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簡併
鎖定
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的簡併態。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。
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在統計物理學中,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。
簡併生物學名詞
簡併概念
天然氨基酸只有20種,但編碼氨基酸的遺傳密碼表則有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、Lys、Cys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和尿嘧啶或鳥嘌呤和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
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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分子上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
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- 1. 周世勳.量子力學教程.北京:高等教育出版社,2009年6月第二版:57頁
- 2. 物理學咬文嚼字之五十七 簡併 .知網空間[引用日期2017-08-11]
- 3. 分子生物學