色胺酸(tryptophan)的標準遺傳密碼子編碼為何?
詳細解析
本題觀念
遺傳密碼子是信使核糖核酸(mRNA)上由三個核苷酸組成的序列單位,每一組密碼子對應一個特定的胺基酸或作為翻譯終止信號。在標準遺傳密碼表中,64 個密碼子共編碼 20 種標準胺基酸與 3 個終止信號。大多數胺基酸由多個密碼子編碼,這種現象稱為密碼子的簡併性。然而色胺酸與甲硫胺酸是例外,各自只有唯一一個密碼子對應,完全沒有簡併性。色胺酸的唯一密碼子為 UGG,甲硫胺酸的唯一密碼子為 AUG,後者同時兼任蛋白質合成的起始密碼子。掌握這兩個「一對一」密碼子是理解遺傳密碼基礎架構的重要考點。
選項分析
A:UGA 在標準遺傳密碼中屬於終止密碼子,功能是讓核糖體停止翻譯並釋放多肽鏈,並不編碼任何胺基酸。在某些生物的粒線體或特殊遺傳密碼系統中,UGA 可被重新指定編碼色胺酸,但這屬於非標準例外,並非標準遺傳密碼的規則。
B:UAA 同樣是終止密碼子,負責終止蛋白質翻譯,不編碼任何胺基酸。標準遺傳密碼的三個終止密碼子分別為 UAA、UAG 與 UGA,三者都只負責終止訊號。
C:AUG 是甲硫胺酸的密碼子,也是蛋白質翻譯的起始密碼子。甲硫胺酸與色胺酸一樣只由一個密碼子編碼,但 AUG 對應的是甲硫胺酸而非色胺酸。
D:UGG 是色胺酸在標準遺傳密碼中的唯一密碼子。在 64 個密碼子中,UGG 專一地編碼色胺酸,沒有其他密碼子與之共享這項功能。
答案解析
本題答案為 D。色胺酸的標準遺傳密碼子為 UGG,是 64 個密碼子中唯二沒有簡併性的胺基酸密碼子之一(另一個是甲硫胺酸的 AUG)。選項 A 的 UGA 與選項 B 的 UAA 都是終止密碼子而非胺基酸密碼子,選項 C 的 AUG 編碼甲硫胺酸而非色胺酸,因此只有 UGG 正確對應色胺酸。
核心知識點
遺傳密碼的簡併性是考試常見考點:20 種胺基酸中,只有色胺酸(UGG)與甲硫胺酸(AUG)各由唯一一個密碼子編碼。記憶技巧是把這兩個胺基酸與三個終止密碼子(UAA、UAG、UGA)一起背誦,因為它們都是密碼子表中的「特例」。另外要留意非標準遺傳密碼的例外,例如粒線體中 UGA 可編碼色胺酸,但考題若問「標準」遺傳密碼,仍以 UGG 為唯一正確答案。
參考資料
- Genetic code - Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Genetic_code
- Genetic code | Definition, Characteristics, Table, & Facts - Britannica. https://www.britannica.com/science/genetic-code
- Why is Tryptophan coded Only by UGG? - ResearchGate. https://www.researchgate.net/post/Why-is-Tryptophan-coded-Only-by-UGG