4️⃣ 核酸序列特征分析(6):密码子使用模式的分析
序列比对和序列特征分析总目录(https://cloud.tencent.com/developer/article/1388434
一共20种编码氨基酸，除去3个终止密码子，一共61个密码子。也就是说61个密码子编码20种氨基酸。会出现每个氨基酸对应几个密码子的现象，这些编码同一个氨基酸的密码子叫同义密码子。但是这些密码子不是平均使用，而是有一定的使用倾向性。
也就是说，某一物种或某一基因通常倾向于使用一种或几种特定的统一密码子，并且这种现象不是随机的，这些最常用的密码子称为最优密码子，这种现象称为密码子使用偏好性。 这种偏好性的产生与基因的表达水平，翻译起始效应，基因的碱基组成， GC含量，基因长度，tRNA丰度等很多因素相关。
所以，分析密码子偏好性有重要的生物学意义。
code degeneracy
最广泛使用的密码子偏好性软件是CodonW，目前没有界面版本，有Windows，max和linux命令行版本。还是以linux为例
可以用conda安装，省却很多麻烦。
conda install codonW安装完成
$ codonw
Welcome to CodonW for Help type h
Initial Menu
Option
(1) Load sequence file
( )
(3) Change defaults
(4) Codon usage indices
(5) Correspondence analysis
( )
(7) Teach yourself codon usage
(8) Change the output written to file
(9) About C-codons
(R) Run C-codons
(Q) Quit
Select a menu choice, (Q)uit or (H)elp ->用法和别的不太一样，属于命令行的交互版
具体来讲：
- 输入1，载入要分析的序列文件，这里我载入官方网站的示例数据
- 中间的选项可以自行设置，只需要输入相应的序号即可 比如第4个选项
Codon usage indices
Options
( 1) Codon Adaptation Index (CAI)
( 2) Frequency of OPtimal codons (Fop)
( 3) Codon bias index (CBI)
( 4) Effective Number of Codons (ENc)
( 5) GC content of gene (G+C)
( 6) GC of silent 3rd codon posit.(GC3s)
( 7) Silent base composition
( 8) Number of synonymous codons (L_sym)
( 9) Total number of amino acids (L_aa )
(10) Hydrophobicity of protein (Hydro)
(11) Aromaticity of protein (Aromo)
(12) Select all
(X) Return to previous menu这里，我选择了12，select all 设置好后，运行“R”选项，
结果如下
$ head -20 kkout
title T3s C3s A3s G3s CAI CBI Fop Nc GC3s GC L_sym L_aa Gravy Aromo
YCG9_Probable__________13 0.4337 0.2347 0.3588 0.1852 0.177 -0.083 0.360 54.09 0.335 0.394 439 458 0.610699 0.122271
YCG8________573_residues_ 0.2876 0.3595 0.4222 0.1875 0.156 -0.036 0.372 52.46 0.439 0.446 180 190 -0.211579 0.084211
ALPHA2________633_residue 0.3636 0.2273 0.4939 0.2177 0.153 -0.108 0.353 58.73 0.328 0.351 204 210 -0.667143 0.052381
ALPHA1________528_residue 0.4361 0.2180 0.4228 0.2589 0.231 0.018 0.446 58.29 0.345 0.379 168 175 -0.522857 0.148571
CHA1_________1083_residue 0.4399 0.2337 0.3927 0.1958 0.214 0.000 0.425 50.30 0.328 0.394 351 360 -0.046667 0.075000
KRR1__________951_residue 0.4045 0.2409 0.4310 0.2591 0.193 -0.092 0.364 45.99 0.364 0.384 302 316 -0.762658 0.079114
PRD1_________2139_residue 0.4180 0.2757 0.3244 0.3169 0.263 0.052 0.456 53.19 0.430 0.397 684 712 -0.481742 0.117978
KAR4_________1008_residue 0.3931 0.2328 0.4412 0.2512 0.206 -0.011 0.413 50.47 0.354 0.383 322 335 -0.554030 0.089552
