DNA'dan Proteine Çevirici - Kodon ve Amino Asit Dönüştürücü

Bir DNA'dan proteine çevirici, standart genetik kodu kullanarak bir DNA veya RNA dizisini kodladığı amino asit zincirine dönüştürür. Diziyi üçer baz halinde okur ve her üçlüyü 64 kodonluk sabit bir tabloda arar.

Çeviri nasıl çalışır

Bir gen dört harfle yazılır: A, C, G ve T (RNA'da U). Hücreler bu harfleri kodon adı verilen, üst üste binmeyen üçerli gruplar halinde okur. Her kodon bir amino asidi veya zinciri sonlandıran bir dur sinyalini temsil eder.

Bu araç önce girişi temizler. Küçük harfleri büyük harfe çevirir, boşlukları, satır sonlarını ve rakamları kaldırır ve her U harfini T'ye dönüştürür; çünkü RNA'daki urasil, DNA'daki timin ile aynı kodon anlamını taşır. Ardından A, C, G veya T dışındaki her karakteri, örneğin N gibi belirsizlik kodlarını, reddeder; böylece bir dizi hiçbir zaman fark edilmeden yanlış çevrilmez.

Standart genetik kod

Araç, çoğu organizma tarafından ve insanlar dahil kullanılan genetik kod olan NCBI Çeviri Tablosu 1'i, yani "Standart Kod"u kullanır. Bu tablo, 64 olası kodonun her birini 20 amino asitten birine veya bir dur sinyaline atar.

Üç kodon dur kodonudur: TAA, TAG ve TGA. Bunların hiçbiri bir amino asit kodlamaz. Araç bunlardan birine ulaştığında çeviriyi orada sonlandırır. Dur kodonunun kendisi proteine eklenmez ve ondan sonraki bazlar dikkate alınmaz.

ATG kodonu, metiyonin (Met, M) amino asidini kodlar. Çoğu organizmada ATG aynı zamanda başlangıç kodonu olarak da görev yapar; bu, bir ribozomun bir geni okumaya başladığı kodondur.

Okuma çerçeveleri

Bir DNA dizisi, saymaya hangi bazdan başladığınıza bağlı olarak okuma çerçevesi adı verilen üç farklı şekilde okunabilir:

• Çerçeve 1, ilk bazdan başlar.
• Çerçeve 2, ilk bazı atlayarak ikinci bazdan başlar.
• Çerçeve 3, ilk iki bazı atlayarak üçüncü bazdan başlar.

Çerçeveyi tek bir baz bile kaydırmak, ondan sonraki her kodonu değiştirir; bu nedenle aynı dizi tamamen farklı üç amino asit zinciri üretebilir. Genellikle yalnızca bir çerçeve, bir genin gerçek kodlama çerçevesidir.

İlk başlangıç kodonuna kadar tarama

Varsayılan olarak araç, seçilen çerçevenin ilk bazından başlayarak çeviri yapar; bu baz hangi kodona denk gelirse gelsin. Bu, aracın her zaman çalıştığı şekle uygundur ve zaten birinci konumdan itibaren çerçevede olduğunu bildiğiniz bir diziyi çevirmek için kullanışlıdır.

İsteğe bağlı "ilk başlangıç kodonuna kadar tara" ayarı, çevirinin nasıl yapıldığını değil, nerede başladığını değiştirir. Açık olduğunda araç, seçilen çerçeve boyunca ilk ATG kodonunu arar ve ondan önceki tüm bazları atlayarak çeviriye oradan başlar. Bu, bir ribozomun daha uzun bir dizide keyfi bir noktadan çeviri yapmak yerine açık okuma çerçevesinin (ORF) başlangıcını bulma şeklini yansıtır. O çerçevede ATG yoksa araç tahmin etmek yerine başlangıç kodonunun bulunamadığını bildirir.

Ayarı kapatmak, özgün davranışa geri döner: çerçevenin en başından itibaren çeviri.

DNA'dan proteine çeviri nasıl hesaplanır

1. Bir DNA veya RNA dizisi girin. Boşluklar, satır sonları, rakamlar ve FASTA tarzı karakterler otomatik olarak dikkate alınmaz.
2. Bir okuma çerçevesi seçin: 1, 2 veya 3.
3. İsteğe bağlı olarak, çerçevenin başı yerine çerçeve içindeki ilk ATG'den başlamak için "ilk başlangıç kodonuna kadar tara" seçeneğini açın.
4. Araç, diziyi üçer baz halinde okur, her kodonu standart genetik kodda arar ve ilk dur kodonunda durur.
5. Sonuç, tek harfli amino asit kodlarıyla yazılmış protein dizisi ve kodon kodon bir dökümdür.

Çözülmüş örnek

Dizi: ATGGCCTAA, okuma çerçevesi 1, başlangıç kodonu taraması kapalı.

Protein MA'dır. Çeviri TAA'da durur, bu nedenle ondan sonrası okunmaz.

Şimdi çerçeve 1'de daha uzun bir dizi olan CCCATGGCCTAA'yı ele alalım. Tarama kapalıyken araç, en baştaki bazdan okur: CCC (Pro), ATG (Met), GCC (Ala), ardından TAA (dur); bu da PMA proteinini verir. Tarama açıkken araç CCC'yi atlar, ilk ATG'den başlar ve ATG (Met), GCC (Ala), ardından TAA (dur) okur; bu da MA proteinini verir. Her ikisi de aynı dizinin doğru çıktılarıdır; farklı soruları yanıtlarlar, biri çerçevedeki her şeyi okurken diğeri yalnızca ATG'den başlayan açık okuma çerçevesini okur.

Sıkça sorulan sorular

Kodon nedir?

Bir kodon, üç DNA veya RNA bazından oluşan bir gruptur. 64 olası kodonun her biri, standart genetik koda göre bir amino asidi veya bir dur sinyalini temsil eder.

Çeviri neden bir dur kodonunda durur?

TAA, TAG ve TGA bir amino asit kodlamaz. Bunlar dur sinyalleridir. Gerçek bir geni okuyan bir ribozom, tamamlanmış protein zincirini o noktada serbest bırakır; bu nedenle araç da aynısını yapar ve ondan sonraki bazları dikkate almaz.

Okuma çerçevesi nedir ve neden önemlidir?

Bir diziyi kodonlara ayırmak için kullanılan başlangıç noktasıdır. Bir veya iki baz sonra başlamak, ondan sonraki her kodonu değiştirir; bu nedenle aynı DNA üç farklı şekilde okunabilir ve genellikle yalnızca biri gerçek kodlama dizisidir.

"İlk başlangıç kodonuna kadar tara" ne değiştirir?

Kullanılan genetik kodu değil, çevirinin nerede başladığını değiştirir. Açıkken araç, seçilen çerçevede ilk ATG'ye kadar ilerler ve bir ribozomun başlangıç kodonundan başladığı şekilde oradan çeviri yapar. Kapalıyken çeviri, çerçevenin en ilk bazından başlar.

Bir RNA dizisi yapıştırabilir miyim?

Evet. RNA'daki urasil ve DNA'daki timin aynı kodon anlamını taşıdığı için araç, U'yu T ile aynı şekilde ele alır. Büyük ve küçük harfler kabul edilir.

Dizimde A, C, G, T veya U dışında harfler varsa ne olur?

Araç, geçersiz karakterleri işaretler ve diziyi çevirmez. Bu, düşük kaliteli dizileme verilerinde yaygın olan ancak çeviri için geçerli girişler olmayan N gibi belirsizlik kodlarını da kapsar.

Dizi uzunluğu üçün katı değilse ne olur?

Araç, oluşturabildiği her tam kodonu çevirir ve geriye kalan bir veya iki bazı, ne kodlayabileceklerini tahmin etmeden ayrıca bildirir.