**Проширен генетски код** е вештачки модифициран генетски код во кој еден или повеќе специфични кодони се прераспределени да кодираат аминокиселина која не е меѓу 22-те белковинаогени аминокиселини .

Клучните предуслови за проширување на генетскиот код се:

* не-природна аминокиселина за дадениот организам
* неискористен кодон за декодирање
* тРНК што го препознава неискористениот кодон и
* тРНК синтетаза која ја препознава само страната, специфична тРНК и само нестандардната аминокиселина.

Проширувањето на генетскиот код се врши со цел да ги дизајнира живите системи за точно определени, специфични цели и промени нивните својства различно од природниот генотип. Проширувањето на генетскиот код го збогатува репертоарот на корисни алатки достапни за науката.

Во мај 2019 година научниците создавале нова синтетичка форма на одржлив живот, нов вид на бактеријата *Escherichia coli*, со намалување на природниот број од 64 кодони во бактерискиот геном на 61 кодон. (елиминирајќи два од шест кодони кои кодираат за серин и еден од трите стоп-кодони) - од кои 59 користеле за кодирање на 20 аминокиселини .

Вовед
-----

Генетскиот код за сите организми, со многу мали исклучоци, е ист, така што сите живи суштества користат ист „генетски јазик". Општо земено, воведувањето на нови, синтетски, вештачки, абиогени аминокиселини во белковините на живите клетки ја нарушува универзалноста на генетскиот јазик, што води до алтернативни форми на живот. Белковините се произведуваат благодарение на системот за транслација, кој ги декодираат пораките на РНК во низата аминокиселини. Транслацијата на генетските информации содржани во информациската РНК (иРНК) во дадена белковина е катализирана од рибозомите. Трансфер РНК (тРНК) се користи како клуч за декодирање на иРНК во полипептидот кој таа го кодира. тРНК препознава специфичен кодон во иРНК со комплементарна низа наречена антикодон на една од нејзините јамки. Секој кодон со три нуклеотиди се преведува во една од дваесетте природни аминокиселини. Постои најмалку една тРНК за кој било кодон, кои ја кодираат истата аминокиселина. Ензимот наречен аминоацил тРНК синтетаза ковалентно ја прикачува аминокиселината на соодветната тРНК. Повеќето клетки имаат различни синтетази за секоја аминокиселина (20 или повеќе синтетази). Од друга страна, некои бактерии имаат помалку од 20 синтетази и ја внесуваат „недостасуваната" аминокиселина(и) со модификација на структурно поврзана аминокиселина со ензим на аминотрансфераза.  Одликата искористена во проширувањето на генетскиот код е фактот што аминоацилна тРНК синтетазата често не го препознава антикодонот, туку друг дел од тРНК, што значи дека ако антикодонот се промени, кодирањето на таа аминокиселина би се променило во нов кодон. Во рибозомите, информациите од мРНК се преведуваат во специфична аминокиселина кога кодонот на иРНК се совпаѓа со комплементарниот антикодон на тРНК, а аминокиселината се додава на растечкиот полипептиден ланец. Кога се ослободува од рибозомот, полипептидниот ланец се витка во функционална белковина.

Со цел да се воведе нова аминокиселина во генетскиот код, потребни се неколку промени. Прво, за успешно декодирање на новата аминокиселина, кодонот на кој и е доделена не може да се користи за било која од 20-те природни аминокиселини. За ова се стоп-кодон или кодон со четири бази, кој се декодира со посебен тип на рибозоми. Второ, потребен е нов пар на тРНК и аминоацил тРНК синтетаза, кои се нарекуваат ортогонални парови, во смисла на тоа да истите ги нема во природниот фенотип на организмот. Во идеален случај, ортогоналните парови не смеат да интерагираат со било кој пар на ендогена тРНК/синтетаза, меѓутоа целиот тој систем треба да биде компатибилен со рибозомот и системот на белковинска транслација. Најчесто, активниот каталитички центар на синтетазата лабораториски се менува на таков начин да истиот е специфичен само и само за абиогената, не-стандардна амино акселина. Синтетазата исто така се модифицира за да ја интерагира само ортогоналната тРНК.

20-те белковинаогени аминокиселини кои се ендогени на организмот во кој се врши експанзија на генетискиот код се нарекуваат стандардни аминокиселини, односно природни или канонски, додека новите аминокиселини се означуваат како нестандардни аминокиселини (нсАК) или неприродни, киселини или не-канонски аминокиселини.

Нестандардни аминокиселини
--------------------------

Првиот елемент на системот е нестандардната аминокиселина.

Покажано е дека над 71 различни нсАК се можат да се додадат во протеомот на *E. coli*, квасеци или цицачи. НсАК се структурно поголеми од стандардните аминокиселини. Најчесто, поради физиолошка сличност, имаат основна структура на фенилаланин која содржи различни супституенти, давајќи им различни својства. Ваквата разновидност овозможува мноштво на нови функции, како што се означување на белковини со помош на т.н. клик хемија, флуоресцентни маркери или белковинини во *E. coli* со еукариотски пост-транслациони модификации (на *пр.* фосфосерин, фосфотреонин и фосфотирозин).

