Bảng mã codon DNA và RNA

Một bảng mã codon có thể được sử dụng để dịch mã di truyền thành một chuỗi amino acid. Mã di truyền tiêu chuẩn thường được biểu diễn dưới dạng bảng mã codon RNA vì khi ribosome tổng hợp protein trong tế bào, chính RNA thông tin (mRNA) có vai trò làm khuôn tổng hợp protein. Trình tự DNA trong bộ gen quyết định chuỗi mRNA. Trong ngữ cảnh này, mã di truyền tiêu chuẩn được gọi là 'bảng dịch mã 1' bên cạnh các bảng mã khác, đồng thời có thể được biểu diễn dưới dạng bảng mã codon DNA. Ở các bảng ấy, mã codon DNA nằm trên mạch DNA có nghĩa và được sắp xếp theo chiều 5'-3'. Những bảng có mã codon khác được sử dụng tùy thuộc vào nguồn gốc của mã di truyền, ví dụ như từ hydrogenosome, nhân tế bào, lạp thể hoặc ty thể.

Trong mã di truyền và các bảng dưới đây có tổng cộng 64 codon khác nhau, chủ yếu mã hóa một amino acid cụ thể. Ba codon gồm UAG, UGA và UAA (còn được gọi là codon kết thúc), không mã hóa cho amino acid nào, thay vào đó báo hiệu giải phóng chuỗi polypeptide mới được tổng hợp từ ribosome. Ở mã di truyền chuẩn, codon AUG có thể đóng vai trò là codon mở đầu và bắt đầu dịch mã cùng các thành phần khác như yếu tố khởi đầu (initiation factor). Ở những trường hợp hiếm gặp, codon mở đầu ở mã tiêu chuẩn có thể gồm cả GUG hoặc UUG - những codon này thường lần lượt dịch mã cho valin và leucin, song khi làm codon mở đầu, chúng được dịch mã thành methionin (ở sinh vật nhân thực) hoặc formylmethionin (ở sinh vật nhân sơ).
nhỏ|Vị trí codon thứ hai đóng vai trò quan trọng nhất để xác định tính kỵ nước của amino acid. Màu mã trong bảng: biểu thị mức độ kỵ nước dựa trên môi trường vi mô trong các protein đã gấp cuộn.
Bảng/vòng tròn cổ điển của mã di truyền chuẩn được sắp xếp tùy ý dựa trên vị trí codon thứ nhất. Sau khi quan sát từ nghiên cứu, nhà khoa học Milton H. Saier chỉ ra rằng việc tái tổ chức vòng tròn dựa trên vị trí codon số hai (và sắp xếp lại thứ tự từ UCAG sang UCGA), giúp sắp xếp các codon hiệu quả hơn dựa theo tính kỵ nước của các amino acid mà chúng mã hóa. Nghiên cứu cho thấy các ribosome nguyên thủy 'đọc' vị trí codon thứ hai cẩn thận nhất nhằm kiểm soát mô hình kỵ nước trong các chuỗi protein.

Bảng đầu tiên (hay bảng chuẩn) có thể được sử dụng để dịch các bộ ba nucleotide thành amino acid tương ứng hoặc làm tín hiệu thích hợp nếu nó là codon mở đầu hoặc codon kết thúc. Bảng thứ hai (được gọi đúng là bảng nghịch đảo) có chức năng ngược lại: nó có thể được dùng để suy luận ra bộ ba mã di truyền nếu biết trước amino acid. Vì nhiều codon khác nhau có thể mã hóa chung cho một amino acid, nên ký hiệu acid nucleic của IUPAC được cung cấp ở một số trường hợp.

