聖塔非研究所

基因和遺傳密碼的共同演化

2026-03-18 · 工作論文 · 更新 2026/03/18 下午07:05

摘要 標準遺傳密碼 (SGC) 是將核酸映射到每個生物體、細胞器和病毒中使用的多肽,有時有微小的變化,$^1$。 SGC的組織是高度非隨機的。 $^{2 8}$。自 SGC 發現以來的四十年裡,人們提出了大量的假設來解釋其組織是如何形成的。其中包括各種負載最小化假說,$^{2,3,5,6,9 15}$凍結事故假說$^{16}$,模糊性減少假說,$^{17,18}$立體化學假說,…

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論文資訊

  • 類型:工作論文
  • 編號:工作論文 #816
  • 日期:2026-03-18

摘要

標準遺傳密碼 (SGC) 是將核酸映射到每個生物體、細胞器和病毒中使用的多肽,有時有微小的變化,$^1$。 SGC的組織是高度非隨機的。 $^{2-8}$。自 SGC 發現以來的四十年裡,人們提出了大量的假設來解釋其組織是如何形成的。其中包括各種負載最小化假說,$^{2,3,5,6,9-15}$凍結事故假說$^{16}$,模糊性減少假說,$^{17,18}$立體化學假說,$^{14,16,19-25}$和代謝共同演化假說。 $^{26,27}$這些假說都沒有提出一個完全成熟的理論。從某種意義上說,它(i)從生物學或生化考量出發,(ii)從這些考慮中推導出演化機制,以及(iii)展示這些機制如何在SGC的組織中重現模式。在這裡,我們提出了第一個成熟的 SGC 演化理論。該理論源自於兩個基本觀察:首先,SGC 中的模式強烈表明複製和翻譯中的系統錯誤在其進化中發揮了因果作用$^{2-8}$;其次,遺傳密碼的進化是透過蛋白質編碼基因介導的,其中選擇作用於蛋白質,這些蛋白質是這些基因與遺傳密碼翻譯的產物。 $^{16}$我們從這些觀察中得出了密碼形成的演化機制,並展示了這些機制如何再現 SGC 的兩種顯著組織模式。 (文本中的上標數字表示論文末尾引用的參考文獻。)