Основата на проширувањето на генетскиот код е за првпат покажана од Ролф Фуртнер, кој сам, користејќи тРНК која кодира за фенилаланин и соодветната синтетаза, инкорпорирал п-јодофенилаланин во *E.coli*.

До сега, неприродните аминокиселини кои биле инкорпорирани во белковините содржат радиоактивни тешки изотопи со цел да се овозможат одредени кристалографски испитувања со х зраци; аминокиселини кои имаат нови електроснки и стерни својства; фото-врзувачки аминокиселини кои може да се користат за испитување на меѓубелковински интеракции *in vitro* или *in vivo*; кето, ацетилен, азид и боронатни супституенти за означување *in vitro* или *in vivo*; редокс својства за испитување и модулирање на процесот на пренос на електрони; фотоактивни својства за регулација на биолошките процеси; лиганди за метали кои може да бидат катализатори или сензори за метални јони; флуоресцентни или инфра-црвени својства за испитување на структурата и динамиката на белковините; α-хидрокси киселини и D-аминокиселини како алатки за проучување на конформацијата и интеракциите помеѓу на водородните врски; миметици на фосфорилирани аминокиселини како проби за пост-транслациски модификации.

Бидејќи се абиогени, нсАА е потребно или да се внесат егзогено или истите да бидат биосинтетизирани. Во првиот случај, нсАА најпрвин хемиски се синтетизира во нејзината оптички чиста L-форма. Потоа истата се додава во хранливиот медиумот кој овозможува раст и одржување на соодветните клетки. Во вториот случај, преку соодветни софтвери се идентификуваат соодветните ензими и истите по пат на генетски инжењеринг се внесуваат во организмот од интерес кој треба да ја биосинтетизира новата аминокиселина. На пример, создаден е сој на *E. coli* кој биосинтетизира p-аминофенилаланин од основни претходници истата ја декодира во својот генетски код.

Распределба на кодон
--------------------

Втор елемент на системот е кодон кој ја кодира новата нсАК.

Главната препрека за проширувањето на генетскиот код е тоа фактот што сите кодони кодираат за соодветните биогени аминокиселини. Генетскиот код има точно определен распоред кој покажува знаци на различни фази на еволуцијата, но во определен временски период истиот престанал да се менивуа и е речиси универзално зачуван. Во однос на честотата во која се случува, некои кодони се поретко застапени од другите. Кај многу сите организми, употребата на 3-те стоп кодони е различно распространета. Кај *E. coli* најреткиот е т.н. килибарен стоп-кодон (UAG).

Употреба на кодони во *E. coli*| Кодон | Аминокиселина | Застапеност (%) |
| --- | --- | --- |
| UUU | Phe (F) | 1.9 |
| UUC | Phe (F) | 1.8 |
| UUA | Leu (L) | 1.0 |
| UUG | Leu (L) | 1.1 |
| CUU | Leu (L) | 1.0 |
| CUC | Leu (L) | 0.9 |
| CUA | Leu (L) | 0.3 |
| CUG | Leu (L) | 5.2 |
| AUU | Ile (I) | 2.7 |
| AUC | Ile (I) | 2.7 |
| AUA | Ile (I) | 0.4 |
| AUG | Met (M) | 2.6 |
| GUU | Val (V) | 2.0 |
| GUC | Val (V) | 1.4 |
| GUA | Val (V) | 1.2 |
| GUG | Val (V) | 2.4 |
| UCU | Ser (S) | 1.1 |
| UCC | Ser (S) | 1.0 |
| UCA | Ser (S) | 0.7 |
| UCG | Ser (S) | 0.8 |
| CCU | Pro (P) | 0.7 |
| CCC | Pro (P) | 0.4 |
| CCA | Pro (P) | 0.8 |
| CCG | Pro (P) | 2.4 |
| ACU | Thr (T) | 1.2 |
| ACC | Thr (T) | 2.4 |
| ACA | Thr (T) | 0.1 |
| ACG | Thr (T) | 1.3 |
| GCU | Ala (A) | 1.8 |
| GCC | Ala (A) | 2.3 |
| GCA | Ala (A) | 0.1 |
| GCG | Ala (A) | 3.2 |
| UAU | Tyr (Y) | 1.6 |
| UAC | Tyr (Y) | 1.4 |
| UAA | Stop | 0.2 |
| UAG | Stop | 0.03 |
| CAU | His (H) | 1.2 |
| CAC | His (H) | 1.1 |
| CAA | Gln (Q) | 1.3 |
| CAG | Gln (Q) | 2.9 |
| AAU | Asn (N) | 1.6 |
| AAC | Asn (N) | 2.6 |
| AAG | Lys (K) | 3.8 |
| AAA | Lys (K) | 1.2 |
| GAU | Asp (D) | 3.3 |
| GAC | Asp (D) | 2.3 |
| GAA | Glu (E) | 4.4 |
| GAG | Glu (E) | 1.9 |
| UGU | Cys (C) | 0.4 |
| UGC | Cys (C) | 0.6 |
| UGA | Stop | 0.1 |
| UGG | Trp (W) | 1.4 |
| CGU | Arg (R) | 2.4 |
| CGC | Arg (R) | 2.2 |
| CGA | Arg (R) | 0.3 |
| CGG | Arg (R) | 0.5 |
| AGU | Ser (S) | 0.7 |
| AGC | Ser (S) | 1.5 |
| AGA | Ser (S) | 0.2 |
| AGG | Ser (S) | 0.2 |
| GGU | Gly (G) | 2.8 |
| GGC | Gly (G) | 3.0 |
| GGC | Gly (G) | 0.7 |
| GGA | Gly (G) | 0.9 |

