DNR į baltymą vertiklis - kodonų ir aminorūgščių keitiklis

DNR į baltymą vertiklis pagal standartinį genetinį kodą paverčia DNR arba RNR seką aminorūgščių grandine, kurią ji koduoja. Jis skaito seką po tris bazes ir kiekvieną trigubą ieško nustatytoje 64 kodonų lentelėje.

Kaip veikia vertimas

Genas užrašomas keturiomis raidėmis: A, C, G ir T (arba U RNR molekulėje). Ląstelės šias raides skaito nepersidengiančiomis trijų raidžių grupėmis, vadinamomis kodonais. Kiekvienas kodonas žymi vieną aminorūgštį arba stop signalą, kuris baigia grandinę.

Šis įrankis pirmiausia sutvarko įvestį. Mažąsias raides jis paverčia didžiosiomis, pašalina tarpus, eilučių lūžius ir skaičius, o kiekvieną U pakeičia į T, nes RNR uracilas siejamas su tuo pačiu kodonu kaip DNR timinas. Tada jis atmeta bet kurį simbolį, kuris nėra A, C, G ar T, pavyzdžiui, dviprasmiškumo kodus, tokius kaip N, kad seka niekada nebūtų klaidingai išversta be įspėjimo.

Standartinis genetinis kodas

Įrankis naudoja NCBI 1 vertimo lentelę, vadinamą „Standartinis kodas", genetinį kodą, naudojamą daugumos organizmų, įskaitant žmogų. Ji priskiria kiekvieną iš 64 galimų kodonų vienai iš 20 aminorūgščių arba stop signalui.

Trys kodonai yra stop kodonai: TAA, TAG ir TGA. Nė vienas jų nekoduoja aminorūgšties. Kai įrankis pasiekia vieną iš jų, jis ten baigia vertimą. Pats stop kodonas nepridedamas prie baltymo, o bazės po jo ignoruojamos.

Kodonas ATG koduoja aminorūgštį metioniną (Met, M). Daugumoje organizmų ATG taip pat veikia kaip starto kodonas, kodonas, nuo kurio ribosoma pradeda skaityti geną.

Skaitymo rėmeliai

DNR seką galima skaityti trimis skirtingais būdais, vadinamais skaitymo rėmeliais, priklausomai nuo to, nuo kurios bazės pradedamas skaičiavimas:

• 1 rėmelis prasideda nuo pirmosios bazės.
• 2 rėmelis prasideda nuo antrosios bazės, praleidžiant pirmąją.
• 3 rėmelis prasideda nuo trečiosios bazės, praleidžiant dvi pirmąsias.

Pastūmus rėmelį vos viena baze, pasikeičia kiekvienas po jo einantis kodonas, todėl ta pati seka gali duoti tris visiškai skirtingas aminorūgščių grandines. Paprastai tik vienas rėmelis yra tikrasis geno koduojantis rėmelis.

Paieška iki pirmojo starto kodono

Pagal numatytuosius nustatymus įrankis pradeda vertimą nuo pasirinkto rėmelio pirmosios bazės, nesvarbu, koks tai kodonas. Tai atitinka tai, kaip įrankis visada veikė, ir tinka verčiant seką, kuri jau žinoma esanti teisingame rėmelyje nuo pirmos pozicijos.

Pasirenkamas nustatymas „ieškoti iki pirmojo starto kodono" keičia ne vertimo būdą, o tai, kur jis prasideda. Įjungus šį nustatymą, įrankis pasirinktame rėmelyje ieško pirmojo ATG kodono ir nuo jo pradeda vertimą, praleisdamas visas bazes iki jo. Tai atitinka būdą, kuriuo ribosoma randa atviro skaitymo rėmelio (ORF) pradžią, o ne verčia nuo atsitiktinio taško ilgesnėje sekoje. Jei tame rėmelyje ATG nėra, įrankis praneša, kad starto kodonas nerastas, o ne spėlioja.

Išjungus šį nustatymą, grįžtama prie pradinio elgesio: vertimo nuo pačios rėmelio pradžios.

