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簡併

鎖定
簡併(degeneracy,但英文degeneracy具有多種含義),在物理學、生物學等領域有不同解釋。例如在量子力學中,原子中的電子,由其能量確定的同一能級狀態,可以有兩種不同自旋量子數的狀態,該能級狀態是兩種不同的自旋狀態簡併態。生物學上,簡併是指遺傳密碼子簡併性,即同一種氨基酸具有兩個或更多個密碼子的現象。 [2] 
中文名
簡併
外文名
degeneracy
包    括
簡併和退化等
含    義
被當作同一較粗糙物理狀態

簡併物理學名詞

在物理學中,簡併是指兩個或多個不同的較精細物理狀態。
例如在量子力學中,原子中的電子,由其能量確定的同一能級狀態,可以有兩種不同自旋量子數的狀態,該能級狀態是兩種不同的自旋狀態簡併態。在量子力學中,對一個算符的一個本徵值如果有一個以上的本徵函數,則把這種情況稱為簡併,並把它對應於同一個本徵值的本徵函數的個數稱為簡併度 [1] 
統計物理學中,宏觀上由壓強、體積、温度確定的同一宏觀熱力學狀態,在微觀上可以對應大量不同的微觀狀態,該熱力學狀態是這些微觀狀態的簡併態。簡併在量子力學和統計物理中的意義不同,在統計物理中,簡併是指量子效應明顯的體系。
含有簡併電子基態的非直線型分子都會產生薑-泰勒效應,而發生構型扭曲,例如六水合銅離子[Cu(OH2)6]的表象平面正方結構。

簡併生物學名詞

簡併概念

簡併密碼錶 簡併密碼錶
天然氨基酸只有20種,但編碼氨基酸遺傳密碼表則有60餘個,這是因為在同一生物中,同一種氨基酸有至少兩個密碼子編碼。除Trp和Met只有1個密碼子外,其它18種氨基酸均有1個以上的密碼子,Phe、Tyr、His、Gln、Glu、Asn、Asp、LysCys各有2個密碼子;Ile有3個密碼子;Val、Pro、Thr、Ala、Gly各有4個密碼子;Leu、Arg、Ser各有6個密碼子。

簡併表現

許多氨基酸的密碼子的第1和第2個鹼基相同,只有第3個鹼基不同,密碼子的簡併性,特別是第三位的胞嘧啶尿嘧啶鳥嘌呤腺嘌呤的簡併性常常等同(右表),這説明為什麼在不同生物的DNA中的AT/GC比率會有很大的變異,而其蛋白質的氨基酸相對比例卻沒有很大的變化 [3] 
對應於同一種氨基酸的不同密碼子稱為同義密碼子(synonymous codon),只有色氨酸甲硫氨酸僅有1個密碼子。

簡併意義

密碼子簡併性具有重要的生物學意義,它可以減少有害突變。若每種氨基酸只有一個密碼子,61個密碼子中只有20個是有意義的,各對應於一種氨基酸。剩下41個密碼子都無氨基酸所對應,將導致肽鏈合成終止。由基因突變而引起肽鏈合成終止的概率也會大大增加。簡併性使得那些即使密碼子中鹼基被改變,仍然能編碼原來氨基酸的可能性大為提高。密碼的簡併也使DNA分子鹼基組成有較大餘地的變動,例如細菌DNA中G+C含量變動很大,但不同G+C含量的細菌卻可以編碼出相同的多肽鏈。所以遺傳密碼的簡併性在物種的穩定上起着重要的作用。
參考資料