### Супресија на килибарниот кодон

Можноста за повторно користење на кодоните е за прв пат покажана од Normanly *et al.* во 1990 година, кога сој на *E. coli* го пропушта UAG (килибарниот) стоп-кодон. Ова беше возможно поради ретката застапеност на овој кодон и фактот дека факторот на ослободување 1 сам го катализира процесот на завшеток на транслацијата под дејство на овој кодон. Во лабораторијата на Шулц, тРНКTир/тирозил-тРНК синтетаза (TирРС) од *Methanococcus jannaschii*, архебактерија, била искористена за воведување на тирозин наместо стоп, стандардната функција на килибарниот кодон. Ова е овозможено поради разликите помеѓу ендогените бактериски синтази и ортогоналната археална синтетаза, кои не се препознаваат и интерагираат меѓу себе. Дополнително, групата го еволуирала ортогоналниот пар тРНК/синтетаза за да ја инкорпорира нестандардната аминокиселина *О-* метилтирозин. Ова било дополнително проследено со стерно поголемиот нафтилаланин  и супституентот за фото-врзување бензоилфенилаланин, што ја докажало потенцијалната корисност на системот.

Килибарниот кодон е најмалку користениот кодон кај *E.coli*, но неговата промена и распределба со друга функционалност резултира со значително губење на нормалниот раст на бактеријата. Едно истражување, покажало дека има најмалку 83 пептиди кои се доминантно главно засегнати и зависат од неговото прескокнување во самата белковинска синтеза  Дополнително, инкорпорирањето на аминокиселината која килибарниот кодон ја кодирал наместо запирање на транслацијата било нецелосно. Како последица на тоа, преку генетски инжињеринг создадени се неколку соеви со цел да се подобри растот на бактеријата, вклучително и отстранување на сите килибарни кодони од геномот. Во повеќето соеви на *E. coli* K-12 (т.е. <i id="mwAas">Escherichia coli</i> (молекуларна биологија)) има 321 UAG стоп-кодони. Следствено, огромни напори се вложени со цел истите да се заменат со аналогни стоп кодони. Единствениот успешен пристап до сега е од страна на групата на проф. Џорџ Чрч од Харвард, т.н. MAGE во CAGE: овие методи се потпираат на мултиплексна трансформација и последователна рекомбинација на добиените соеви во секој чекор за да се отстранат сите UAG кодони - рекомбинацијата претставувал главниот дел на запирање во првиот труд, но истиот бил надминат. Ова резултирало со сојот C321ΔA, на кој му недостасуваат сите UAG кодони и факторот на ослободување 1 (ФО1). Дополнително, овој сој бил дополнително направен „зависен" од нсАК бисфенилаланин со еволуирање на неколку клучни ензими.

### Пренамена на редок кодон кој кодира за биогени аминокиселини.

Покрај килибарниот кодон, земени се предвид и кодони ретка застапеност кои кодираат за една од 20-те биогени аминокиселини. Кодонот AGG кодира за аргинин и бактериски сој бил успешно модифициран со цел да го пренамени да кодира за 6-*N-*алилоксикарбонил-лизин. Друг кандидат е AUA кодонот, кој е невообичаен по тоа што неговата соодветна тРНК треба да се разликува од AUG што го кодира метионинот. AUA тРНКАта има посебна база, лизидин. Делецијата на генот за оваа синтетаза( *tilS* ) било овозможено со замената на нативната тРНК со онаа на *Mycoplasma mobile* (која не содржи лизидин). Намалената способност за размножување е првиот чекор кон притисокот врз сојот да ги мутира сите AUA кодони во својот геном, овозможувајќи истите да се користат за проширување на генетскиот код.

