终止码

在遗传密码中，终止密码子（英语：Stop codon），或称终止子，是信使RNA上的一个核苷酸三联体序列，代表翻译的终止。蛋白质是由特定氨基酸生成的多肽序列折叠而成。翻译发生时，信使RNA中的大部分密码子被tRNA识别后，tRNA可添加一个额外的氨基酸到成长中的多肽链上，而终止密码子则通过被释放因子识别，给这个过程发出终止的信号，最终使核糖体的大小亚基解离、翻译终止，并将合成的多肽链释出。DNA序列的无义突变（英语：Nonsense mutation）可能导致信使RNA上基因的编码区中产生终止密码子，而使该基因的翻译提早结束，未产生完整、具有功能的多肽链，因此终止密码子有时也被称为无义密码子（nonsense codon）。在通用密码子表中，有三种终止密码子在一个生物的基因组中，三种终止密码子的分布不是随机的，且可能与GC含量有关。例如大肠杆菌K-12型（英语：Escherichia coli in molecular biology）的基因组共有2705个UAA密码子（占63%）、1257个UGA密码子（占29%）与326个UAG密码子（占8%），GC含量较高的基因组UAA密码子的比例可能相对较低，UGA密码子的比例可能相对较高，而UAG密码子的比例则不受太大影响。表现较旺盛的基因较常以UAA为终止密码子，因为此密码子可同时为释放因子1与释放因子2所识别，确保翻译的正常终止，而UAG与UGA分别只能被释放因子1与释放因子2识别，这两种密码子的比例也受细胞中两种释放因子的表现量所影响。历史上三种终止密码子皆是于噬菌体突变株中发现的，终止密码子的突变造成噬菌体感染大肠杆菌的能力降低，或者只能感染特定血清型的大肠杆菌。UAG（琥珀密码子）是首个被发现的终止密码子，最早由理查德·爱泼斯坦（Richard Epstein）与查尔斯·斯坦伯格（Charles Steinberg）分离，并以他们的好友哈里斯·伯恩斯坦（Harris Bernstein）之姓命名，Bernstein在德文中即为琥珀之意。琥珀密码子突变的噬菌体只能感染部分突变的大肠杆菌，例如tRNA突变而核糖体可以对UAG连读（readthrough）者。UAA（赭石密码子）是第二个被发现的密码子，其发现者刻意选用矿石的名称命名，以与琥珀密码子相对应，赭石密码子突变的噬菌体也只能感染部分突变的大肠杆菌。UGA（蛋白石密码子）则是最晚发现的密码子。隐藏的终止子（hidden stop）是指平时正常，但若在翻译过程中发生了翻译框转移（英语：Translational frameshift），使读序框往前或往后移动一个碱基，便会成为终止子的密码子。有假说认为隐藏的终止子有助于避免细胞消耗资源翻译框移突变（英语：Frameshift mutation）下不具有功能的异常蛋白质，且避免这些蛋白质折叠异常而导致细胞毒性，此假说名为埋伏假说（英语：ambush hypothesis），由路易斯安那州立大学的研究团队提出，认为隐藏的终止子是对生物有益，而被演化所选择的，基因组中，隐藏的终止子比其他同义的密码子更常出现，且在rRNA稳定度较低而较易产生框移突变的物种中，隐藏的终止子的比例更高。有研究分析更大规模的数据后认为此假说无法被证实，但亦有人进一步研究后认为在GC含量较低（即AT含量较高）的基因组中埋伏假说是成立的。翻译连读（translational readthrough）又名翻译通读、密码子抑制（stop codon suppression），是指翻译进行时，终止密码子未被释放因子识别而终止翻译，而是如其他密码子般与tRNA结合而继续翻译的现象。已知tRNA的突变，或终止子周围存在某些特定序列皆可以造成翻译连读。翻译连读在细菌与病毒中相当常见，但也出现在包含人类在内的真核生物中，并可能具有生理功能。例如人类苹果酸脱氢酶的终止子便有4%的机会发生翻译连读。而翻译连读发生时，被加入合成中多肽链的氨基酸种类，则可能与终止子的种类相关，已知麸酰胺酸、酪氨酸与赖氨酸可能在UAA或UAG发生翻译连读时被加入多肽链，而半胱氨酸、色氨酸与精氨酸可能在UGA发生翻译连读时被加入多肽链。UAG与UGA在某些情况下也可以编码氨基酸。2007年，有研究发现UGA密码子许多硒蛋白的信使RNA中有硒半胱氨酸插入序列（英语：SECIS element）的存在，可以使与该序列相邻的UGA密码子编码硒半胱氨酸，而不作为终止密码子，随后也有研究发现某些情况下，另一终止密码子UAG也可经由类似机制编码吡咯赖氨酸。氨酰-tRNA合成酶 · 阅读框架 · 起始密码子 · 终止密码子 · 核糖体结合位点：夏因-达尔加诺序列（+/-） · 科扎克共有序列PIF1 · PIF2 · PIF3aIF1 · aIF2 · aIF5 · aIF6eIF2（S1 · S2 · S3） · B1 · B2 · B3 · B4 · B5 · eIF2激酶eIF3（A · B · C · D · F · G · H · I · J · K · M · S6）eIF4（eIF4A（A1 · A2 · A3） · B · E1 · E2 · G1 · G2 · G3 · H）eIF5（A · A2 · B）EF-Tu · EF-Ts · EF-GaEF1 · aEF2eEF1（A1 · A2 · A3 · B1 · B2 · B3 · B4 · D · E1 · G） · eEF2原核释放因子 · 古菌释放因子 · 真核释放因子（英语：Eukaryotic release factors）RPS1 · RPS2 · RPS3 · RPS4 · RPS5 · RPS6 · RPS7 · RPS8 · RPS9 · RPS10 · RPS11 · RPS12 · RPS13 · RPS14 · RPS15 · RPS16 · RPS17 · RPS18 · RPS19 · RPS20 · RPS21 · RPS22 · RPS23 · RPS24 · RPS25 · RPS26 · RPS27 · RPS28 · RPS29