DNA 的蛋白質編碼能力

DNA 的蛋白質編碼能力是指其序列中僅佔極小一部分（在人類中不到 2%）的區域，這些區域包含基因，提供合成蛋白質的指令。DNA 透過三聯密碼子（codon）來指定胺基酸，而絕大多數 DNA 屬於非編碼區域，但在調控層面發揮關鍵作用。 蛋白質編碼能力決定了理論上可生成的蛋白質數量，但如可變剪接等生物學機制，使實際產生的蛋白質種類遠多於基因數量。本工具僅提供對 DNA 編碼能力的非常基礎估算。

蛋白質編碼能力的關鍵面向

• 比例極小：
  蛋白質編碼基因僅佔整個基因組的一小部分，估計約為 DNA 總量的 1–2%。
• 三聯密碼：
  DNA 使用由三個鹼基組成的序列（密碼子）來編碼特定的胺基酸，而胺基酸是蛋白質的基本組成單元。
• 基因與蛋白質：
  人類約有 19,000–20,000 個蛋白質編碼基因，但由於可變剪接等機制，一個基因可產生多種不同的蛋白質。
• 非編碼 DNA：
  其餘約 98% 的 DNA，曾被稱為「垃圾 DNA」，實際上在基因調控中至關重要，包括基因的啟動與關閉（如啟動子與增強子）。
• 計算方式：
  一個簡單公式描述 DNA 長度與蛋白質長度之間的關係：編碼的胺基酸數 = DNA 鹼基數 / 3。相關工具可用於根據 DNA 長度估算蛋白質大小。

計算公式

其關係由以下公式描述：

0.11 kDa 為單一胺基酸的平均分子量

運作原理

• 轉錄：
  蛋白質編碼 DNA 序列（基因）被複製為信使 RNA（mRNA）。
• 翻譯：
  核糖體以密碼子（三個鹼基為一組）的方式讀取 mRNA，並依序組裝對應的胺基酸。
• 蛋白質合成：
  由胺基酸組成的多肽鏈摺疊形成具有功能的蛋白質。

重要性

• 功能性 DNA：
  儘管比例極小，編碼 DNA 對生物功能至關重要，相關哺乳動物在功能性 DNA 的比例上高度相似。
• 基因組複雜性：
  非編碼區域，尤其是調控元件，決定蛋白質在何時、何地被表現，使基因組的複雜性遠超單純的編碼序列。