### Четири базни (квадруплетни) кодони

Додека тројните кодони се основата на генетскиот код кај секој природен генотип, програмираното +1 рамково поместување е природен процес кој овозможува употреба на четиринуклеотидна низа (квадруплетен кодон) за кодирање на аминокиселина. Покажано е дека квадруплетниот кодон може да се користи за кодирање на нсАК во експериментални услови. Ова овозможува истовремена употреба на две неприродни аминокиселини, *р-* азидофенилаланин (пАзФ) и N6-[(2-пропинилокси)карбонил]лизин (КАЛ), кои меѓусебно интерагираат преку циклоадиција по Хусиген. Квадруплетното декодирање во нормалниот генотип, кој претходно не е генетски модифициран и инжењиран е неефикасно. Ова произлегува од фактот што интеракцијата помеѓу инженерските тРНК со терцијарните комплекси или други компоненти на транслациониот систем не е поволна и силна како кај ендогените елементи. Овој проблем може да се надмине со специфично инженерство и развој на тРНК која може да декодира квадруплетни кодони во соеви со нормален, немодифициран геном и фенотип. На овој начин може да се генерираат до 4 различни квадруплетни парови на ортогонални тРНК/тРНК синтетаза. Пристапот за декодирање на квадруплетни кодони, исто така, бил применет за развој на вакцина против ХИВ-1.

Парови на тРНК/синтетаза
------------------------

Друг клучен елемент се тРНК/синтетаза паровите.

Ортогоналнит пар на тРНКА/синтета може да се мутира на точно определени делови во соодветанта низа и преку процесот на насочена еволуција истиот да биде инжењиран со цел да може да ја користи било која аминокиселина. Покрај прекодирањето на тРНК на различен кодон, истите можат да се мутираат за да препознаат кодон со четири бази, овозможувајќи дополнителни опции за кодирање и додавање на останати нсАК.

 Развиени се неколку методи за избор на синтетаза која ја прифаќа само нсАК. Еден од нив е со користење на комбинација на позитивна и негативна селекција
### Ортогонални парови во моделне организми

Ортогоналните парови на тРНК/синтетаза кои се ендогени во еден организам, не треба да бидат активни во нормален, ендоген генотип на друг организам, бидејќи синтетазата може погрешно да ги аминоацилира ендогените тРНК или ортогоналната тРНК да биде погрешно аминоацилирана од ендогена синтетаза. Како резултат на тоа, ортогоналните парови создадени до денес се разликуваат во нивната активност во организмите.

Во 2017 година бил создаден глушец со проширен генетски код кој може да произведува белковини со неприродни аминокиселини.

Ортогонални рибозоми
--------------------

Слично на ортогоналните тРНК/синтетаза парови, ортогоналните рибозоми се дизајнирани да вршат транслација паралелно и независно од природните рибозоми. Ортогоналните рибозоми користат различни транскрипти на иРНК од ендогените рибозоми и интерагираат со посебна група на тРНКи. Ова треба да го ублажи ефектот на губењето на нормалната, здрава состојба која е дел произлегува од техниките како што е супресија на амбер кодон. Дополнително, ортогоналните рибозоми може да се мутираат и оптимизираат за одредени задачи, како што е препознавање на четворни кодони. Таквата оптимизација не е можна, или е многу неповолна за природните рибозоми.

### о-Рибозоми

Во 2005 година беа објавени три групи на рибозоми, кои не ја препознаваат ендогената мРНК, туку вршат транслација на посебни ортогонални иРНК (o-иРНК). Ова било постигнато со промена на низата на препознавање на иРНК, т.н. Шајн-Далгарно низа, и соодветната низа на 16S рРНК во рибозомите, т.н. анти-Шајн-Далгарно низа. На овој начин спарувањето на базите, кое обично се губи доколку било која низа е мутирана, останува достапно.

### Рибо-Х

Во 2007 година, групата на Џејсон Чин произвела ортогоналени рибозоми, кои биле оптимизирани за супресија на килибарните кодони. 16S рРНК-та била мутирана на таков начин што го интерагирала со ФО1 помалку силно отколку ендогениот рибозом. Овој систем сепак не го решил проблемот со нарушената физиолошка состојба како резултат на супресијата на стоп-кодоните во ендогените белковини. Меѓутоа, преку подобрената специфичност, значително се зголемиле приносите на правилно синтетизираната целна белковина (од ~ 20% до >60% проценти за еден килибар кодон да биде потиснат и да формира <1% до >20% за два килибарни кодони).

### Рибо-Кју

Во 2010 година, повторно групата на Џејсон Чин претставила дополнителна оптимизирана верзија на ортогоналните рибозоми. Рибо-Кју е рибозом каде16S рРНК е оптимизирана да препознава тРНКи, кои имаат квадруплетни анти-кодони за да препознаваат квадруплетни кодони, наместо нормалните триплетни парови. Со овој пристап, бројот на можни кодони се зголемува од 64 на 256. Овој метод овозможува кодирање на повеќе од 200 различни нсАК.

Поврзани методи
---------------

### Метод на инкорпорација под селективен притисок за производство на алобелковини

Постојат многу студии кои демонстрираат синтеза на белковини со нестандардни аминокиселини, без притоа да биде променет генетскиот код. Овие белковини, наречени алобелковина, се создаваат со инкубирање на клетките со нсАК во отсуство на слична кодирана аминокиселина со цел првата да биде инкорпорирана во белковината наместо онаа која би се инкорпорирала нормално, на пример L- 2-аминохексанска киселина наместо метионин.

