Spustit kodon - Start codon

The spustit kodon je první kodon a messenger RNA (mRNA) přepis přeložený a ribozom. Startovací kodon vždy kóduje methionin v eukaryoty a Archaea a N-formylmethionin (fMet) v bakteriích, mitochondrie a plastidy. Nejběžnějším počátečním kodonem je AUG (tj. ATG v odpovídající sekvenci DNA).
Počátečnímu kodonu často předchází 5 'nepřekládaná oblast (5 'UTR ). v prokaryoty to zahrnuje ribosomové vazebné místo.
Alternativní startovací kodony
Alternativní počáteční kodony se liší od standardního kodonu AUG a nacházejí se v obou prokaryoty (bakterie a archea) a eukaryoty. Alternativní počáteční kodony se stále překládají jako Met, když jsou na začátku proteinu (i když kodon jinak kóduje jinou aminokyselinu). Je to proto, že samostatný přenos RNA (tRNA) se používá k zahájení.[1]
Eukaryoty
Alternativní počáteční kodony (non-AUG) jsou v eukaryotických genomech velmi vzácné. Pro některé buněčné mRNA však byly hlášeny přirozeně se vyskytující startovací kodony jiné než AUG.[2] Sedm z devíti možných substitucí jednoho nukleotidu v počátečním kodonu AUG z dihydrofolát reduktáza byly funkční jako počáteční místa translace v savčích buňkách.[3] Kromě kanonické cesty kodonu Met-tRNA Met a AUG mohou savčí buňky iniciovat translaci leucin pomocí specifické leucyl-tRNA, která dekóduje kodon CUG.[4][5]
Candida albicans používá startovací kodon CAG.[6]
Prokaryotes
Prokaryoti významně používají alternativní startovací kodony, zejména GUG a UUG.[7]
E-coli používá 83% AUG (3542/4284), 14% (612) GUG, 3% (103) UUG[8] a jeden nebo dva další (např. AUU a případně CUG).[9][10]
Známé oblasti kódování, které nemají iniciační kodony AUG, jsou regiony LacI (GUG)[11][12] a lacA (UUG)[13] v E-coli lac operon. Dvě novější studie nezávisle ukázaly, že 17 nebo více startovacích kodonů jiných než AUG může iniciovat překlad v E-coli.[14][15]
Mitochondrie
Mitochondriální genomy významněji používejte alternativní startovací kodony (AUA a AUU u lidí).[7] Mnoho takových příkladů s kodony, systematickým rozsahem a citacemi je uvedeno v NCBI seznam překladových tabulek.[16]
Standardní genetický kód
Aminokyselina biochemické vlastnosti | Nepolární | Polární | Základní | Kyselé | Ukončení: stop kodon |
1. místo základna | 2. základna | 3. místo základna | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
U | C | A | G | ||||||
U | UUU | (Phe / F) Fenylalanin | UCU | (Ser / S) Serine | UAU | (Tyr / Y) Tyrosin | UGU | (Cys / C) Cystein | U |
UUC | UCC | UAC | UGC | C | |||||
UUA | (Leu / L) Leucin | UCA | UAA | Stop (Okr)[B] | UGA | Stop (Opál)[B] | A | ||
UUG[A] | UCG | UAG | Stop (Jantar)[B] | UGG | (Trp / W) Tryptofan | G | |||
C | CUU | CCU | (Podpěra) Prolin | CAU | (His / H) Histidin | CGU | (Arg / R) Arginin | U | |
CUC | CCC | CAC | CGC | C | |||||
CUA | CCA | CAA | (Gln / Q) Glutamin | CGA | A | ||||
CUG[A] | CCG | CAG | CGG | G | |||||
A | AUU | (Ile / I) Isoleucin | ACU | (Thr / T) Threonin | AAU | (Asn / N) Asparagin | AGU | (Ser / S) Serine | U |
AUC | ACC | AAC | AGC | C | |||||
AUA | ACA | AAA | (Lys / K) Lysin | AGA | (Arg / R) Arginin | A | |||
SRPEN[A] | (Met / M) Methionin | ACG | AAG | AGG | G | ||||
