Консенсусна послідовність Козак: відмінності між версіями
Створено шляхом перекладу сторінки «Консенсусная последовательность Козак» |
(Немає відмінностей)
|
Версія за 18:00, 11 листопада 2016
Консенсусна послідовність Козак (англ. Kozak consensus sequence) — специфічна послідовність нуклеотидів близько СТАРТ-кодону у складі молекули мРНК еукаріотів. Вона є важливою для ініціації трансляції. Консенсусна послідовність була вперше описана Мерилін Козак (англ. Marilyn Kozak) у 1986 році [1].
Роль в трансляції
У еукаріотів старт-сайтом трансляції зазвичай, але не завжди, є перший AUG кодон, в залежності від нуклеотидного контексту навколо нього. Консенсусна послідовність Козак, яка грає важливу роль в ініціації трансляції у еукаріотів, включає чотири-шість нуклеотидів, що передують СТАРТ-кодону, і один-два нуклеотиди безпосередньо після СТАРТ-кодону. У ссавців оптимальний контекст має вигляд gccRccaugG
[2][3][4][5]; у дводольних рослин оптимальним контекстом є a(A/C)aaaugGc
, у однодольних рослин aRccaugGc
[6], де AUG кодон виділений курсивом, а найбільш важливі нуклеотиди в позиціях -3 +4 (+1 відповідає А в AUG кодоне) показано великими літерами; R
— пуриновий нуклеотид (аденіновий або гуаніновий). Пуринові нуклеотиди в позиціях -3 +4 вважаються найбільш важливими як у рослин, так і у ссавців[6][7], але деякі дані вказують на те, що позиції -1 і -2 можуть бути також важливими у рослин[8]. У дріжджів нуклеотидний контекст менш важливий для розпізнавання СТАРТ-кодону, і його єдиною характеристикою є пуриновий нуклеотид в позиції -3[1]. Наявність зазначених нуклеотидів, тобто оптимальний нуклеотидний контекст AUG кодону, корелює з високим рівнем синтезу білка з відповідної мРНК in vivo і є характеристикою так званої "сильної" (ефективно ініціації трансляцію) послідовності Козак[9]. Інші варіанти послідовностей Козак є "слабкими". Ген Lmx1b є прикладом гена зі слабкою послідовністю Козак.[10]. У деяких випадках нуклеотид G
в положенні -6 може також грати важливу роль в ініціації трансляції.[5]
Послідовність Козак не є сайтом зв'язування рибосоми (англ. ribosomal binding site, RBS), на відміну від прокаріотичної послідовності Шайна-Дальгарно. Показано, що у ссавців в дискримінації між AUG кодонами в оптимальному і неоптимальному контекстах бере участь еукаріотичний фактор ініціації трансляції 1 (eIF1)[11]. На основі експериментальних даних передбачається, що за впізнавання 43S ініціаторним комплексом пуринового нуклеотиду в позиції -3 відповідає взаємодія цього нуклеотиду з альфа-субодиницею eIF2, а за впізнавання пурину в позиції +4, можливо, є відповідальною його взаємодія з нуклеотидами А1818-А1819 в спіралі 44 18S рРНК[12].
Мутації
Дослідження показали, що мутація G→C в положенні -6 гена β-глобіну людини порушує біосинтез білка. Дана мутація була першою виявленої мутацією в послідовності Козак. Дана мутація була виявлена у членів сім'ї, що проживає на південному сході Італії.[5]
Відмінності в консенсусних послідовностях
(gcc)gccRccAUGG AGNNAUGN ANNAUGG ACCAUGG GACACCAUGG
Організм | Таксон | Консенсусна послідовність |
---|---|---|
Хребетні | gccRccATGG[4] | |
Плодові мушки (Drosophila spp.) | Членистоногі | cAAaATG[13] |
Дріжджі (Saccharomyces cerevisiae) | Аскоміцети | aAaAaAATGTCt[14] |
Слизовик (Dictyostelium discoideum) | Амебоподобные | aaaAAAATGRna[15] |
Інфузорії | Інфузорії | nTaAAAATGRct[15] |
Малярійний плазмодій (Plasmodium spp.) | Апикомплексы | taaAAAATGAan[15] |
Токсоплазма (Toxoplasma gondii) | Апикомплексы | gncAaaATGg[16] |
Трипаносомы | Кинетопластиды | nnnAnnATGnC[15] |
Рослини | AACAATGGC[17] |
Див. також
- Послідовність Шайна-Дальгарно.
Примітки
- ↑ а б Kozak M (1986). Point mutations define a sequence flanking the AUG initiator codon that modulates translation by eukaryotic ribosomes. Cell. Т. 44, № 2. с. 283—92. doi:10.1016/0092-8674(86)90762-2. PMID 3943125.
- ↑ Kozak M. (1986) "Point mutations define a sequence flanking the AUG initiator codon that modulates translation by eukaryotic ribosomes", Cell 44, 283-292
- ↑ Kozak M. (1987) "At least six nucleotides preceding the AUG initiator codon enhance translation in mammalian cells", Journal of Molecular Biology 196, 947-950
- ↑ а б Kozak M (October 1987). An analysis of 5'-noncoding sequences from 699 vertebrate messenger RNAs. Nucleic Acids Res. Т. 15, № 20. с. 8125—8148. doi:10.1093/nar/15.20.8125. PMC 306349. PMID 3313277.
- ↑ а б в De Angioletti M, Lacerra G, Sabato V, Carestia C (2004). Beta+45 G--> C: a novel silent beta-thalassaemia mutation, the first in the Kozak sequence. Br J Haematol. Т. 124, № 2. с. 224—31. doi:10.1046/j.1365-2141.2003.04754.x. PMID 14687034.
