起始密码子

信使RNA（mRNA）的开放阅读框架区中，每3个相邻的核苷酸为一组，代表一种氨基酸，这种存在于mRNA开放阅读框架区的三联体形式的核苷酸序列称为密码子（codon）。由A、U、C、G四种核苷酸可组成64个密码子，其中有61个密码子可编码氨基酸。AUG既编码甲硫氨酸，又作为多肽链合成的起始信号，作为起始信号的密码子称为起始密码子。

绝大多数生物的起始密码子 （initiation codon）都是AUG，作为多肽链合成的起始信号，同时编码一种氨基酸，原核生物的起始密码子AUG翻译对应的是甲酰甲硫氨酸（fMet），真核生物的起始密码子AUG翻译对应的是甲硫氨酸（Met）。某些原核生物也以GUG和UUG为起始密码子。1

运作原理AUG是起始密码子，也就是说肽链起始于甲硫氨酸。这个氨基酸是甲基化的甲硫氨酸。起始密码子结合到一个与甲硫氨酸一tRNA相同的3’UAC5’反密码子的甲酰甲硫氨酸一tRNA上．也就是说，甲硫氨酸一tRNA和甲酰甲硫氨酸一tRNA都是由AUG编码．但是起始氨基酸的信号要比所有其他氨基酸的信号复杂得多。根据Stent的理论，存在两种不同的可以接受甲硫氨酸的tRNA。只有其中一个甲硫氨酸在特异的甲酰化酶作用下转变为甲酰甲硫氨酸。其他普通的甲硫氨酸一tRNA把甲硫氨酸结合到延伸的多肽链之间，而且只对应于AUG密码子。甲酰甲硫氨酸起始多肽链的合成也可以响应GUG（缬氨酸的密码子)。当GUG出现在起始点时，编码甲硫氨酸，而出现在中间位置时．它编码缬氨酸。对应的tRNA上的反密码子似乎对密码子的第一个核苷酸是宽容的。而第二和第三个核苷酸是选择性的。2

选择识别原核生物的翻译要靠核糖体30S亚基识别mRNA上的起始密码子AUG，以此决定它的可译框架，AUG的识别由fMet-tRNA中含有的碱基配对信息（3'-UAC-5')来完成。原核生物中还存在其他可选择的起始密码子，14%的大肠杆菌基因起始密码子为GUG，3%为UUG，另有2个基因使用AUU。这些不常见的起始密码子与fMet—tRNA的配对能力较AUG弱，从而导致翻译效率的降低。有研究表明，当AUG被替换成GUG或UUG后，mRNA的翻译效率大大降低了。3

确定过程在Nirenberg系统中，蛋白质合成能从指导合成的多聚核苷酸的任何碱基起始。但是在体内蛋白质合成并不是从RNA分子的任何碱基起始的。而需要一个起始密码子。密码子AUG是用得最普遍的起始密码子，有的也使用GUG。 在所有将其碱基顺序与氨基酸顺序作过比较的DNA分子中，当碱基顺序相应于一种特定蛋白质时AUG密码子都有相同的读码，即简要提到特殊信号指令AUG作为起始密码子因而有确定的读码。如果没有接收到信号，这个密码子就会单纯地读作链内甲硫氨酸的密码子。当用以起始肽链时，原核细胞AUG密码子以一个修饰氨基酸即甲酰甲硫氨酸（fMet）起始肽链；真核细胞则使用未经修饰的甲硫氨酸。4

本词条内容贡献者为:

贺会强 - 博士 - 西北农林科技大学