Índice de adaptación de codones

El Índice de Adaptación de Codones (CAI) ^{[ 1 ]} es la técnica más extendida para analizar el sesgo en el uso de codones . A diferencia de otras medidas de sesgo en el uso de codones, como el " número efectivo de codones " (Nc), que miden la desviación de un sesgo uniforme (hipótesis nula), el CAI mide la desviación de una secuencia de genes codificantes de proteínas dada con respecto a un conjunto de genes de referencia. El CAI se utiliza como un método cuantitativo para predecir el nivel de expresión de un gen en función de su secuencia de codones. ^{[ 1 ]}

Idealmente, el conjunto de referencia en CAI se compone de genes altamente expresados, de modo que CAI proporciona una indicación del nivel de expresión génica bajo el supuesto de que existe selección traslacional para optimizar las secuencias génicas según sus niveles de expresión. La razón de esto es doble: los genes altamente expresados ​​necesitan competir por recursos (es decir, ribosomas) en organismos de rápido crecimiento y, por lo tanto, es lógico que también se traduzcan con mayor precisión. Ambas hipótesis implican que los genes altamente expresados ​​utilizan principalmente codones para especies de ARNt que son abundantes en la célula.

Para cada aminoácido en un gen, el peso de cada uno de sus codones, representado por un parámetro denominado adaptabilidad relativa ( w _i ), se calcula a partir de un conjunto de secuencias de referencia, como la relación entre la frecuencia observada del codón f _i y la frecuencia del codón sinónimo más frecuente f _j para ese aminoácido.

${\displaystyle w_{i}={\frac {f_{i}}{\max(f_{j})}}\qquad i,j\in [{\text{codones sinónimos para aminoácidos}}]}$

El CAI de un gen se define simplemente como la media geométrica del peso asociado a cada codón a lo largo de la longitud ( L ) de la secuencia del gen (medida en codones). ^{[ 2 ]}

${\displaystyle {\text{CAI}}=(\Pi _{i=1}^{L}w_{i})^{\frac {1}{L}}}$

• sesgo en el uso de codones
• Código genético
• Codón