基因组中都可以被发现#并且被认为其参与了调控翻译进程的不同方面$在真菌系统中#密码子优化已经被证明可以调控翻译延长速率#为了研究最优密码子在动物系统中对翻译延长速率的影响#用果蝇的无细胞翻译系统直接比较,U @P 翻译延长速率#发现密码子使用偏好会影响翻译延长速率和位点核糖体在,U @P 上的移动#对果蝇周期基因!"-30+7"编码的蛋白结构和功能具有重要的作用$与哺乳动物和脉孢菌类似#果蝇基因组的摇摆位置对H ]=具有很强的密码子偏好性(1)$为了确定密码子使用对翻译延长速率的影响#研究人员通过体外转录构建了两种B52,U @P C%G <2!根据果蝇密码子使用表#将B52基因整个开放阅读框的密码子均优化为最优密码子"和*G <2!每个氨基酸均为偏好性最小的密码子"#将其分别转入加入荧光素的果蝇细胞翻译提取物中#对荧光素酶实时活性进行监测$所有B52,U @P 都有被鉴定的$f 和8f 非翻译区!T -D I %-C )%D .*U .6'+-#T 2U "和相同的多聚腺苷酸长度#B52基因开放阅读框的前十个密码子也是相同的#以保证相同的翻译起始环境$荧光素酶在翻译以后很快!几秒之内"就被折叠了(A)#所以荧光素酶信号在起始翻译后第一次被检测到的时刻!D',.+S S'I C D%&&.%I%-(.#2K P"即反映了翻译过程的速率#结果表明G<2,U@P的2K P要比*G<2,U@P的2K P大约早9,'-$研究人员还通过\.C D.I-X)+D实验#用荧光素酶抗体在不同时间点检测全长的荧光素酶产物#得到了同样的结果$为了确定密码子使用对翻译速率的影响是由于开放阅读框中密码子使用的累积效应#而并非,U@P特殊结构的改变#研究人员在*G<2,U@P背景的基础上又构建了另外8种B52,U@P C!@G<2,U@P C&B G<2,U@P C和=G<2,U@P C"#分别对应*G<2B52,U@P C的@端&中间位置和=端#并被优化为最优密码子$结果显示#@G<2,U@P C&B G<2,U@P C和=G<2,U@P C的2K P都比G<2,U@P的2K P高#而低于*G<2,U@P的2K P#这表明密码子使用确实会影响翻译延长速率#此外还说明密码子使用对翻译延长速率的影响是由编码区密码子使用的累积效应决定的#而非U@P特殊结构的改变$为了确定密码子使用对核糖体在,U@P上移动的影响#研究人员构建了@端连有$个结构性原癌基因!(B F("标签的荧光素酶蛋白#并利用(B F(单克隆抗体对荧光素酶早期肽段进行检测$结果显示#G<2和*G<2的,U@P翻译出的初期荧光素酶肽段具有很大的不同$对于*G<2,U@P#大多数肽段是W T=的中间产物#具有很低水平的完整长度的蛋白'相对而言#G<2,U@P产生了大多数的全长蛋白和少数W T=中间产物'这些结果进一步证明了密码子的使用在调控延长速率中的重要作用#并且表明密码子使用可以调控位点核糖体在,U@P上的移动$蛋白折叠是伴随翻译过程同步发生的$研究人员预测密码子使用对翻译延长速率的影响可能会通过影响共翻译折叠进程的时间而影响蛋白质结构$通过限制性胰蛋白酶消化实验探测体外以及体内G<2和*G<2B52,U@P翻译的全长荧光素酶蛋白的稳定性#发现G<2荧光素酶蛋白相对于*G<2蛋白对胰蛋白酶消化更为敏感'此外#通过对荧光素酶活性和荧光素酶蛋白水平的检测#发现G<2B52细胞中荧光素酶蛋白水平要高于*G<2B52细胞中荧光素酶蛋白水平#但是G<2B52细胞中荧光素酶的活性却比*G<2B52细胞低$说明密码子的使用可以通过影响荧光素酶的结构而影响其蛋白活性$除了蛋白表达水平的不同#G<2,U@P的表达水平也要高于*G<2,U@P的表达水平#这在很大程度上解释了*G<2细胞中低表达水平的荧光素酶蛋白$为了确定,U@P水平的不同是否是由于,U@P稳定性的改变#研究人员在加入转录抑制剂放线菌素V后#对,U@P的降解速率进行检测$结果与预想的一致#G<2B52,U@P的稳定性要远高于*G<2B52,U@P的稳定性$因此#在哺乳动物系统中#密码子的使用还会影响,U@P的稳定性(/")$基金项目 河北省教育厅高等学校青年拔尖人才项目 @+0X N7"/#"88 !通信作者主要参考文献(/)<W G2>;@N X#>T V W P H04F-+-F,+JCLJD-+D D3.C%,.%D3.(%JC.C%-*(+-C.cJ.-(.C+S(+*+-L'%C(N)0@%D JI.U.E'.R CH.-.D'(C#7"/"#/7!/"%87970(7)<P T W4#X P H4>#V P44#.D%)0B+).(J)%I C'6-%D JI.+S3F&.I C%)'-.%*%&D%D'+-%'-C'63D C S I+,6.