 Bảng dịch mã 1 
 Bảng mã codon RNA chuẩn 
 Đặc tính hóa sinh của amino acid  Thể vô cực (np) Phân cực (p) Thể base (b) Thể acid (a) Kết thúc dịch mã: codon kết thúc * Khởi đầu dịch mã: codon mở đầu tiềm năng ⇒
+ Mã di truyền chuẩn Basethứ nhất Base thứ hai Basethứ ba U C A G U UUU (Phe/F) Phenylalanin (np) UCU (Ser/S) Serin (p) UAU (Tyr/Y) Tyrosin (p) UGU (Cys/C) Cystein (p) U UUC UCC UAC UGC C UUA (Leu/L) Leucin (np) UCA UAA Kết thúc (Ochre) * UGA Kết thúc (Opal) * AUUG ⇒ UCG UAG Kết thúc (Amber) * UGG (Trp/W) Tryptophan (np) G C CUU CCU (Pro/P) Prolin (np) CAU (His/H) Histidin (b)CGU (Arg/R) Arginin (b) U CUCCCCCACCGC CCUACCACAA (Gln/Q) Glutamin (p)CGA ACUGCCGCAGCGG G AAUU (Ile/I) Isoleucin (np)ACU (Thr/T) Threonin (p)AAU (Asn/N) Asparagin (p)AGU (Ser/S) Serin (p) UAUCACCAACAGC CAUAACAAAA (Lys/K) Lysin (b)AGA (Arg/R) Arginin (b) AAUG ⇒ (Met/M) Methionin (np)ACGAAGAGG G GGUU (Val/V) Valin (np)GCU (Ala/A) Alanin (np)GAU (Asp/D) Acid aspartic (a)GGU (Gly/G) Glycin (np) UGUCGCCGACGGC CGUAGCAGAA (Glu/E) Acid glutamic (a)GGA AGUG ⇒GCGGAGGGG G

Như được trình bày trong bảng trên, bảng số 1 của Trung tâm Thông tin Công nghệ sinh học Quốc gia Hoa Kỳ (NCBI) bao gồm các codon mở đầu ít phổ biến hơn là GUG và UUG.

 Bảng mã codon RNA nghịch đảo 
+ Bảng nghịch đảo cho mã di truyền chuẩn (được nén nhờ sử dụng ký hiệu IUPAC) Amino acid  Codon RNA  Đã nén Amino acid  Codon RNA  Đã nén Ala, A GCU, GCC, GCA, GCG GCN Ile, I AUU, AUC, AUA AUH Arg, R CGU, CGC, CGA, CGG; AGA, AGG CGN, AGR; hoặc CGY, MGR Leu, L CUU, CUC, CUA, CUG; UUA, UUG CUN, UUR; hoặc CUY, YUR Asn, N AAU, AAC AAY Lys, K AAA, AAG AAR Asp, D GAU, GAC GAY Met, M AUG Asn hoặc Asp, B AAU, AAC; GAU, GAC RAY Phe, F UUU, UUC UUY Cys, C UGU, UGC UGY Pro, P CCU, CCC, CCA, CCG CCN Gln, Q CAA, CAG CAR Ser, S UCU, UCC, UCA, UCG; AGU, AGC UCN, AGY Glu, E GAA, GAG GAR Thr, T ACU, ACC, ACA, ACG ACN Gln hoặc Glu, Z CAA, CAG; GAA, GAG SAR Trp, W UGG Gly, G GGU, GGC, GGA, GGG GGN Tyr, Y UAU, UAC UAY His, H CAU, CAC CAY Val, V GUU, GUC, GUA, GUG GUN MỞ ĐẦU AUG, CUG, UUG  HUG KẾT THÚC UAA, UGA, UAG URA, UAG; hoặc UGA, UAR

