Перейти до вмісту

Консенсусна послідовність Козак

Очікує на перевірку
Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

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

[ред. | ред. код]

У еукаріотів старт-сайтом трансляції зазвичай, але не завжди, є перший кодон AUG, 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 кодон AUG виділений курсивом, а найважливіші нуклеотиди в позиціях -3 +4 (+1 відповідає А в кодоні AUG) показано великими літерами; R — пуриновий нуклеотид (аденіновий або гуаніновий). Пуринові нуклеотиди в позиціях -3 +4 вважаються найважливішими 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 кодону AUG, 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 [Архівовано 27 жовтня 2020 у Wayback Machine.] 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 п��слідовності Шайна-Дальгарно. Показано, що у ссавців в дискримінації між кодонами AUG в оптимальному і неоптимальному контекстах бере участь еукаріотичний фактор ініціації трансляції 1 (eIF1)[11]. На основі експериментальних даних передбачається, що за впізнавання ініціаторним комплексом 43S 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].

Показано найконсервативніші нуклеотиди навколо СТАРТ-кодону в структурі різних мРНК людини.

Мутації

[ред. | ред. код]

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

[ред. | ред. код]
(gcc)gccRccAUGG
       AGNNAUGN
        ANNAUGG
        ACCAUGG
     GACACCAUGG
Конесенсусні послідовності Козак у еукаріотів
Організм Таксон Консенсусна послідовність
Хребетні
gccRccATGG[4]
Плодові мушки (Drosophila spp.) Членистоногі   cAAaATG[13]
Дріжджі (Saccharomyces cerevisiae) