DNS uz olbaltumvielu translators - kodonu un aminoskābju pārveidotājs

DNS uz olbaltumvielu translators pārvērš DNS vai RNS secību aminoskābju ķēdē, ko tā kodē, izmantojot standarta ģenētisko kodu. Tas nolasa secību pa trim bāzēm vienlaikus un katru tripletu meklē fiksētā 64 kodonu tabulā.

Kā darbojas translācija

Gēns ir uzrakstīts ar četriem burtiem: A, C, G un T (vai U RNS gadījumā). Šūnas nolasa šos burtus nepārklājošos trijniekos, ko sauc par kodoniem. Katrs kodons apzīmē vienu aminoskābi vai stopsignālu, kas beidz ķēdi.

Šis rīks vispirms attīra ievadi. Tas pārvērš mazos burtus lielajos, izņem atstarpes, rindu pārtraukumus un ciparus un katru U aizstāj ar T, jo RNS urailam ir tāda pati kodona nozīme kā DNS timīnam. Pēc tam tas noraida jebkuru rakstzīmi, kas nav A, C, G vai T, piemēram, neviennozīmības kodus, tādus kā N, lai secība nekad netiktu nemanāmi nepareizi translēta.

Standarta ģenētiskais kods

Rīks izmanto NCBI Translācijas 1. tabulu ("The Standard Code"), ģenētisko kodu, ko izmanto lielākā daļa organismu, tostarp cilvēks. Tā katram no 64 iespējamajiem kodoniem piešķir vienu no 20 aminoskābēm vai stopsignālu.

Trīs kodoni ir stopkodoni: TAA, TAG un TGA. Neviens no tiem nekodē aminoskābi. Kad rīks sasniedz kādu no tiem, tas šajā vietā beidz translāciju. Pats stopkodons olbaltumvielai netiek pievienots, un visas bāzes aiz tā tiek ignorētas.

Kodons ATG kodē aminoskābi metionīnu (Met, M). Lielākajā daļā organismu ATG darbojas arī kā starta kodons, tas ir kodons, kurā ribosoma sāk gēna nolasīšanu.

Nolasīšanas rāmji

DNS secību var nolasīt trīs dažādos veidos, ko sauc par nolasīšanas rāmjiem, atkarībā no tā, no kuras bāzes sākas skaitīšana:

• 1. rāmis sākas ar pirmo bāzi.
• 2. rāmis sākas ar otro bāzi, izlaižot pirmo.
• 3. rāmis sākas ar trešo bāzi, izlaižot pirmās divas.

Rāmja nobīde pat par vienu bāzi maina visus turpmākos kodonus, tāpēc viena un tā pati secība var dot trīs pilnīgi atšķirīgas aminoskābju ķēdes. Parasti tikai viens rāmis ir gēna patiesais kodējošais rāmis.

Meklēšana līdz pirmajam starta kodonam

Pēc noklusējuma rīks sāk translāciju no izvēlētā rāmja pirmās bāzes neatkarīgi no tā, kāds kodons tur atrodas. Tā rīks ir strādājis vienmēr, un tas noder, ja secība jau zināmi ir rāmī no pirmās pozīcijas.

Papildu iestatījums "meklēt līdz pirmajam starta kodonam" maina translācijas sākumpunktu, nevis pašu translācijas veidu. Kad tas ir ieslēgts, rīks izvēlētajā rāmī meklē pirmo ATG kodonu un sāk translāciju no tā, izlaižot visas bāzes pirms tā. Tas atspoguļo veidu, kā ribosoma atrod atvērtā nolasīšanas rāmja (ORF) sākumu, nevis translē no patvaļīga punkta garākā secībā. Ja šajā rāmī ATG nav, rīks ziņo, ka starta kodons nav atrasts, nevis to uzmin.

Izslēdzot šo iestatījumu, rīks atgriežas pie sākotnējās darbības: translācijas no paša rāmja sākuma.

Kā aprēķināt DNS translāciju uz olbaltumvielu

1. Ievadiet DNS vai RNS secību. Atstarpes, rindu pārtraukumi, cipari un FASTA formāta rakstzīmes tiek ignorētas automātiski.
2. Izvēlieties nolasīšanas rāmi: 1, 2 vai 3.
3. Pēc izvēles ieslēdziet "meklēt līdz pirmajam starta kodonam", lai sāktu no pirmā rāmī esošā ATG, nevis no rāmja sākuma.
4. Rīks nolasa secību pa trim bāzēm vienlaikus, katru kodonu meklē standarta ģenētiskajā kodā un apstājas pie pirmā stopkodona.
5. Rezultāts ir olbaltumvielas secība, kas rakstīta kā vienburta aminoskābju kodi, kopā ar kodonu sadalījumu.

Aprēķina piemērs

Secība: ATGGCCTAA, 1. nolasīšanas rāmis, starta kodona meklēšana izslēgta.

Olbaltumviela ir MA. Translācija apstājas pie TAA, tāpēc nekas aiz tā netiek lasīts.

Tagad aplūkosim garāku secību, CCCATGGCCTAA, 1. rāmī. Ja meklēšana ir izslēgta, rīks lasa no pašas pirmās bāzes: CCC (Pro), ATG (Met), GCC (Ala), tad TAA (stops), iegūstot olbaltumvielu PMA. Ja meklēšana ir ieslēgta, rīks izlaiž CCC, sāk ar pirmo ATG un lasa ATG (Met), GCC (Ala), tad TAA (stops), iegūstot olbaltumvielu MA. Abi ir pareizi vienas un tās pašas secības rezultāti; tie atbild uz dažādiem jautājumiem: viens nolasa visu rāmī esošo, otrs nolasa tikai to atvērto nolasīšanas rāmi, kas sākas ar ATG.

Biežāk uzdotie jautājumi

Kas ir kodons?

Kodons ir trīs DNS vai RNS bāzu grupa. Katrs no 64 iespējamajiem kodoniem apzīmē vienu aminoskābi vai stopsignālu atbilstoši standarta ģenētiskajam kodam.

Kāpēc translācija apstājas pie stopkodona?

TAA, TAG un TGA nekodē aminoskābi. Tie ir stopsignāli. Ribosoma, nolasot īstu gēnu, tieši šajā vietā atbrīvo pabeigto olbaltumvielas ķēdi, tāpēc rīks rīkojas tāpat un ignorē visas bāzes aiz tā.

Kas ir nolasīšanas rāmis un kāpēc tam ir nozīme?

Tas ir sākumpunkts, ko izmanto, lai sadalītu secību kodonos. Sākot vienu vai divas bāzes vēlāk, mainās visi turpmākie kodoni, tāpēc vienu un to pašu DNS var nolasīt trīs dažādos veidos, no kuriem parasti tikai viens ir īstā kodējošā secība.

Ko maina "meklēt līdz pirmajam starta kodonam"?

Tas maina translācijas sākumpunktu, nevis izmantoto ģenētisko kodu. Ja iestatījums ir ieslēgts, rīks izvēlētajā rāmī pāriet uz pirmo ATG un no tā sāk translāciju, tāpat kā ribosoma sāk pie starta kodona. Ja tas ir izslēgts, translācija sākas no paša rāmja pirmās bāzes.

Vai varu ielīmēt RNS secību?

Jā. Rīks U uztver tāpat kā T, jo RNS urailam un DNS timīnam ir tāda pati kodona nozīme. Tiek pieņemti gan lielie, gan mazie burti.

Kas notiek, ja secībā ir burti, kas nav A, C, G, T vai U?

Rīks atzīmē nederīgās rakstzīmes un secību netranslē. Tas attiecas arī uz neviennozīmības kodiem, piemēram, N, kas bieži sastopami zemas kvalitātes sekvenēšanas datos, taču nav derīga translācijas ievade.

Kas notiek, ja secības garums nav dalāms ar trīs?

Rīks translē visus pilnos kodonus, ko var izveidot, un atsevišķi norāda atlikušo vienu vai divas bāzes, neminot, ko tās varētu kodēt.