Prevoditelj DNK u protein - Pretvarač kodona i aminokiselina

Prevoditelj DNK u protein pretvara slijed DNK ili RNK u lanac aminokiselina koje kodira, koristeći standardni genetički kod. Čita slijed po tri baze odjednom i za svaki triplet pronalazi odgovarajući unos u fiksnoj tablici od 64 kodona.

Kako funkcionira prevođenje

Gen je zapisan pomoću četiri slova: A, C, G i T (ili U u RNK). Stanice čitaju ta slova u nepreklapajućim skupinama od po tri, koje se nazivaju kodoni. Svaki kodon predstavlja jednu aminokiselinu ili stop-signal koji završava lanac.

Ovaj alat najprije čisti unos. Mala slova pretvara u velika, uklanja razmake, prijelome redaka i brojke te svako U mijenja u T, jer uracil u RNK ima isto značenje kodona kao timin u DNK. Zatim odbacuje svaki znak koji nije A, C, G ili T, poput kodova za nejednoznačnost kao što je N, kako slijed nikada ne bi bio pogrešno preveden bez upozorenja.

Standardni genetički kod

Alat koristi NCBI tablicu prevođenja 1, "standardni kod", genetički kod koji koristi većina organizama, uključujući ljude. Svakom od 64 moguća kodona dodjeljuje jednu od 20 aminokiselina ili stop-signal.

Tri kodona su stop-kodoni: TAA, TAG i TGA. Nijedan od njih ne kodira aminokiselinu. Kada alat naiđe na jedan od njih, prevođenje se ondje završava. Sam stop-kodon se ne dodaje proteinu, a sve baze nakon njega se zanemaruju.

Kodon ATG kodira aminokiselinu metionin (Met, M). U većini organizama ATG također djeluje kao početni kodon, kodon na kojem ribosom počinje čitati gen.

Okviri čitanja

DNK slijed može se čitati na tri različita načina, koji se nazivaju okviri čitanja, ovisno o tome od koje baze počinje brojanje:

• Okvir 1 počinje od prve baze.
• Okvir 2 počinje od druge baze, preskačući prvu.
• Okvir 3 počinje od treće baze, preskačući prve dvije.

Pomak okvira za samo jednu bazu mijenja svaki kodon koji slijedi, pa isti slijed može proizvesti tri potpuno različita lanca aminokiselina. Obično je samo jedan okvir stvarni kodirajući okvir gena.

Pretraživanje do prvog početnog kodona

Prema zadanim postavkama, alat prevodi počevši od prve baze odabranog okvira, bez obzira koji je to kodon. To odgovara načinu na koji je alat oduvijek radio i korisno je za prevođenje slijeda za koji već znate da je u okviru od prve pozicije.

Neobavezna postavka "pretraži do prvog početnog kodona" mijenja mjesto na kojem prevođenje počinje, a ne način prevođenja. Kada je uključena, alat u odabranom okviru traži prvi kodon ATG i od njega počinje prevoditi, preskačući sve baze prije njega. Time se oponaša način na koji ribosom pronalazi početak otvorenog okvira čitanja (ORF), umjesto prevođenja od proizvoljne točke u dužem slijedu. Ako u tom okviru ne postoji ATG, alat javlja da početni kodon nije pronađen, umjesto nagađanja.

Isključivanjem te postavke vraća se izvorno ponašanje: prevođenje od samog početka okvira.

Kako izračunati prevođenje DNK u protein

1. Unesite slijed DNK ili RNK. Razmaci, prijelomi redaka, brojke i znakovi u FASTA stilu automatski se zanemaruju.
2. Odaberite okvir čitanja: 1, 2 ili 3.
3. Po želji uključite "pretraži do prvog početnog kodona" kako biste počeli od prvog ATG-a unutar okvira umjesto od početka okvira.
4. Alat čita slijed po tri baze odjednom, za svaki kodon pronalazi odgovarajući unos u standardnom genetičkom kodu i zaustavlja se na prvom stop-kodonu.
5. Rezultat je proteinski slijed, zapisan jednoslovnim oznakama aminokiselina, zajedno s raščlambom po kodonima.

Riješeni primjer

Slijed: ATGGCCTAA, okvir čitanja 1, pretraživanje početnog kodona isključeno.

Protein je MA. Prevođenje se zaustavlja na TAA, pa se ništa nakon toga ne čita.

Uzmimo sada dulji slijed, CCCATGGCCTAA, u okviru 1. Kada je pretraživanje isključeno, alat čita od same prve baze: CCC (Pro), ATG (Met), GCC (Ala), zatim TAA (stop), što daje protein PMA. Kada je pretraživanje uključeno, alat preskače CCC, počinje od prvog ATG-a i čita ATG (Met), GCC (Ala), zatim TAA (stop), što daje protein MA. Oba su ispravni rezultati istog slijeda; odgovaraju na različita pitanja, jedan čita sve unutar okvira, a drugi čita samo otvoreni okvir čitanja koji počinje na ATG-u.

Često postavljana pitanja

Što je kodon?

Kodon je skupina od tri baze DNK ili RNK. Svaki od 64 moguća kodona predstavlja jednu aminokiselinu ili stop-signal, u skladu sa standardnim genetičkim kodom.

Zašto se prevođenje zaustavlja na stop-kodonu?

TAA, TAG i TGA ne kodiraju aminokiselinu. To su stop-signali. Ribosom koji čita stvarni gen na tom mjestu otpušta gotov proteinski lanac, pa alat čini isto i zanemaruje sve baze nakon njega.

Što je okvir čitanja i zašto je važan?

To je početna točka koja se koristi za podjelu slijeda na kodone. Početak jednu ili dvije baze kasnije mijenja svaki kodon koji slijedi, pa se ista DNK može čitati na tri različita načina, od kojih je obično samo jedan stvarni kodirajući slijed.

Što mijenja postavka "pretraži do prvog početnog kodona"?

Mijenja mjesto na kojem prevođenje počinje, a ne genetički kod koji se koristi. Kada je uključena, alat unutar odabranog okvira preskače unaprijed do prvog ATG-a i od njega prevodi, na način na koji ribosom počinje na početnom kodonu. Kada je isključena, prevođenje počinje od same prve baze okvira.

Mogu li zalijepiti RNK slijed?

Da. Alat tretira U jednako kao T, jer uracil u RNK i timin u DNK imaju isto značenje kodona. Prihvaćaju se i velika i mala slova.

Što se događa ako slijed sadrži slova osim A, C, G, T ili U?

Alat označava nevažeće znakove i ne prevodi slijed. To uključuje kodove za nejednoznačnost poput N, koji su česti u sekvenciranju niske kvalitete, ali nisu valjani unos za prevođenje.

Što ako duljina slijeda nije višekratnik broja tri?

Alat prevodi svaki potpuni kodon koji može i zasebno prijavljuje preostalu jednu ili dvije baze, bez nagađanja što bi mogle kodirati.