Překladač DNA na protein - převodník kodonů a aminokyselin

Překladač DNA na protein převádí sekvenci DNA nebo RNA na řetězec aminokyselin, který kóduje, pomocí standardního genetického kódu. Sekvenci čte po třech bázích a každý triplet vyhledává v pevné tabulce 64 kodonů.

Jak překlad funguje

Gen je zapsán čtyřmi písmeny: A, C, G a T (nebo U v RNA). Buňky čtou tato písmena v nepřekrývajících se skupinách po třech, kterým se říká kodony. Každý kodon představuje jednu aminokyselinu, nebo stop signál, který ukončuje řetězec.

Tento nástroj nejprve vstup vyčistí. Převede malá písmena na velká, odstraní mezery, zalomení řádků a číslice a každé U změní na T, protože uracil v RNA se páruje se stejným kodonem jako thymin v DNA. Poté odmítne jakýkoli znak, který není A, C, G nebo T, například kódy nejednoznačnosti jako N, takže sekvence nikdy není tiše přeložena chybně.

Standardní genetický kód

Nástroj používá překladovou tabulku NCBI č. 1, „Standardní kód", genetický kód používaný většinou organismů včetně člověka. Přiřazuje každý ze 64 možných kodonů jedné z 20 aminokyselin nebo stop signálu.

Tři kodony jsou stop kodony: TAA, TAG a TGA. Žádný z nich nekóduje aminokyselinu. Když nástroj dosáhne jednoho z nich, na tomto místě překlad ukončí. Samotný stop kodon se do proteinu nepřidává a báze za ním se ignorují.

Kodon ATG kóduje aminokyselinu methionin (Met, M). U většiny organismů ATG funguje také jako startovací kodon, kodon, u kterého ribozom začíná číst gen.

Čtecí rámce

Sekvenci DNA lze číst třemi různými způsoby, nazývanými čtecí rámce, podle toho, od které báze se začíná počítat:

• Rámec 1 začíná první bází.
• Rámec 2 začíná druhou bází, přeskočí první.
• Rámec 3 začíná třetí bází, přeskočí první dvě.

Posunutí rámce byť jen o jednu bázi změní každý následující kodon, takže stejná sekvence může vytvořit tři zcela odlišné řetězce aminokyselin. Obvykle je pouze jeden rámec skutečným kódujícím rámcem genu.

Hledání prvního startovacího kodonu

Ve výchozím nastavení nástroj překládá od první báze zvoleného rámce, ať už je to jakýkoli kodon. To odpovídá způsobu, jakým nástroj vždy fungoval, a je to užitečné pro překlad sekvence, u které už víte, že je v rámci od první pozice.

Volitelné nastavení „hledat první startovací kodon" mění, kde překlad začíná, nikoli způsob, jakým se překládá. Když je zapnuté, nástroj prohledá zvolený rámec a najde první kodon ATG, od kterého začne překládat, přičemž přeskočí všechny báze před ním. To napodobuje způsob, jakým ribozom nachází začátek otevřeného čtecího rámce (ORF), místo aby překládal od libovolného bodu v delší sekvenci. Pokud v daném rámci žádné ATG neexistuje, nástroj oznámí, že nebyl nalezen žádný startovací kodon, místo aby hádal.

Vypnutím tohoto nastavení se vrátíte k původnímu chování: překlad od samého začátku rámce.

Jak vypočítat překlad DNA na protein

1. Zadejte sekvenci DNA nebo RNA. Mezery, zalomení řádků, číslice a znaky ve stylu FASTA se automaticky ignorují.
2. Zvolte čtecí rámec: 1, 2 nebo 3.
3. Volitelně zapněte „hledat první startovací kodon" a začněte u prvního ATG v rámci místo od začátku rámce.
4. Nástroj čte sekvenci po třech bázích, vyhledává každý kodon ve standardním genetickém kódu a zastaví se u prvního stop kodonu.
5. Výsledkem je sekvence proteinu, zapsaná jednopísmennými kódy aminokyselin, spolu s rozpisem po jednotlivých kodonech.

Vyřešený příklad

Sekvence: ATGGCCTAA, čtecí rámec 1, s vypnutým hledáním startovacího kodonu.

Protein je MA. Překlad se zastaví u TAA, takže nic za ním se nečte.

Nyní vezměme delší sekvenci, CCCATGGCCTAA, v rámci 1. S vypnutým hledáním nástroj čte od úplně první báze: CCC (Pro), ATG (Met), GCC (Ala), poté TAA (stop), což dává protein PMA. Se zapnutým hledáním nástroj přeskočí CCC, začne u prvního ATG a čte ATG (Met), GCC (Ala), poté TAA (stop), což dává protein MA. Oba výsledky jsou správné výstupy stejné sekvence; odpovídají na různé otázky, jeden čte vše v rámci, druhý pouze otevřený čtecí rámec začínající u ATG.

Často kladené otázky

Co je kodon?

Kodon je skupina tří bází DNA nebo RNA. Každý ze 64 možných kodonů představuje jednu aminokyselinu nebo stop signál podle standardního genetického kódu.

Proč se překlad zastaví u stop kodonu?

TAA, TAG a TGA nekódují aminokyselinu. Jsou to stop signály. Ribozom čtoucí skutečný gen v tomto bodě uvolní hotový proteinový řetězec, takže nástroj dělá totéž a ignoruje všechny báze za ním.

Co je čtecí rámec a proč na něm záleží?

Je to výchozí bod používaný k rozdělení sekvence na kodony. Začátek o jednu nebo dvě báze později změní každý následující kodon, takže stejnou DNA lze přečíst třemi různými způsoby, přičemž obvykle jen jeden z nich je skutečnou kódující sekvencí.

Co mění „hledat první startovací kodon"?

Mění, kde překlad začíná, ne použitý genetický kód. Když je zapnuté, nástroj přeskočí ve zvoleném rámci na první ATG a odtud překládá, stejně jako ribozom začíná u startovacího kodonu. Když je vypnuté, překlad začíná úplně první bází rámce.

Mohu vložit sekvenci RNA?

Ano. Nástroj zachází s U stejně jako s T, protože uracil v RNA a thymin v DNA se párují se stejným významem kodonu. Přijímají se velká i malá písmena.

Co se stane, pokud má moje sekvence jiná písmena než A, C, G, T nebo U?

Nástroj označí neplatné znaky a sekvenci nepřeloží. To zahrnuje kódy nejednoznačnosti, jako je N, které jsou běžné v nekvalitních sekvenačních datech, ale nejsou platným vstupem pro překlad.

Co když délka sekvence není násobkem tří?

Nástroj přeloží každý úplný kodon, který může, a přebývající jednu nebo dvě báze nahlásí zvlášť, aniž by hádal, co by mohly kódovat.