 Bảng mã codon DNA chuẩn 
 Đặc tính hóa sinh của amino acid  Thể vô cực (np) Phân cực (p) Thể base (b) Thể acid (a) Kết thúc dịch mã: codon kết thúc * Khởi đầu dịch mã: codon mở đầu tiềm năng ⇒
+ Mã di truyền chuẩn Basethứ nhất Base thứ hai Basethứ ba T C A G T TTT (Phe/F) Phenylalanin (np) TCT (Ser/S) Serin (p) TAT (Tyr/Y) Tyrosin (p) TGT (Cys/C) Cystein (p) T TTC TCC TAC TGC C TTA (Leu/L) Leucin (np) TCA TAA Kết thúc (Ochre) * TGA Kết thúc (Opal) * A TTG ⇒ TCG TAG Kết thúc (Amber) * TGG (Trp/W) Tryptophan (np) G C CTT CCT (Pro/P) Prolin (np) CAT  (His/H) Histidin (b)CGT (Arg/R) Arginin (b) TCTCCCCCACCGC CCTACCACAA (Gln/Q) Glutamin (p)CGA ACTGCCGCAGCGG G AATT (Ile/I) Isoleucin (np)ACT (Thr/T) Threonin (p)AAT (Asn/N) Asparagin (p)AGT (Ser/S) Serin (p) TATCACCAACAGC CATAACAAAA (Lys/K) Lysin (b)AGA (Arg/R) Arginin (b) AATG ⇒ (Met/M) Methionin (np)ACGAAGAGG G GGTT (Val/V) Valin (np)GCT (Ala/A) Alanin (np)GAT (Asp/D) Acid aspartic (a)GGT (Gly/G) Glycin (np) TGTCGCCGACGGC CGTAGCAGAA (Glu/E) Acid glutamic (a)GGA AGTG ⇒GCGGAGGGG G

 Bảng mã codon DNA nghịch đảo 
+ Bảng nghịch đảo cho mã di truyền chuẩn (được nén nhờ sử dụng ký hiệu IUPAC) Amino acid  Codon DNA  Đã nén Amino acid  Codon DNA  Đã nén Ala, A GCT, GCC, GCA, GCG GCN Ile, I ATT, ATC, ATA ATH Arg, R CGT, CGC, CGA, CGG; AGA, AGG CGN, AGR; hoặc CGY, MGR Leu, L CTT, CTC, CTA, CTG; TTA, TTG CTN, TTR; hoặc CTY, YTR Asn, N AAT, AAC AAY Lys, K AAA, AAG AAR Asp, D GAT, GAC GAY Met, M ATG Asn hoặc Asp, B AAT, AAC; GAT, GAC RAY Phe, F TTT, TTC TTY Cys, C TGT, TGC TGY Pro, P CCT, CCC, CCA, CCG CCN Gln, Q CAA, CAG CAR Ser, S TCT, TCC, TCA, TCG; AGT, AGC TCN, AGY Glu, E GAA, GAG GAR Thr, T ACT, ACC, ACA, ACG ACN Gln hoặc Glu, Z CAA, CAG; GAA, GAG SAR Trp, W TGG Gly, G GGT, GGC, GGA, GGG GGN Tyr, Y TAT, TAC TAY His, H CAT, CAC CAY Val, V GTT, GTC, GTA, GTG GTN MỞ ĐẦU ATG, TTG, GTG, CTG NTG KẾT THÚC TAA, TGA, TAG TRA, TAR

 Codon thay thế ở các bảng dịch mã khác 

Từng có thời điểm mã di truyền được xem là phổ biến: một codon sẽ mã hóa cho cùng một amino acid bất kể đó là sinh vật gì hay nguồn gốc của nó. Tuy nhiên, giờ đây các nhà khoa học đã thống nhất rằng mã di truyền có tiến hóa, dẫn đến khác biệt trong cách codon được dịch mã, tùy thuộc vào nguồn gen. Ví dụ như vào năm 1981, các nhà khoa học phát hiện ra việc sử dụng các codon AUA, UGA, AGA và AGG trong hệ thống mã hóa ở ty thể của động vật có vú khác với mã phổ biến. Các codon kết thúc cũng có thể bị ảnh hưởng: ở động vật nguyên sinh có lông roi, các codon kết thúc phổ biến UAA và UAG mã hóa cho glutamine. Shulgina và Eddy đã phát hiện bốn mã di truyền thay thế (được đánh số 34–37) trong bộ gen của vi khuẩn, cho thấy vị trí codon có nghĩa ở vi khuẩn đã có những thay đổi đầu tiên. Bảng dưới đây trình bày các mã codon khác ấy.
 Đặc tính hóa sinh của amino acid Thể vô cực (np) Phân cực (p) Thể base (b) Thể acid (a) Kết thúc dịch mã: codon kết thúc *

