遗传密码演化中忠诚性与多样性的相互作用

遗传密码的起源与组织原则仍是生命科学中的根本性难题。自然密码到氨基酸映射出现的几乎不可能的概率，催生了其结构是针对突变和翻译错误鲁棒性优化的解决方案这一假设。在构建有效分子机器的过程中，编码氨基酸的词典也必须在物理化学特征上具有足够的多样性。本文我们检验了标准遗传密码是否可被理解为在最小化误差负荷与将密码分配与自然 occurring 氨基酸组成相匹配这两个目标之间找到近最优解的解决方案。我们采用模拟退火算法探索这一在广泛参数范围内的权衡。我们发现，标准遗传密码位于多维参数空间中的局部最优值附近。这是一个高度有效的解决方案，在忠诚性与资源可用性约束之间取得了平衡。这些结果表明，当前的遗传密码反映了在忠诚性与多样性之间存在冲突压力下的共演化，为其出现和演化提供了新的见解。