G | GUU | (Val / V) Valine | GCU | (Ala / A) Alanin | GAU | (Asp / D) Kyselina asparagová | GGU | (Gly / G) Glycin | U |
GUC | GCC | GAC | GGC | C | |||||
GUA | GCA | GAA | (Lepidlo) Kyselina glutamová | GGA | A | ||||
GUG | GCG | GAG | GGG | G |
- A Kodon AUG oba kóduje methionin a slouží jako iniciační místo: první AUG v mRNA v kódující oblasti začíná translace na protein.[17] Ostatní startovací kodony uvedené v GenBank jsou u eukaryot vzácné a obecně kódují Met / fMet.[18]
- B ^ ^ ^ Historický základ pro označení zastavte kodony jako jantar, okr a opál je popsán v autobiografii Sydney Brenner[19] a v historickém článku Boba Edgara.[20]
Upravené startovací kodony
Upravené iniciátorové tRNA (tRNAfMet2 s CUA antikodonem) byly použity k zahájení translace na jantarový stop kodon UAG.[21] Tento typ upravené tRNA se nazývá a potlačovač nesmyslů tRNA, protože potlačuje překlad signál zastavení které se normálně vyskytují v kodonech UAG. Jedna studie ukázala, že jantarový iniciátor tRNA neiniciuje translaci v žádném měřitelném stupni z genomicky kódovaných kodonů UAG, pouze reportéři nesoucí plasmid se silným upstream Stránky Shine-Dalgarno [22].
Viz také
Reference
- ^ Lobanov, A. V .; Turanov, A. A .; Hatfield, D. L .; Gladyshev, V. N. (2010). „Duální funkce kodonů v genetickém kódu“. Kritické recenze v biochemii a molekulární biologii. 45 (4): 257–65. doi:10.3109/10409231003786094. PMC 3311535. PMID 20446809.
- ^ Ivanov IP, Firth AE, Michel AM, Atkins JF, Baranov PV (2011). "Identifikace evolučně konzervovaných ne-AUG iniciovaných N-koncových rozšíření v lidských kódujících sekvencích". Výzkum nukleových kyselin. 39 (10): 4220–4234. doi:10.1093 / nar / gkr007. PMC 3105428. PMID 21266472.
- ^ Peabody, D. S. (1989). "Zahájení translace na tripletech jiných než AUG v buňkách savců". The Journal of Biological Chemistry. 264 (9): 5031–5. PMID 2538469.
- ^ Starck, S. R .; Jiang, V; Pavon-Eternod, M; Prasad, S; McCarthy, B; Pan, T; Shastri, N (2012). „Leucin-tRNA iniciuje na CUG start kodony pro syntézu proteinů a prezentaci MHC třídy I“. Věda. 336 (6089): 1719–23. Bibcode:2012Sci ... 336.1719S. doi:10.1126 / science.1220270. PMID 22745432.
- ^ Dever, T. E. (2012). "Molekulární biologie. Nový začátek syntézy proteinů". Věda. 336 (6089): 1645–6. doi:10.1126 / science.1224439. PMID 22745408.
- ^ Santos, MA; Keith, G; Tuite, MF (únor 1993). „Nestandardní translační události u Candida albicans zprostředkované neobvyklou seryl-tRNA s antikodonem 5'-CAG-3 '(leucin)“. Časopis EMBO. 12 (2): 607–16. doi:10.1002 / j.1460-2075.1993.tb05693.x. PMC 413244. PMID 8440250.
- ^ A b Watanabe, Kimitsuna; Suzuki, Tsutomu (2001). "Genetický kód a jeho varianty". Encyclopedia of Life Sciences. doi:10.1038 / npg.els.0000810. ISBN 978-0470015902.
- ^ Blattner, F. R .; Plunkett g, G .; Bloch, C. A .; Perna, N. T .; Burland, V .; Riley, M .; Collado-Vides, J .; Glasner, J. D .; Rode, C. K .; Mayhew, G. F .; Gregor, J .; Davis, N. W .; Kirkpatrick, H. A .; Goeden, M. A .; Rose, D. J .; Mau, B .; Shao, Y. (1997). „Kompletní sekvence genomu Escherichia coli K-12“. Věda. 277 (5331): 1453–1462. doi:10.1126 / science.277.5331.1453. PMID 9278503.
