硒是人体必需的微量元素之一。在许多参与氧化还原反应的硒酶中,硒以硒代半胱氨酸的形式作为催化循环的必需组份。如谷胱甘肽过氧化物酶、硫氧还蛋白还原酶、碘代甲状腺原氨酸脱碘酶以及甲酸脱氢酶等。有意思的是,硒代半胱氨酸是由终止密码子UGA编码,以共翻译的形式插入到蛋白质多肽链中,故硒代半胱氨酸又被称为第21种氨基酸。由于在所有已知能表达硒蛋白的组织中,UGA仍然保持其正常功能,因此,Sec的掺入需要一特殊的调控机制。 在原核生物中,硒代半胱氨酸插入到硒蛋白的过程需要四个基因产物:一种tRNA和三种蛋白质。硒代半胱氨酸在硒蛋白的mRNA开放阅读框(ORF)内部UGA处插入到新生多肽链中。另外,位于mRNA密码子UGA3’端下游11个核苷酸的一个特殊的茎-环结构是硒代半胱氨酸插入所必需的,这一顺式作用元件被称为硒代半胱氨酸插入序列(SECIS)。原核生物的SECIS紧邻uGA3’端的ORF内,而真核生物的SECIS则位于5’或3’的非翻译区。而且,原核生物的SECIS具有种属特异性,而真核生物的SECIS没有种属特异性。