Овие студии се базираат на вродената промискуитетна активност на аминоацил тРНК синтетазата за кон структурен аналог сличен на природниот супстрат, на пример, изолеуцин за метионил-тРНК синтаза наместо метионин. Во белковинската кристалографија, додавањето на селенометионин во култура на ауксотрофичен сој кон метионин резултира со белковини кои содржат селенометионин за наместо метионин. Друг пример се фотолеуцин и фотометионин се додаваат наместо леуцин и метионин за фото-означување на белковини. Слично на тоа, некои габи толерантни кон телур можат да инкорпорираат телуроцистеин и телурометионин во нивниоте белковини наместо цистеин и метионин. Самиот процес на проширување на генетскиот код е покомплексен бидејќи не заменува аминокиселина, туку додава една или повеќе кон нормалниот кодот. Од друга страна, заменувањето на аминокиселини на на ниво на протеомот е најефикасно преку целосна замена на аминокиселините. На пример, постојат обиди за целосна замена на природните аминокиселини на ниво на протеомот со флуорирани аналози во *E. coli*  и *B. subtilis*. Целосна супституција на триптофан со тиенопирол-аланин кон 20899 UGG кодони во *E. coli* е опишано во 2015 година од Будиса и Сол. Покрај тоа, многу биолошки феномени, како што се виткањето и стабилност на белковините, се засноваат на синергистички ефекти на многу позиции во белковинската структура.

Во овој контекст, инкорпорацијата под селективен притисок генерира рекомбинантни белковини или алобелковини директно со замена на природните аминокиселини со неприродни аналози. Клетката домаќин која покажува ауксотрофична зависност е дополнета со аналози за време на експресијата на целната белковина. Овој пристап ги избегнува недостатоците на методите засновани на супресија  и е супериорен во однос на ефикасноста, репродуцибилноста и исклучително едноставната експериментална постава. Бројни студии покажуваат како глобалната замена на биогените аминокиселини со различни изостерични аналози предизвикува минимални структурни промени, но драматични промени во термодинамските својства, виткањето, агрегацијата, спектрални својства  и ензимската активност.

### *Ин витро* синтеза

Проширувањето на генетскиот код опишано во претходниот параграф е *in vivo*. Друг пристап е користење на *ин витро* системи*.* Ова бара отстранување или целосна сатурација на тРНКи и селективно воведување на одредени аминоацилирани-тРНК, некои кои се однапред хемиски аминоацилирани.

### Хемиска синтеза

Постојат неколку техники за хемиска синтеза на пептиди, кои се базираат на заштитни групи и цврста подлога.

Во ноември 2017 година, тим од Истражувачкиот институт Скрипс објавил дека конструирал полусинтетички геном на *E. coli* користејќи шест различни нуклеински киселини (наспроти нормалните четири пронајдени во природата). Двете дополнителни „букви" формираат трет, неприроден базен пар. Добиените организми покажале репордукција и синтеза на нови белковини користејќи „неприродни аминокиселини". Неприродниот базен пар кој се користел е dNaM –dTPT3. Овој неприроден базен пар е претходно идентификуван и синтетизиран, но ова е прва студија која демонстира транскрипција и транслацијад на белковини заснована на неприродени базни парови.