Kaip apskaičiuoti DNR vertimą į baltymą

1. Įveskite DNR arba RNR seką. Tarpai, eilučių lūžiai, skaičiai ir FASTA formato simboliai automatiškai ignoruojami.
2. Pasirinkite skaitymo rėmelį: 1, 2 arba 3.
3. Jei norite, įjunkite „ieškoti iki pirmojo starto kodono", kad vertimas prasidėtų nuo pirmojo rėmelio ATG, o ne nuo rėmelio pradžios.
4. Įrankis skaito seką po tris bazes, kiekvieną kodoną ieško standartiniame genetiniame kode ir sustoja ties pirmuoju stop kodonu.
5. Rezultatas yra baltymo seka, užrašyta vienos raidės aminorūgščių kodais, kartu su kodonų suskirstymu.

Pavyzdys

Seka: ATGGCCTAA, skaitymo rėmelis 1, starto kodono paieška išjungta.

Baltymas yra MA. Vertimas sustoja ties TAA, todėl niekas po jo neskaitoma.

Dabar paimkime ilgesnę seką, CCCATGGCCTAA, 1 rėmelyje. Kai paieška išjungta, įrankis skaito nuo pačios pirmosios bazės: CCC (Pro), ATG (Met), GCC (Ala), tada TAA (stop), gaunant baltymą PMA. Kai paieška įjungta, įrankis praleidžia CCC, pradeda nuo pirmojo ATG ir skaito ATG (Met), GCC (Ala), tada TAA (stop), gaunant baltymą MA. Abu rezultatai yra teisingi tos pačios sekos rezultatai, tik jie atsako į skirtingus klausimus: vienas skaito viską rėmelyje, kitas skaito tik atvirą skaitymo rėmelį, prasidedantį nuo ATG.

Dažnai užduodami klausimai

Kas yra kodonas?

Kodonas yra trijų DNR arba RNR bazių grupė. Kiekvienas iš 64 galimų kodonų žymi vieną aminorūgštį arba stop signalą pagal standartinį genetinį kodą.

Kodėl vertimas sustoja ties stop kodonu?

TAA, TAG ir TGA nekoduoja jokios aminorūgšties. Jie yra stop signalai. Tikrą geną skaitanti ribosoma tame taške išleidžia baigtą baltymo grandinę, todėl įrankis daro tą patį ir ignoruoja bazes po jo.

Kas yra skaitymo rėmelis ir kodėl jis svarbus?

Tai pradžios taškas, naudojamas sekai skaidyti į kodonus. Pradėjus viena ar dviem bazėmis vėliau, pasikeičia kiekvienas po to einantis kodonas, todėl ta pati DNR gali būti skaitoma trimis skirtingais būdais, iš kurių paprastai tik vienas yra tikroji koduojanti seka.

Ką keičia „ieškoti iki pirmojo starto kodono"?

Tai keičia ne naudojamą genetinį kodą, o vertimo pradžios vietą. Įjungus šį nustatymą, įrankis pasirinktame rėmelyje peršoka iki pirmojo ATG ir verčia nuo jo, taip kaip ribosoma pradeda nuo starto kodono. Išjungus, vertimas prasideda nuo pačios pirmosios rėmelio bazės.

Ar galiu įklijuoti RNR seką?

Taip. Įrankis U traktuoja taip pat kaip T, nes RNR uracilas ir DNR timinas siejami su tuo pačiu kodono reikšme. Priimamos ir didžiosios, ir mažosios raidės.

Kas atsitinka, jei sekoje yra kitų raidžių nei A, C, G, T ar U?

Įrankis pažymi neteisingus simbolius ir sekos neverčia. Tai apima ir dviprasmiškumo kodus, tokius kaip N, kurie dažni prastos kokybės sekvenavimo duomenyse, bet nėra tinkama vertimo įvestis.

Kas būna, jei sekos ilgis nėra trijų kartotinis?

Įrankis išverčia kiekvieną pilną kodoną, kurį gali sudaryti, o likusią vieną ar dvi bazes praneša atskirai, nespėliodamas, ką jos galėtų koduoti.