- ^ Sacerdot, C .; Fayat, G .; Dessen, P .; Springer, M .; Plumbridge, J. A .; Grunberg-Manago, M .; Blanquet, S. (1982). „Sekvence 1,26 kb fragmentu DNA obsahující strukturní gen pro iniciační faktor E. coli IF3: Přítomnost kodonu iniciátoru AUU“. Časopis EMBO. 1 (3): 311–315. doi:10.1002 / j.1460-2075.1982.tb01166.x. PMC 553041. PMID 6325158.
- ^ Missiakas, D .; Georgopoulos, C .; Raina, S. (1993). „Gen tepelného šoku Escherichia coli htpY: Mutační analýza, klonování, sekvenování a regulace transkripce“. Journal of Bacteriology. 175 (9): 2613–2624. doi:10.1128 / jb.175.9.2613-2624.1993. PMC 204563. PMID 8478327.
- ^ Operát laktózy E. coli s geny lacI, lacZ, lacY a lacA GenBank: J01636.1
- ^ Farabaugh, P. J. (1978). "Pořadí lacl genu". Příroda. 274 (5673): 765–769. Bibcode:1978Natur.274..765F. doi:10.1038 / 274765a0. PMID 355891.
- ^ Prohlížeč sekvencí NCBI v2.0
- ^ Hecht, Ariel; Glasgow, Jeff; Jaschke, Paul R .; Bawazer, Lukmaan A .; Munson, Matthew S .; Cochran, Jennifer R .; Endy, Drew; Salit, Marc (2017). "Měření iniciace translace ze všech 64 kodonů v E. coli". Výzkum nukleových kyselin. 45 (7): 3615–3626. doi:10.1093 / nar / gkx070. PMC 5397182. PMID 28334756.
- ^ Firnberg, Elad; Labonte, Jason; Gray, Jeffrey; Ostermeir, Marc A. (2014). „Komplexní mapa fitness oblasti genu s vysokým rozlišením“. Molekulární biologie a evoluce. 31 (6): 1581–1592. doi:10.1093 / molbev / msu081. PMC 4032126. PMID 24567513.
- ^ Elzanowski, Andrzej; Ostell, Jim. „Genetické kódy“. NCBI. Citováno 29. března 2019.
- ^ Nakamoto T (březen 2009). „Evoluce a univerzálnost mechanismu zahájení syntézy proteinů“. Gen. 432 (1–2): 1–6. doi:10.1016 / j.gene.2008.11.001. PMID 19056476.
- ^ Blattner, F. R .; Plunkett g, G .; Bloch, C. A .; Perna, N. T .; Burland, V .; Riley, M .; Collado-Vides, J .; Glasner, J. D .; Rode, C. K .; Mayhew, G. F .; Gregor, J .; Davis, N. W .; Kirkpatrick, H. A .; Goeden, M. A .; Rose, D. J .; Mau, B .; Shao, Y. (1997). "Kompletní genomová sekvence Escherichia coli K-12". Věda. 277 (5331): 1453–1462. doi:10.1126 / science.277.5331.1453. PMID 9278503.
- ^ Brenner S.A Life in Science (2001), vydané Biomed Central Limited ISBN 0-9540278-0-9 viz strany 101-104
- ^ Edgar B (2004). „Genom bakteriofága T4: archeologický výkop“. Genetika. 168 (2): 575–82. PMC 1448817. PMID 15514035. viz strany 580-581
- ^ Varshney, U .; RajBhandary, U. L. (01.02.1990). "Zahájení syntézy proteinů z terminačního kodonu". Sborník Národní akademie věd. 87 (4): 1586–1590. Bibcode:1990PNAS ... 87.1586V. doi:10.1073 / pnas.87.4.1586. ISSN 0027-8424. PMC 53520. PMID 2406724.
- ^ Vincent, Russel M .; Wright, Bradley W .; Jaschke, Paul R. (2019-03-15). „Měření jantarového iniciátoru tRNA ortogonality v genomicky překódovaném organismu“. ACS Syntetická biologie. 8 (4): 675–685. doi:10.1021 / acssynbio.9b00021. ISSN 2161-5063. PMID 30856316.
externí odkazy
- Genetické kódy. Zkompilovali Andrzej (Anjay) Elzanowski a Jim Ostell, Národní centrum pro biotechnologické informace (NCBI), Bethesda, Maryland, USA[1]