1. ↑  „Adding amino acids to the genetic repertoire". *Current Opinion in Chemical Biology*. **9** (6): 548–54. December 2005. doi:10.1016/j.cbpa.2005.10.011. PMID 16260173.
2. ↑  „Scientists Created Bacteria With a Synthetic Genome. Is This Artificial Life? - In a milestone for synthetic biology, colonies of E. coli thrive with DNA constructed from scratch by humans, not nature". *The New York Times*. 15 May 2019. Посетено на 16 May 2019.
3. ↑  „Total synthesis of Escherichia coli with a recoded genome". *Nature*. **569** (7757): 514–518. May 2019. Bibcode:2019Natur.569..514F. doi:10.1038/s41586-019-1192-5. PMC 7039709. PMID 31092918.CS1-одржување: display-автори (link)
4. ↑  „On universal coding events in protein biogenesis". *Bio Systems*. **164**: 16–25. February 2018. doi:10.1016/j.biosystems.2017.10.004. PMID 29030023.
5. ↑  „Synthetic alienation of microbial organisms by using genetic code engineering: Why and how?". *Biotechnology Journal*. **12** (8): 1600097. August 2017. doi:10.1002/biot.201600097. PMID 28671771.
6. 1 2 3 4 5  „Expanding the genetic code of Escherichia coli". *Science*. **292** (5516): 498–500. April 2001. Bibcode:2001Sci...292..498W. doi:10.1126/science.1060077. PMID 11313494.
7. 1 2  Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P (2008). *Molecular Biology of the Cell* (5. изд.). New York: Garland Science. ISBN 978-0-8153-4105-5.
8. ↑  „Aminoacyl-tRNA synthetases, the genetic code, and the evolutionary process". *Microbiology and Molecular Biology Reviews*. **64** (1): 202–36. March 2000. doi:10.1128/mmbr.64.1.202-236.2000. PMC 98992. PMID 10704480.
9. 1 2 3  „Adding new chemistries to the genetic code". *Annual Review of Biochemistry*. **79**: 413–44. 2010. doi:10.1146/annurev.biochem.052308.105824. PMID 20307192.
10. ↑  „A genetically encoded fluorescent amino acid". *Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America*. **103** (26): 9785–9. June 2006. Bibcode:2006PNAS..103.9785S. doi:10.1073/pnas.0603965103. PMC 1502531. PMID 16785423.
11. ↑  „Expanded cellular amino acid pools containing phosphoserine, phosphothreonine, and phosphotyrosine". *ACS Chemical Biology*. **9** (5): 1104–12. May 2014. doi:10.1021/cb5000532. PMC 4027946. PMID 24646179.
12. ↑  „Expansion of the genetic code: site-directed p-fluoro-phenylalanine incorporation in Escherichia coli". *Protein Science*. **7** (2): 419–26. February 1998. doi:10.1002/pro.5560070223. PMC 2143905. PMID 9521119.
13. ↑  „Expanding the genetic code". *Annual Review of Biophysics and Biomolecular Structure*. **35**: 225–49. 2006. doi:10.1146/annurev.biophys.35.101105.121507. PMID 16689635.
14. ↑  „Beyond the canonical 20 amino acids: expanding the genetic lexicon". *The Journal of Biological Chemistry*. **285** (15): 11039–44. April 2010. doi:10.1074/jbc.R109.091306. PMC 2856976. PMID 20147747.
15. 1 2  „The Peter G. Schultz Laboratory". Schultz.scripps.edu. Архивирано од изворникот на 2018-07-12. Посетено на 2015-05-05.
16. ↑  „Unusual amino acids: synthesis and introduction into naturally occurring peptides and biologically active analogues". *Mini Reviews in Medicinal Chemistry*. **6** (3): 293–304. March 2006. doi:10.2174/138955706776073394. PMID 16515468.
17. ↑  „Generation of a bacterium with a 21 amino acid genetic code". *Journal of the American Chemical Society*. **125** (4): 935–9. January 2003. doi:10.1021/ja0284153. PMID 12537491.
18. ↑  „context :: 21-amino-acid bacteria: expanding the genetic code". Straddle3.net. Посетено на 2015-05-05.
19. ↑  „Origin and evolution of the genetic code: the universal enigma". *IUBMB Life*. **61** (2): 99–111. February 2009. arXiv:0807.4749. doi:10.1002/iub.146. PMC 3293468. PMID 19117371.
20. ↑  Maloy SR, Valley Joseph Stewart VJ, Taylor RK (1996). *Genetic analysis of pathogenic bacteria : a laboratory manual*. New York: Cold Spring Harbor Laboratory. ISBN 978-0-87969-453-1.
21. ↑  „Construction of Escherichia coli amber suppressor tRNA genes. III. Determination of tRNA specificity". *Journal of Molecular Biology*. **213** (4): 719–26. June 1990. doi:10.1016/S0022-2836(05)80258-X. PMID 2141650.
22. ↑  „A new functional suppressor tRNA/aminoacyl-tRNA synthetase pair for the in vivo incorporation of unnatural amino acids into proteins" (PDF). *J. Am. Chem. Soc*. **122** (20): 5010–5011. 2000. doi:10.1021/ja000595y. Архивирано од изворникот (PDF) на 2011-09-27. Посетено на 2021-11-20.
23. ↑  „Adding L-3-(2-Naphthyl)alanine to the genetic code of E. coli". *Journal of the American Chemical Society*. **124** (9): 1836–7. March 2002. doi:10.1021/ja012307j. PMID 11866580.
24. ↑  „Addition of a photocrosslinking amino acid to the genetic code of Escherichiacoli". *Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America*. **99** (17): 11020–4. August 2002. Bibcode:2002PNAS...9911020C. doi:10.1073/pnas.172226299. PMC 123203. PMID 12154230.
