Uso de códons

A calculadora mostra com que frequência um gene usa determinado códon em comparação com seus sinônimos e indica se ele é preferido ou evitado — útil, por exemplo, antes de otimizar um gene para expressão.

Como funciona o cálculo

O código genético é degenerado: a maioria dos aminoácidos é codificada por dois, três, quatro ou seis códons sinônimos (metionina e triptofano têm apenas um). São calculados três indicadores. Fração do códon = n / N_aa × 100%, em que n é quantas vezes o códon aparece e N_aa o total de códons daquele aminoácido. RSCU, uso relativo de códons sinônimos (Sharp, Tuohy e Mosurski, 1986) = n / (N_aa / k), sendo k o número de sinônimos. Frequência por mil = n / N_total × 1000, formato das tabelas de uso de códons como a base Kazusa.

O RSCU compara a contagem observada com a esperada se todos os sinônimos fossem usados igualmente. RSCU = 1 indica ausência de viés; acima de 1, códon preferido; abaixo de 1, evitado; o valor máximo possível é k. Informe a contagem do códon, o total de códons do aminoácido, o número de sinônimos (1–6) e o tamanho do gene em códons.

Exemplo resolvido

Um aminoácido de quatro códons, como a alanina, aparece 100 vezes em um gene, e o códon analisado responde por 30 delas. Fração = 30 / 100 = 30%. Com uso uniforme seriam esperadas 100 / 4 = 25 ocorrências, então RSCU = 30 / 25 = 1,2: códon preferido. Em um gene de 1000 códons, a frequência é de 30 por mil. Já um códon de leucina (seis sinônimos) visto 5 vezes em 100 tem RSCU = 5 / (100/6) = 0,3: claramente evitado.

Pontos de atenção

• Contagens pequenas geram ruído: 2 em 4 dá RSCU 2,0 para um aminoácido de quatro códons e quase não significa nada.
• Para expressão heteróloga, compare com a tabela de códons do organismo hospedeiro, não com um único gene.
• Os códons de parada formam seu próprio grupo de sinônimos (três no código padrão), mas costumam ser analisados à parte.
• Para avaliar o gene inteiro, use o índice de adaptação de códons (CAI; Sharp e Li, 1987), calculado a partir do RSCU.