Penterjemah DNA ke Protein - Penukar Kodon & Asid Amino

Penterjemah DNA ke protein menukar jujukan DNA atau RNA kepada rantai asid amino yang dikodkannya, menggunakan kod genetik piawai. Ia membaca jujukan itu tiga bes pada satu masa dan mencari setiap triplet dalam jadual tetap 64 kodon.

Cara translasi berfungsi

Sesuatu gen ditulis dalam empat huruf: A, C, G dan T (atau U dalam RNA). Sel membaca huruf-huruf ini dalam kumpulan tiga yang tidak bertindih, dipanggil kodon. Setiap kodon mewakili satu asid amino, atau satu isyarat henti yang menamatkan rantai itu.

Alat ini mula-mula membersihkan input. Ia menukar huruf kecil kepada huruf besar, membuang ruang, pemisah baris dan digit, dan menukar setiap U kepada T, kerana urasil RNA berpasangan dengan kodon yang sama seperti timina DNA. Ia kemudian menolak sebarang aksara yang bukan A, C, G atau T, seperti kod kekaburan seperti N, supaya jujukan tidak pernah diterjemah secara silap tanpa disedari.

Kod genetik piawai

Alat ini menggunakan Jadual Translasi NCBI 1, "Kod Piawai", kod genetik yang digunakan oleh kebanyakan organisma termasuk manusia. Ia memperuntukkan setiap satu daripada 64 kodon yang mungkin kepada salah satu daripada 20 asid amino atau kepada isyarat henti.

Tiga kodon ialah kodon henti: TAA, TAG dan TGA. Tiada satu pun daripadanya mengkod sebarang asid amino. Apabila alat ini sampai pada satu daripadanya, translasi ditamatkan di situ. Kodon henti itu sendiri tidak ditambah kepada protein, dan sebarang bes selepasnya diabaikan.

Kodon ATG mengkod asid amino metionina (Met, M). Dalam kebanyakan organisma, ATG juga bertindak sebagai kodon permulaan, iaitu kodon tempat ribosom mula membaca sesuatu gen.

Bingkai bacaan

Jujukan DNA boleh dibaca dalam tiga cara berbeza, dipanggil bingkai bacaan, bergantung pada bes mana anda mula mengira:

• Bingkai 1 bermula pada bes pertama.
• Bingkai 2 bermula pada bes kedua, melangkau bes pertama.
• Bingkai 3 bermula pada bes ketiga, melangkau dua bes pertama.

Menganjak bingkai walaupun satu bes sahaja mengubah setiap kodon selepasnya, jadi jujukan yang sama boleh menghasilkan tiga rantai asid amino yang sama sekali berbeza. Biasanya hanya satu bingkai sahaja yang merupakan bingkai pengkodan sebenar bagi sesuatu gen.

Mengimbas ke kodon permulaan pertama

Secara lalai, alat ini menterjemah bermula pada bes pertama bingkai yang dipilih, apa jua kodon yang berada di situ. Ini sepadan dengan cara alat ini sentiasa berfungsi dan berguna untuk menterjemah jujukan yang anda sudah tahu berada dalam bingkai bermula dari kedudukan satu.

Tetapan pilihan "imbas ke kodon permulaan pertama" mengubah tempat translasi bermula, bukan cara ia menterjemah. Apabila dihidupkan, alat ini mencari sepanjang bingkai yang dipilih untuk kodon ATG pertama dan mula menterjemah dari situ, melangkau sebarang bes sebelumnya. Ini mencerminkan cara ribosom mencari permulaan bingkai bacaan terbuka (ORF), berbanding menterjemah dari titik sembarangan dalam jujukan yang lebih panjang. Jika tiada ATG wujud dalam bingkai itu, alat ini melaporkan bahawa tiada kodon permulaan ditemui, dan bukannya meneka.

Mematikan tetapan ini kembali kepada tingkah laku asal: translasi bermula dari permulaan bingkai itu sendiri.