25. ↑  „Revealing the amino acid composition of proteins within an expanded genetic code". *Nucleic Acids Research*. **43** (2): e8. January 2015. doi:10.1093/nar/gku1087. PMC 4333366. PMID 25378305.
26. ↑  „Precise manipulation of chromosomes in vivo enables genome-wide codon replacement". *Science*. **333** (6040): 348–53. July 2011. Bibcode:2011Sci...333..348I. doi:10.1126/science.1205822. PMC 5472332. PMID 21764749.CS1-одржување: display-автори (link)
27. ↑  „Genomically recoded organisms expand biological functions". *Science*. **342** (6156): 357–60. October 2013. Bibcode:2013Sci...342..357L. doi:10.1126/science.1241459. PMC 4924538. PMID 24136966.CS1-одржување: display-автори (link)
28. ↑  „Biocontainment of genetically modified organisms by synthetic protein design". *Nature*. **518** (7537): 55–60. February 2015. Bibcode:2015Natur.518...55M. doi:10.1038/nature14121. PMC 4422498. PMID 25607366.CS1-одржување: display-автори (link)
29. ↑  „Towards reassigning the rare AGG codon in Escherichia coli". *ChemBioChem*. **15** (12): 1750–4. August 2014. doi:10.1002/cbic.201400075. PMC 4167342. PMID 25044341.
30. ↑  „Sense codon emancipation for proteome-wide incorporation of noncanonical amino acids: rare isoleucine codon AUA as a target for genetic code expansion". *FEMS Microbiology Letters*. **351** (2): 133–44. February 2014. doi:10.1111/1574-6968.12371. PMC 4237120. PMID 24433543.
31. ↑  Atkins, J. F.; Bjoerk, G. R. "A gripping tale of ribosomal frameshifting: extragenic suppressors of frameshift mutations spotlight P-site realignment." Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2009, 73, 178-210.
32. ↑  Anderson, J. C.; Wu, N.; Santoro, S. W.; Lakshman, V.; King, D. S.; Schultz, P. G. "An expanded genetic code with a functional quadruplet codon." Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2004, 101, 7566-7571.
33. ↑  Neumann, H.; Wang, K.; Davis, L.; Garcia-Alai, M.; Chin, J. W. "Encoding multiple unnatural amino acids via evolution of a quadruplet-decoding ribosome." Nature 2010, 464, 441-444.
34. ↑  Niu, W.; Schultz, P. G.; Guo, J. "An expanded genetic code in mammalian cells with a functional quadruplet codon." ACS Chem. Biol. 2013, 8, 1640-1645.
35. 1 2 3  „Encoding multiple unnatural amino acids via evolution of a quadruplet-decoding ribosome". *Nature*. **464** (7287): 441–4. March 2010. Bibcode:2010Natur.464..441N. doi:10.1038/nature08817. PMID 20154731.
36. ↑  „Mechanism of tRNA-mediated +1 ribosomal frameshifting". *Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America*. **115** (44): 11226–11231. October 2018. doi:10.1073/pnas.1809319115. PMC 6217423. PMID 30262649.
37. ↑  Niu, W. Schultz, P. G. and Guo, J. (2013) An expanded genetic code in mammalian cells with a functional quadruplet codon. ACS Chem Biol 8, 1640-1645.
38. ↑  „Multiplex suppression of four quadruplet codons via tRNA directed evolution". *Nature Communications*. **12** (1): 5706. September 2021. doi:10.1038/s41467-021-25948-y. PMID 34588441 Проверете ја вредноста `|pmid=` (help).
39. ↑  Chen, Y. Wan, Y. Wang, N. Yuan, Z. Niu, W. Li, Q. and Guo, J. (2018) Controlling the Replication of a Genomically Recoded HIV-1 with a Functional Quadruplet Codon in Mammalian Cells. ACS Synth. Biol. 7, 1612-1617.
40. ↑  „Four-base codon-mediated saturation mutagenesis in a cell-free translation system". *Journal of Bioscience and Bioengineering*. **105** (3): 211–5. March 2008. doi:10.1263/jbb.105.211. PMID 18397770.
41. ↑  „Expanding the genetic code of Mus musculus". *Nature Communications*. **8**: 14568. February 2017. Bibcode:2017NatCo...814568H. doi:10.1038/ncomms14568. PMC 5321798. PMID 28220771.
42. ↑  „A network of orthogonal ribosome x mRNA pairs". *Nature Chemical Biology*. **1** (3): 159–66. August 2005. doi:10.1038/nchembio719. PMID 16408021.
43. ↑  „Evolved orthogonal ribosomes enhance the efficiency of synthetic genetic code expansion" (PDF). *Nature Biotechnology*. **25** (7): 770–7. July 2007. doi:10.1038/nbt1314. PMID 17592474.
44. ↑  „Biosynthesis of a protein containing a nonprotein amino acid by Escherichia coli: L-2-aminohexanoic acid at position 21 in human epidermal growth factor". *Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America*. **85** (17): 6237–41. September 1988. Bibcode:1988PNAS...85.6237K. doi:10.1073/pnas.85.17.6237. PMC 281944. PMID 3045813.CS1-одржување: display-автори (link)
45. ↑  „Bacterial methionine biosynthesis". *Microbiology*. **160** (Pt 8): 1571–1584. August 2014. doi:10.1099/mic.0.077826-0. PMID 24939187.
