コドンの使用バイアスと突然変異の制約により、遺伝コードのエラー最小化のレベルが低下します

遺伝コードの起源に関する研究は、標準コードのエラー最小化の程度の測定値を比較し、ランダムバリアントコードによって生成された測定値ですが、コドンの使用法を考慮していません。コドンの使用バイアスは、エラーの重要性は異なるコドンの頻度にも依存するため、アミノ酸間の化学距離の最小化に重要な役割を果たす可能性があります。ここでは、コドンの使用が考慮されると、標準コードのエラー最小化の程度が劇的に減少する可能性があり、代替コードにシフトすると、エラーの最小化の程度が増えることがよくあります。これは、CGコンテンツが高い場合に特に当てはまります。これは、おそらくコードの原点中に当てはまりました。また、コドンの使用バイアスを考慮していなくても、標準コードよりも優れたコードの頻度が、相対的な効率の観点から、標準コード自体の近傍ではるかに高いことを示します。したがって、標準コードとわずかに異なる代替コードは、提案された以前の分析よりも進化する可能性が高くなります。私の結論は、標準的な遺伝コードはエラーの最小化に関して最適ではなく、エラーの最小化以外の理由で生じたに違いないということです。

Studies on the origin of the genetic code compare measures of the degree of error minimization of the standard code with measures produced by random variant codes but do not take into account codon usage, which was probably highly biased during the origin of the code. Codon usage bias could play an important role in the minimization of the chemical distances between amino acids because the importance of errors depends also on the frequency of the different codons. Here I show that when codon usage is taken into account, the degree of error minimization of the standard code may be dramatically reduced, and shifting to alternative codes often increases the degree of error minimization. This is especially true with a high CG content, which was probably the case during the origin of the code. I also show that the frequency of codes that perform better than the standard code, in terms of relative efficiency, is much higher in the neighborhood of the standard code itself, even when not considering codon usage bias; therefore alternative codes that differ only slightly from the standard code are more likely to evolve than some previous analyses suggested. My conclusions are that the standard genetic code is far from being an optimum with respect to error minimization and must have arisen for reasons other than error minimization.