+ So sánh về dịch mã giữa mã di truyền thay thế và mã di truyền chuẩn Mã Bảng  dịch mã Codon DNA tham gia Codon RNA tham gia Dịch  bằng mã này Dịch mã chuẩn Ghi chú Chuẩn 1Gồm cả bảng dịch mã số 8 (lục lạp ở thực vật). Ty thể của động vật có xương sống 2AGAAGA Kết thúc * Arg (R) (b) AGG  AGG  Kết thúc *  Arg (R) (b)  ATA  AUA  Met (M) (np) Ile (I) (np) TGA  UGA  Trp (W) (np) Kết thúc *  Ty thể của nấm men 3 ATA  AUA  Met (M) (np) Ile (I) (np) CTT  CUU  Thr (T) (p) Leu (L) (np) CTC  CUC  Thr (T) (p) Leu (L) (np) CTA  CUA  Thr (T) (p) Leu (L) (np) CTG  CUG  Thr (T) (p) Leu (L) (np)  TGA  UGA  Trp (W) (np)  Kết thúc *  CGA  CGA  không có  Arg (R) (b)  CGC  CGC  không có  Arg (R) (b)  Nấm mốc, động vật nguyên sinh và ruột khoang + Mycoplasma / Spiroplasma 4 TGA  UGA  Trp (W) (np)  Kết thúc * Gồm cả bảng dịch mã số 7 (kinetoplast). Ty thể của động vật không xương sống 5 AGA  AGA  Ser (S) (p) Arg (R) (b)  AGG  AGG  Ser (S) (p) Arg (R) (b)  ATA  AUA  Met (M) (np)  Ile (I) (np)  TGA  UGA  Trp (W) (np)  Kết thúc *  Nhân của nhóm trùng lông, tảo đa nhánh và trùng roi Hexamita 6 TAA  UAA  Gln (Q) (p) Kết thúc *  TAG UAG  Gln (Q) (p) Kết thúc *  Ty thể của động vật da gai và giun dẹp 9 AAA  AAA  Asn (N) (p) Lys (K) (b)  AGA  AGA  Ser (S) (p) Arg (R) (b)  AGG  AGG  Ser (S) (p) Arg (R) (b)  TGA  UGA  Trp (W) (np)  Kết thúc *  Nhân của trùng roi euplotid 10 TGA  UGA  Cys (C) (p) Kết thúc *  Vi khuẩn, cổ khuẩn và lạp thể 11 Xem bảng dịch mã 1. Nhân thay thế của nấm men 12 CTG  CUG  Ser (S) (p) Leu (L) (np)  Ty thể của hải tiêu 13 AGA  AGA  Gly (G) (np)  Arg (R) (b)  AGG  AGG  Gly (G) (np)  Arg (R) (b)  ATA  AUA  Met (M) (np)  Ile (I) (np)  TGA  UGA  Trp (W) (np)  Kết thúc *  Ty thể thay thế của giun dẹp 14 AAA  AAA  Asn (N) (p) Lys (K) (b)  AGA  AGA  Ser (S) (p) Arg (R) (b)  AGG  AGG  Ser (S) (p) Arg (R) (b)  TAA  UAA  Tyr (Y) (p) Kết thúc *  TGA  UGA   Trp (W) (np)  Kết thúc *  Nhân của trùng Blepharisma 15 TAG  UAG  Gln (Q) (p) Kết thúc *  Tính đến ngày 18 tháng 11 năm 2016: không có trong bản cập nhật NCBI. Tương tự như bảng dịch mã số 6. Ty thể của lớp tảo lục Chlorophycea 16 TAG  UAG  Leu (L) (np)  Kết thúc *  Ty thể của lớp sán lá Trematode 21 