Biológovia vyvinuli model na určovanie účinku synonymných kodónov na syntézu kódovaného proteínu podľa časopisu Nature.
Kodón je triplet nukleotidov (triplet) v DNA a messengerovej RNA, ktorá kóduje jednu aminokyselinu v proteíne. Pretože počet kodónov kódujúcich jednu z dvadsiatich aminokyselín je 61, niektoré z týchto aminokyselín sú kódované niekoľkými kodónmi, ktoré sa nazývajú synonymné.
Synonymické kodóny môžu rôznymi spôsobmi ovplyvňovať hladinu proteínovej expresie, ale presné zistenie, aký účinok bude mať konkrétny kodón, je komplikované skutočnosťou, že triplety tiež ovplyvňujú mnohé štruktúrne vlastnosti messengerovej RNA. Všetky tieto ďalšie faktory zase môžu rôzne prispievať k účinnosti procesu translácie génov a je veľmi ťažké určiť výsledný účinok.
Na vyriešenie tohto problému vedci vytvorili model, ktorý berie do úvahy širokú škálu funkcií štruktúry RNA. Za týmto účelom bola hladina expresie proteínu meraná v 6 348 génoch odobratých z rôznych organizmov (vrátane ľudí) a zavedená do buniek E. coli. Pre každý študovaný gén bola zmeraná frekvencia výskytu všetkých synonymných kodónov a boli stanovené štruktúrne vlastnosti messengerovej RNA zodpovedajúce génu. Pomocou metód regresnej analýzy a modelovania vedci dokázali zistiť, ako špecifické kodóny prostredníctvom ďalších faktorov ovplyvnia účinnosť RNA translácie a syntézy proteínov.
Výsledky ukázali, že vo všeobecnosti priamy vplyv kodónov na expresiu presahuje vplyv ďalších faktorov, existujú však výnimky: terciárna štruktúra messengerovej RNA blízko predného konca molekuly môže úplne zastaviť translačný proces. Získané údaje okrem toho potvrdili, že často sa vyskytujúce synonymné kodóny majú pozitívny vplyv na hladinu proteínovej expresie, predovšetkým prostredníctvom stabilizácie RNA a zvýšením jej životnosti.
Vedci dúfajú, že výsledky štúdie pomôžu vytvoriť umelé gény, syntézu proteínov, ktorá by bola efektívnejšia.
Je známe, že niektoré synonymné kodóny v oblastiach kódujúcich DNA sa vyskytujú častejšie ako iné. Tento jav sa nazýva kodónová preferencia a vznikol pod vplyvom vývoja, keď niektoré kodóny mali priaznivejší vplyv na účinnosť translačných procesov.