46. ↑  Doublié S (2007). „Production of Selenomethionyl Proteins in Prokaryotic and Eukaryotic Expression Systems". *Macromolecular Crystallography Protocols*. Methods in Molecular Biology. **363**. стр. 91–108. doi:10.1007/978-1-59745-209-0\_5. ISBN 978-1-58829-292-6. PMID 17272838.
47. ↑  „Photo-leucine and photo-methionine allow identification of protein-protein interactions in living cells". *Nature Methods*. **2** (4): 261–7. April 2005. doi:10.1038/NMETH752. PMID 15782218.
48. ↑  „Incorporation of tellurium into amino acids and proteins in a tellurium-tolerant fungi". *Biological Trace Element Research*. **20** (3): 225–32. June 1989. doi:10.1007/BF02917437. PMID 2484755.
49. ↑  „Selection and characterization of Escherichia coli variants capable of growth on an otherwise toxic tryptophan analogue". *Journal of Bacteriology*. **183** (18): 5414–25. September 2001. doi:10.1128/jb.183.18.5414-5425.2001. PMC 95426. PMID 11514527.
50. ↑  „Membership mutation of the genetic code: loss of fitness by tryptophan". *Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America*. **80** (20): 6303–6. October 1983. Bibcode:1983PNAS...80.6303W. doi:10.1073/pnas.80.20.6303. PMC 394285. PMID 6413975.
51. ↑  „Chemical Evolution of a Bacterial Proteome". *Angewandte Chemie*. **54** (34): 10030–4. August 2015. doi:10.1002/anie.201502868. PMC 4782924. PMID 26136259.CS1-одржување: display-автори (link)
NIHMSID: NIHMS711205
52. ↑  „Synthetic biology of protein folding". *ChemPhysChem*. **11** (6): 1181–7. April 2010. doi:10.1002/cphc.201000035. PMID 20391526.
53. ↑  „Prolegomena to future experimental efforts on genetic code engineering by expanding its amino acid repertoire". *Angewandte Chemie*. **43** (47): 6426–63. December 2004. doi:10.1002/anie.200300646. PMID 15578784.
54. ↑  „Non-canonical amino acids in protein engineering". *Current Opinion in Biotechnology*. **14** (6): 603–9. December 2003. doi:10.1016/j.copbio.2003.10.011. PMID 14662389.
55. ↑  „Performance analysis of orthogonal pairs designed for an expanded eukaryotic genetic code". *PLOS ONE*. **7** (4): e31992. 2012. Bibcode:2012PLoSO...731992N. doi:10.1371/journal.pone.0031992. PMC 3320878. PMID 22493661.
56. ↑  „Biocatalysis with Unnatural Amino Acids: Enzymology Meets Xenobiology". *Angewandte Chemie*. **56** (33): 9680–9703. August 2017. doi:10.1002/anie.201610129. PMID 28085996.
57. ↑  „Aminotryptophan-containing barstar: structure--function tradeoff in protein design and engineering with an expanded genetic code". *Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics*. **1764** (7): 1147–58. July 2006. doi:10.1016/j.bbapap.2006.04.012. PMID 16782415.
58. ↑  „Synthetic biology of proteins: tuning GFPs folding and stability with fluoroproline". *PLOS ONE*. **3** (2): e1680. February 2008. Bibcode:2008PLoSO...3.1680S. doi:10.1371/journal.pone.0001680. PMC 2243022. PMID 18301757.
59. ↑  „Design of anti- and pro-aggregation variants to assess the effects of methionine oxidation in human prion protein". *Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America*. **106** (19): 7756–61. May 2009. Bibcode:2009PNAS..106.7756W. doi:10.1073/pnas.0902688106. PMC 2674404. PMID 19416900.
60. ↑  „Azatryptophans endow proteins with intrinsic blue fluorescence". *Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America*. **105** (42): 16095–100. October 2008. Bibcode:2008PNAS..10516095L. doi:10.1073/pnas.0802804105. PMC 2571030. PMID 18854410.
61. ↑  „Expansion of the genetic code enables design of a novel "gold" class of green fluorescent proteins". *Journal of Molecular Biology*. **328** (5): 1071–81. May 2003. doi:10.1016/s0022-2836(03)00364-4. PMID 12729742. Архивирано од изворникот на 2017-08-11. Посетено на 2021-11-20.CS1-одржување: display-автори (link)
62. ↑  „Lipase Congeners Designed by Genetic Code Engineering". *ChemCatChem*. **3** (1): 213–221. 2011. doi:10.1002/cctc.201000253. ISSN 1867-3880.
63. ↑  „Non-standard amino acid incorporation into proteins using Escherichia coli cell-free protein synthesis". *Frontiers in Chemistry*. **2**: 34. 2014. Bibcode:2014FrCh....2...34H. doi:10.3389/fchem.2014.00034. PMC 4050362. PMID 24959531.
64. ↑  'Unnatural' microbe can make proteins. *BBC News*. 29 November 2017.
65. 1 2  „A semi-synthetic organism that stores and retrieves increased genetic information". *Nature*. **551** (7682): 644–647. November 2017. Bibcode:2017Natur.551..644Z. doi:10.1038/nature24659. PMC 5796663. PMID 29189780.CS1-одржување: display-автори (link)
66. ↑  „On stranger nucleotides". *Chemistry World*. February 2014.
67. ↑  „Natural-like replication of an unnatural base pair for the expansion of the genetic alphabet and biotechnology applications". *Journal of the American Chemical Society*. **136** (3): 826–9. January 2014. doi:10.1021/ja408814g. PMC 3979842. PMID 24152106.