TGA  UGA  Trp (W) (np)  Kết thúc *  ATA  AUA  Met (M) (np)  Ile (I) (np)  AGA  AGA  Ser (S)  Arg (R) (b)  AGG  AGG  Ser (S) (p) Arg (R) (b)  AAA  AAA  Asn (N) (p) Lys (K) (b)  Ty thể của tảo Scenedesmus obliquus 22 TCA  UCA  Kết thúc *  Ser (S) (p) TAG  UAG  Leu (L) (np)  Kết thúc *  Ty thể của nấm lỗ Thraustochytrium 23 TTA  UUA  Kết thúc *  Leu (L) (np) Tương tự như bảng dịch mã số 11. Ty thể của lớp động vật Pterobranchia 24 AGA  AGA  Ser (S) (p) Arg (R) (b)  AGG  AGG  Lys (K) (b)  Arg (R) (b)  TGA  UGA  Trp (W) (np)  Kết thúc *  Nhóm SR1 và Gracilibacteria 25 TGA  UGA  Gly (G) (np)  Kết thúc *  Nhân của nấm Pachysolen tannophilus 26 CTG  CUG  Ala (A) (np)  Leu (L) (np)  Nhân của trùng Karyorelict 27 TAA  UAA  Gln (Q) (p) Kết thúc * TAG  UAG  Gln (Q) (p) Kết thúc *  TGA  UGA  Kết thúc *  hoặc  Trp (W) (np)  Kết thúc *  Nhân của trùng Condylostoma 28 TAA  UAA  Kết thúc *  hoặc  Gln (Q) (p) Kết thúc *  TAG  UAG  Kết thúc *  hoặc  Gln (Q) (p) Kết thúc *  TGA  UGA  Kết thúc *  hoặc  Trp (W) (np) Kết thúc *  Nhân của trùng Mesodinium 29 TAA  UAA  Tyr (Y) (p) Kết thúc *  TAG  UAG  Tyr (Y) (p) Kết thúc *  Nhân của trùng Peritrich 30 TA  UAA  Glu (E) (a) Kết thúc *  TAG  UAG  Glu (E)  (a) Kết thúc *  Nhân của trùng Blastocrithidia 31 TAA  UAA  Kết thúc *  hoặc  Glu (E) (a) Kết thúc *  TAG  UAG  Kết thúc *  hoặc  Glu (E) (a) Kết thúc *  TGA  UGA  Trp (W) (np)  Kết thúc *  Ty thể của động vật họ Cephalodiscidae 33 AGA  AGA  Ser (S) (p) Arg (R) (b) Tương tự bảng dịch mã số 24. AGG  AGG  Lys (K) (b)  Arg (R) (b)  TAA  UAA  Tyr (Y) (p) Kết thúc *  TGA  UGA  Trp (W) (np)   Kết thúc *  Enterosoma 34 AGG  AGG  Met (M) (np) Arg (R) (b)  Peptacetobacter 35 CGG  CGG  Gln (Q) (p) Arg (R) (b)  Anaerococcus và Onthovivens 36 CGG  CGG  Trp (W) (np) Arg (R) (b)  Absconditabacteraceae 37 CGA  CGA  Trp (W) (np) Arg (R) (b)  CGG  CGG  Trp (W) (np) Arg (R) (b)  TGA  UGA  Gly (G) (np)  Kết thúc *

 Xem thêm 

 Tin sinh học
 Danh sách mã di truyền

 Ghi chú 

 Tham khảo 

 Đọc thêm 









 Liên kết ngoài 

 Biểu đồ mã codon DNA được sắp xếp trong một vòng tròn

Thể loại:Tin sinh học
Thể loại:Sinh tổng hợp protein
Thể loại:Di truyền phân tử
Thể loại:Biểu hiện gen