-+,.%-*&I+D.+,.(+,&+C'D'+-+S 3%)+&3')'(&I+5%I F+D.C(N)0H.-+,.X'+)+6F#7""1#A!9"%I:"0 (8)H G G=O Q V#B Y O U PP#W P U U G@V GW K#.D%)0K J))F(+*+-Z+&D','h.*)J('S.I%C.J-(+E.I C-+E.)D.,&.I%D JI.(3%I%(D.I'C D'(C+S D3.-.JI+C&+I%()+(5(N)0Y J5%I F+D'(=.))#7""1#:!/"%718:0(9)B G4;Y U P Y#O T U W Y[N B0T-E.')'-6D3.',&%(D+S D3.(+I.('I(%*'%-()+(5&I+D.'-S I.cJ.-(F+-+JD&JD'-C-53+8*+3.23.88.(N)023.K P4Y XN+JI-%)#7"/A#88!/iC J&&).,.-D"%#8/08/#8/08/($)a O G TB#H T GN#=O PN#.D%)0@+-Z+&D',%)(+*+-JC%6.%S S.(D C .M&I.C C'+-#C D I J(D JI.%-*S J-(D'+-+S()+(5&I+D.'-K U`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原核表达密码子偏好 概述及解释说明
原核表达密码子偏好概述及解释说明1. 引言1.1 概述原核表达密码子偏好是指原核生物在蛋白质合成过程中对编码氨基酸的密码子选择存在一定规律性。
密码子是由三个核苷酸组成的序列，用于编码不同的氨基酸。
在原核生物中，有些密码子被广泛使用，而其他密码子则较少使用。
这种密码子偏好现象引发了科学家们的兴趣，并且对研究人员揭示了一些有关遗传信息传递机制和生物进化的重要见解。
1.2 文章结构本文将以以下几个部分来描述原核表达密码子偏好。
首先，在第2部分中，我们将概述原核表达密码子偏好的基本概念和背景知识。
然后，在第3部分中，我们将解释说明影响原核表达密码子偏好的主要原因和机制。
接下来，在第4部分中，我们将通过实例分析具体介绍常见原核生物中的密码子偏好现象及其解释。
最后，在第5部分中，我们将总结原核表达密码子偏好的特点并展望该领域未来的研究方向。
1.3 目的本文旨在深入探讨原核表达密码子偏好的现象和机制，并通过实例分析加深对该领域的理解。
了解原核表达密码子偏好对我们揭示细胞功能和进化过程具有重要意义。
同时，本文也希望能够促进对密码子偏好研究领域的发展，为未来的研究提供新的思路和方向。
2. 原核表达密码子偏好概述：2.1 什么是原核表达密码子偏好原核生物中的基因编码信息通过密码子来进行转录和翻译，密码子是由三个核苷酸组成的序列，每个密码子对应着一个氨基酸。
然而，在同一种原核生物的基因组中，对于某些氨基酸来说，并非所有可能的密码子都被等概率地使用。
相反，原核生物存在一种选择性地使用某些密码子来编码特定氨基酸的现象，这就是原核表达密码子偏好。
2.2 密码子的定义和功能在DNA或RNA序列中，每三个连续的核苷酸被称为一个密码子。
根据遗传密码表，不同的密码子对应着不同的氨基酸，起到了翻译基因信息为蛋白质序列的作用。
2.3 原核生物中密码子使用的规律性原核生物在使用密码子时并非随机选择，而是存在一定程度上的规律性。
具体而言，原核生物中较为常见或者富集的密碼雙取决于其所编码氨基酸出现频率及其它影响因素。
大肠杆菌同义密码子偏好性概述
大肠杆菌同义密码子偏好性概述作者：郑彬琼来源：《硅谷》2009年第01期[摘要]编码氨基酸的密码子具有简并性，而每种生物对同义密码子的选择都有自己偏好性。
大肠杆菌作为一个原核表达系统，经常被用来表达外源蛋白，从大肠杆菌密码子的使用，经典蛋白的氨基酸组成，邻近序列效应，相似终止密码子等方面阐述大肠杆菌密码子偏好情况，为实现外源蛋白在大肠杆菌中的高效表达提供参考数据。
[关键词]大肠杆菌密码子偏好性邻近序列效应相似终止密码子中图分类号：Q50 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2009）0110003-01目前生物医药研究和生物技术生产的主要方法是利用外源表达系统来表达目的蛋白，常用的外源表达系统有大肠杆菌表达系统，酵母表达系统，哺乳动物表达系统等。
要实现目的基因在外源表达系统中的成功表达和尽可能地提高其表达量，可以通过增加目的基因剂量，目的基因密码子优化，改善培养条件等方法实现，其中目的基因密码子优化起到关键的作用。
如果目的基因的密码子与表达宿主不匹配，则会降低mRNA的翻译效率和稳定性，甚至会造成mRNA翻译的提前终止。
