Biologi so razvili model za določitev vpliva sinonimnih kodonov na sintezo kodiranega proteina, poroča revija Nature.
Kodon je trojka nukleotidov (tripleta) v DNA in messenger RNA, ki kodira eno aminokislino v proteinu. Ker je število kodonov, ki kodirajo eno od dvajsetih aminokislin 61, nekatere aminokisline kodira več kodonov, ki jih imenujemo sinonimi.
Sinonimni kodoni lahko vplivajo na stopnjo izražanja beljakovin na različne načine, vendar natančno ugotoviti, kakšen učinek bo imel določen kodon, je zapleteno tudi dejstvo, da trojčki vplivajo tudi na številne strukturne značilnosti mesne RNA. Vsi ti dodatni dejavniki lahko dejansko prispevajo k učinkovitosti procesa prevajanja genov, zato je zelo težko določiti nastali učinek.
Za rešitev te težave so znanstveniki ustvarili model, ki upošteva široko paleto značilnosti strukture RNA. Za to so izmerili nivo ekspresije beljakovin v 6 348 genih, odvzetih iz različnih organizmov (vključno s človekom) in jih vnesli v celice E. coli. Za vsak proučevani gen so izmerili pogostnost pojavljanja vseh sinonimnih kodonov in določili strukturne značilnosti messengerja RNA, ki ustreza genu. S pomočjo metod regresijske analize in modeliranja so znanstveniki lahko ugotovili, kako bodo specifični kodoni z dodatnimi dejavniki vplivali na učinkovitost prevajanja RNA in sintezo beljakovin.
Rezultati so pokazali, da na splošno neposredni vpliv kodonov na ekspresijo presega vpliv dodatnih dejavnikov, vendar obstajajo izjeme: terciarna struktura messenger RNA blizu sprednjega konca molekule lahko popolnoma ustavi proces prevajanja. Poleg tega dobljeni podatki potrjujejo, da sinonimni kodoni, ki se pogosto pojavljajo, pozitivno vplivajo na raven ekspresije beljakovin, predvsem s stabilizacijo RNA in povečanjem njene življenjske dobe.
Znanstveniki upajo, da bodo rezultati študije pripomogli k ustvarjanju umetnih genov, katerih sinteza beljakovin bi bila bolj učinkovita.
Znano je, da se nekateri sinonimni kodoni v območjih za kodiranje DNA pojavljajo pogosteje kot drugi. Ta pojav se imenuje preferenca kodon in je nastal pod vplivom evolucije, ko so nekateri kodoni ugodneje vplivali na učinkovitost prevodnih procesov.