PBN1_________1251_residue 0.4102 0.2156 0.4419 0.2210 0.196 -0.039 0.392 53.53 0.330 0.386 403 416 -0.462260 0.098558
LRE1_________1761_residue 0.4072 0.2278 0.4202 0.2250 0.189 -0.126 0.358 52.23 0.347 0.419 570 586 -0.848123 0.061433
APA1__________966_residue 0.3975 0.3156 0.4043 0.1972 0.274 0.110 0.485 42.55 0.385 0.395 309 321 -0.439252 0.093458
YCE9__________939_residue 0.4041 0.3061 0.3440 0.2244 0.263 0.012 0.437 58.49 0.410 0.433 295 312 -0.452885 0.125000
YCE8_________1392_residue 0.3850 0.2460 0.3835 0.3014 0.204 -0.012 0.407 49.11 0.396 0.370 454 463 -0.123974 0.073434
YCE7__________777_residue 0.3861 0.2277 0.4022 0.3118 0.183 -0.084 0.363 58.22 0.394 0.391 251 258 -0.201938 0.104651
YCE5_________2283_residue 0.4197 0.2705 0.3664 0.2416 0.224 -0.036 0.393 53.53 0.383 0.386 732 760 -0.225000 0.102632
YCE6__________324_residue 0.3733 0.1867 0.3810 0.3291 0.227 -0.046 0.410 61.00 0.400 0.417 100 107 -0.404673 0.074766
YCE4_________1254_residue 0.3441 0.3765 0.3099 0.2098 0.204 0.068 0.450 54.53 0.468 0.453 402 417 -0.442686 0.083933
PDI1_________1569_residue 0.3243 0.4840 0.2541 0.2493 0.334 0.181 0.532 34.31 0.556 0.474 509 522 -0.248276 0.107280
GLK1_________1503_residue 0.2775 0.3650 0.2402 0.3792 0.227 0.053 0.446 51.32 0.581 0.497 484 500 -0.220000 0.068000还有一个blk文件
$ head -20 kkblk
Phe UUU 27 1.38 Ser UCU 4 0.71 Tyr UAU 6 1.00 Cys UGU 4 1.14
UUC 12 0.62 UCC 8 1.41 UAC 6 1.00 UGC 3 0.86
Leu UUA 12 1.24 UCA 7 1.24 TER UAA 0 0.00 TER UGA 0 0.00
UUG 9 0.93 UCG 4 0.71 UAG 1 3.00 Trp UGG 5 1.00
CUU 19 1.97 Pro CCU 5 1.43 His CAU 3 1.00 Arg CGU 3 1.50
CUC 7 0.72 CCC 0 0.00 CAC 3 1.00 CGC 0 0.00
CUA 9 0.93 CCA 7 2.00 Gln CAA 11 1.69 CGA 1 0.50
CUG 2 0.21 CCG 2 0.57 CAG 2 0.31 CGG 0 0.00
Ile AUU 19 1.33 Thr ACU 5 0.71 Asn AAU 12 1.20 Ser AGU 8 1.41
AUC 10 0.70 ACC 8 1.14 AAC 8 0.80 AGC 3 0.53
AUA 14 0.98 ACA 10 1.43 Lys AAA 13 1.08 Arg AGA 5 2.50
Met AUG 14 1.00 ACG 5 0.71 AAG 11 0.92 AGG 3 1.50
Val GUU 16 2.00 Ala GCU 10 1.33 Asp GAU 8 1.07 Gly GGU 21 2.00
GUC 5 0.62 GCC 9 1.20 GAC 7 0.93 GGC 3 0.29
GUA 7 0.88 GCA 9 1.20 Glu GAA 7 1.40 GGA 10 0.95
GUG 4 0.50 GCG 2 0.27 GAG 3 0.60 GGG 8 0.76更加详细的内容可以查看codonW作者的毕业论文
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原始发表：2019.01.26 ，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除
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