- ↑ а б Joshi C.P., Zhou H., Huang X. and Chiang V.L. (1997) "Context sequences of translation initiation codon in plants", Plant Molecular Biology 35, 993-1001
- ↑ Kawaguchi R. and Bailey-Serres J. (2005) "mRNA sequence features that contribute to translational regulation in Arabidopsis", Nucleic Acids Research 33, 955-965
- ↑ Lukaszewicz M., Feuermann M., Jerouville B., Stas A. and Boutry M. (2000) "In vivo evaluation of the context sequence of the translation initiation codon in plants", Plant Science 154, 89-98
- ↑ Kozak M (1984). Point mutations close to the AUG initiator codon affect the efficiency of translation of rat preproinsulin in vivo. Nature. Т. 308. с. 241—246. doi:10.1038/308241a0. PMID 6700727.
- ↑ Dunston JA, Hamlington JD, Zaveri J та ін. (September 2004). The human LMX1B gene: transcription unit, promoter, and pathogenic mutations. Genomics. Т. 84, № 3. с. 565—76. doi:10.1016/j.ygeno.2004.06.002. PMID 15498463.
{{cite news}}
: Явне використання «та ін.» у:|last=
(довідка) - ↑ Pestova T.V. and Kolupaeva V.G. (2002) "The roles of individual eukaryotic translation initiation factors in ribosomal scanning and initiation codon selection", Genes and Development 16, 2906-2922
- ↑ Pisarev A.V., Kolupaeva V.G., Pisareva V.P., Merrick W.C., Hellen C.U.T. and Pestova T.V. (2006) "Specific functional interactions of nucleotides at key –3 and +4 positions flanking the initiation codon with components of the mammalian 48S translation initiation complex", Genes and Development 20, 624-636
- ↑ Cavener DR (February 1987). Comparison of the consensus sequence flanking translational start sites in Drosophila and vertebrates. Nucleic Acids Res. Т. 15, № 4. с. 1353—61. doi:10.1093/nar/15.4.1353. PMC 340553. PMID 3822832.
- ↑ Hamilton R, Watanabe CK, de Boer HA (April 1987). Compilation and comparison of the sequence context around the AUG startcodons in Saccharomyces cerevisiae mRNAs. Nucleic Acids Res. Т. 15, № 8. с. 3581—93. doi:10.1093/nar/15.8.3581. PMC 340751. PMID 3554144.
- ↑ а б в г Yamauchi K (May 1991). The sequence flanking translational initiation site in protozoa. Nucleic Acids Res. Т. 19, № 10. с. 2715—20. doi:10.1093/nar/19.10.2715. PMC 328191. PMID 2041747.
- ↑ Seeber, F. (1997). Consensus sequence of translational initiation sites from Toxoplasma gondii genes. Parasitology Research. Т. 83, № 3. с. 309—311. doi:10.1007/s004360050254. PMID 9089733.
- ↑ Lütcke HA, Chow KC, Mickel FS, Moss KA, Kern HF, Scheele GA (January 1987). Selection of AUG initiation codons differs in plants and animals. Embo J. Т. 6, № 1. с. 43—8. PMC 553354. PMID 3556162.
Література
- Kozak M (November 1990). Downstream secondary structure facilitates recognition of initiator codons by eukaryotic ribosomes. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. Т. 87, № 21. с. 8301—8305. doi:10.1073/pnas.87.21.8301. PMC 54943. PMID 2236042.
- Kozak M (November 1991). An analysis of vertebrate mRNA sequences: intimations of translational control. J. Cell Biol. Т. 115, № 4. с. 887—903. doi:10.1083/jcb.115.4.887. PMC 2289952. PMID 1955461.
- Kozak M (October 2002). Pushing the limits of the scanning mechanism for initiation of translation. Gene. Т. 299, № 1-2. с. 1—34. doi:10.1016/S0378-1119(02)01056-9. PMID 12459250.
- Pestova T.V. and Kolupaeva V.G. (2002) "The roles of individual eukaryotic translation initiation factors in ribosomal scanning and initiation codon selection", Genes and Development 16, 2906-2922
- Kapp L.D. and Lorsch J.R. (2004) "The molecular mechanics of eukaryotic translation", Annual Review of Biochemistry 73, 657-704
- Marintchev A. and Wagner G. (2004) "Translation initiation: structures, mechanisms and evolution", Quarterly Review of Biophysics 37, 197-284
- Pisarev A.V., Kolupaeva V.G., Pisareva V.P., Merrick W.C., Hellen C.U.T. and Pestova T.V. (2006) "Specific functional interactions of nucleotides at key –3 and +4 positions flanking the initiation codon with components of the mammalian 48S translation initiation complex", Genes and Development 20, 624-636
- Translational Control in Biology and Medicine (2007) Edited by N. Sonenberg, J.W.B. Hershey and M.B. Mathews. 934 pages. Cold Spring Harbor, NY: Cold Spring Harbor Press
- Mitchell S.F. and Lorsch J.R. (2008) "Should I stay or should I go? Eukaryotic translation initiation factors 1 and 1A control start codon recognition", Journal of Biological Chemistry 283, 27345-27349
- Sonenberg N. and Hinnebusch A.G. (2009) "Regulation of translation initiation in eukaryotes: mechanisms and biological targets", Cell 136, 731-745
- Van Der Kelen K., Beyaert R., Inze D. and De Veylder L. (2009) "Translational control of eukaryotic gene expression", Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology 44,143-168
- Benelli D. and Londei P. (2009) "Begin at the beginning: evolution of translational initiation", Research in Microbiology 160, 493-501
- Jackson R.J., Hellen C.U.T. and Pestova T.V. (2010) "The mechanism of eukaryotic translation initiation and principles of its regulation", Nature Reviews Molecular Cell Biology 10, 113-127