针对“为什么”的部分,最简单的答案,“这是进化的结果”——嗯,其实等于没说,但是确实是这样。至于为什么要进化成这样(相当于问为什么没有61种氨基酸),我想应该没有人知道。
至于进化成这样之后,给生物带来的什么性质,(这是我对你“有什么生物学意义”这个问题的解读。如有误解请指出)则是个很有趣的问题,据我所知,至少有以下方面:
1.如其它答案指出的:密码子简并性可以增强容错性。“容”的“错”既包括突变,也包括mRNA翻译过程中可能出现的错误(可参考http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9732450)
2.mRNA除了编码蛋白质,其实还有其它”功能”,例如内含子/外显子剪接的信号。这些功能一般也需要以某种形式呈现在mRNA序列里面。假如每个氨基酸只有一种tRNA,那么mRNA的序列就完全由蛋白质序列决定了,没有变化的余地,很难把其他“功能”编码在序列里面。而密码子的简并性则提供了这种可能性。(当然,实际上蛋白质序列也不是”固定“的)
3.不同的密码子被反密码子识别的准确率和速度都不一样。这就为细胞调节蛋白质合成的过程提供了很重要的平台,也造成了所谓的”密码子偏好性“。例如,蛋白质的某些部分合成不能太快,那么那一段mRNA就对应地使用一些慢一点的密码子。目前已知蛋白质合成的速度至少与蛋白质折叠(蛋白质必须折叠成正确的结构才有用)的准确性相关。不过,关于密码子和翻译速度的关系,目前学界还有争议,与翻译准确率的关系倒是没有什么争议。
最后为@杨瑞帆 的答案补充一点资料:确实如果按tRNA上面的反密码子进行分类的话,多数物种的tRNA并没有”50种以上”,例如人类,算上识别终止密码子的tRNA的话一共也才51种tRNA。更多的生物只有40多种tRNA。例如酵母有43种。反密码子不需要填满整个密码子表,因为密码子第三位(反密码子第一位)不一定需要碱基匹配。反密码子对密码子的识别关系见图(引用自http://nar.oxfordjournals.org/content/32/17/5036.long)aa是氨基酸,codon是密码子,anti是反密码子,箭头表示反密码子能识别的密码子。
来源:知乎 www.zhihu.com
作者:Philip Yang
【知乎日报】千万用户的选择,做朋友圈里的新鲜事分享大牛。
点击下载
此问题还有 11 个回答,查看全部。
延伸阅读:
为什么生物会产生癌细胞?癌细胞对于生命体的意义是什么?
现代生物学是否已经发现细胞是如何成长为生物的?