Cara mengira translasi DNA ke protein

1. Masukkan jujukan DNA atau RNA. Ruang, pemisah baris, digit dan aksara gaya FASTA diabaikan secara automatik.
2. Pilih bingkai bacaan: 1, 2 atau 3.
3. Jika perlu, hidupkan "imbas ke kodon permulaan pertama" untuk bermula pada ATG dalam bingkai pertama, dan bukannya pada permulaan bingkai itu.
4. Alat ini membaca jujukan tiga bes pada satu masa, mencari setiap kodon dalam kod genetik piawai, dan berhenti pada kodon henti pertama.
5. Keputusannya ialah jujukan protein, ditulis sebagai kod asid amino satu huruf, berserta pecahan kodon demi kodon.

Contoh yang dikerjakan

Jujukan: ATGGCCTAA, bingkai bacaan 1, imbasan kodon permulaan dimatikan.

Proteinnya ialah MA. Translasi berhenti pada TAA, jadi tiada apa selepasnya dibaca.

Sekarang ambil jujukan yang lebih panjang, CCCATGGCCTAA, dalam bingkai 1. Dengan imbasan dimatikan, alat ini membaca dari bes pertama sekali: CCC (Pro), ATG (Met), GCC (Ala), kemudian TAA (henti), menghasilkan protein PMA. Dengan imbasan dihidupkan, alat ini melangkau CCC, bermula pada ATG pertama, dan membaca ATG (Met), GCC (Ala), kemudian TAA (henti), menghasilkan protein MA. Kedua-duanya adalah output yang betul bagi jujukan yang sama; ia menjawab soalan yang berbeza, satu membaca segala-galanya dalam bingkai itu, satu lagi hanya membaca bingkai bacaan terbuka yang bermula pada ATG.

Soalan lazim

Apakah itu kodon?

Kodon ialah sekumpulan tiga bes DNA atau RNA. Setiap satu daripada 64 kodon yang mungkin mewakili satu asid amino atau satu isyarat henti, berdasarkan kod genetik piawai.

Mengapa translasi berhenti pada kodon henti?

TAA, TAG dan TGA tidak mengkod sebarang asid amino. Ia adalah isyarat henti. Ribosom yang membaca gen sebenar melepaskan rantai protein yang siap pada titik itu, jadi alat ini berbuat demikian juga dan mengabaikan sebarang bes selepasnya.

Apakah itu bingkai bacaan, dan mengapa ia penting?

Ia adalah titik permulaan yang digunakan untuk membahagikan jujukan kepada kodon. Bermula satu atau dua bes lebih lewat mengubah setiap kodon yang berikutnya, jadi DNA yang sama boleh dibaca dalam tiga cara berbeza, dan biasanya hanya satu daripadanya yang merupakan jujukan pengkodan sebenar.

Apakah yang diubah oleh "imbas ke kodon permulaan pertama"?

Ia mengubah tempat translasi bermula, bukan kod genetik yang digunakan. Apabila dihidupkan, alat ini melangkau ke hadapan dalam bingkai yang dipilih ke ATG pertama dan menterjemah dari situ, seperti cara ribosom bermula pada kodon permulaan. Apabila dimatikan, translasi bermula pada bes pertama sekali bagi bingkai itu.

Bolehkah saya tampal jujukan RNA?

Ya. Alat ini melayan U sama seperti T, kerana urasil RNA dan timina DNA berpasangan dengan makna kodon yang sama. Huruf besar dan huruf kecil kedua-duanya diterima.

Apakah yang berlaku jika jujukan saya mempunyai huruf selain A, C, G, T atau U?

Alat ini menandakan aksara yang tidak sah dan tidak menterjemah jujukan itu. Ini termasuk kod kekaburan seperti N, yang lazim dalam data penjujukan berkualiti rendah tetapi bukan input yang sah untuk translasi.

Bagaimana jika panjang jujukan bukan gandaan tiga?

Alat ini menterjemah setiap kodon lengkap yang boleh, dan melaporkan satu atau dua bes berlebihan secara berasingan, tanpa meneka apa yang mungkin dikodkannya.