[1]目前可以通过两个途径来解决这个问题：①提高宿主表达系统中底丰度的tRNA；②对目的基因进行密码子改造，使它的密码子是宿主表达系统的高频密码子，也就是通常所说的密码子优化。
[2]编码氨基酸的密码子一共有64个，其中一个是起始密码，两个终止密码，而氨基酸的种类有20种，所以说氨基酸的密码子存在简并性。
真核生物和原核生物所偏好的密码子不一样，高效表达和低效表达在同义密码的选择上也有所不同，[3][4]甚至同一个基因的不同区域也存在这种现象[5]，也就是说不同生物根据情况对同义密码的选择有偏好性。
高效表达的基因具有密码子偏好性是因为对翻译效率和准确性的要求更高，[6]同一个基因中保守序列比非保守序列对密码子更具偏好性，分析其原因也是为了提高翻译的准确性。
在自然选择过程中，对翻译效率最大化的需要引起对同义密码不同程度的选择。
密码子偏好性分析课件
现有的研究方法和技术还存在一 定的局限性，例如在数据采集、 处理和分析等方面，需要进一步
完善和改进。
研究的发展趋势与前景
随着基因组测序技术的不断发展，可以预见未来将有更多的物种基因组被测序，为 密码子偏好性研究提供更多的数据资源。
计算机科学和统计学的技术进步将为密码子偏好性研究提供更加高效和准确的分析 工具和方法，有助于揭示更深层次的规律和机制。
撰写报告
将分析过程、方法和结果写成报告，以供后续研究和参考。
03
密码子偏好性模型
建立模型
基于序列数据的统计模型
01
Hale Waihona Puke 利用序列数据，通过统计方法建立模型，分析密码子的使用偏
好。
基于基因组数据的机器学习模型
02
利用基因组数据，通过机器学习算法建立模型，预测密码子的
使用偏好。
基于生物信息的综合分析模型
03
数据分析
统计每个密码子的使用频率
根据计算方法得到的密码子使用频率数据进行排序和统计，得出 每个密码子的使用频率。
分析偏好性
对比不同种类生物的密码子使用频率数据，分析密码子的偏好性。
寻找热点密码子
根据统计分析结果，寻找热点密码子，即使用频率最高的密码子。
结果展示
制作图表
根据数据分析结果，制作条形图、饼图、柱状图等图表，直 观展示密码子的使用频率和偏好性。
其他因素
翻译后修饰
某些蛋白质在翻译后需要进行修饰，这种修饰可能会影响密码子的使用。
代谢途径
不同生物体具有不同的代谢途径，这可能会影响密码子的使用和偏好性的形成 。
05
密码子偏好性与蛋白质 表达
密码子使用与蛋白质表达关系
大肠杆菌mRNA编码区长度、形成二级结构倾向与密码子偏好性的关系
（ERQ:-73 ,EAE?） 来编码氨基酸， 但由于突变的发生， 仍会有非最优密码子的存在， 不同物种的基因组的 密码子偏好情况主要就是在这两个力量的动态平衡 中形成的。 关于选择压力， 目前取得较多共识的是对翻译 效率 （包括翻译速度和翻译精度） 的选择压力， 尤其
［#， 0］ 。这个观点认为， 不 对高度表达的基因更是如此
/
结果
［A］ 通过分析大肠杆菌全基因组的 ./0 和 =@’! 等 表达水平间的关系， 将大肠杆菌基因组分为 + 组： 组
共 *+B4 个基 -,+-1 D -,4AB， !基因的 ./0 值范围为： 因， 该组基因有高平均 ./0 值， 同时也有高平均表达 水平， 这符合人们的通常认识， 即高表达的基因所受 的对翻译效率的选择压力越大， 因此密码子偏好程 度越高； 组 " 基因的 ./0 值范围为： -,*6+ D -,A-A， 共 6*5A 个基因， 有中度的平均 ./0 值和 + 组中最低 的平均表达水平； 组 # 基因的 ./0 值范围为： -,**， 共 个基因， 这是最让人出乎意料的， 它 D -,AA* 161 有 + 组中最低的平均 ./0 值， 但是却有高的平均表 达水平。这是一个很有意义的现象， 我们将在本文 中按照这种分类对大肠杆菌全基因组的偏好性等特 征进行分析。 /"! 对 9 组基因的 6=4- 编码区长度与其结构倾 向的方差分析 对 + 组基因的 C 值及 <=2/ 编码区长度进行一 元方差分析。由图 *E/、 .、 C 可以看出， + 组基因的 对之进行方差齐性检验， 发现各 C 值均呈正态分布， 组方差不等 （ F@G@(@ H:9:’!:’3 为 A1,+>， ， 因 ! I -,-*） ［**］ ［*6］ 此分别用 J@K3L 、 M%$&(EN$%!O:L@ 两种方法做方 差分析， 两种方法均显示 + 组的 C 值有显著 差 异 （J@K3L 统计量： B6+,1A+， ! I -,-*； M%$&(EN$%!O:L@ 统 计量： ， 进 一 步 用 P9<L9(@ 方 **A4,B+B，! I -,-* ）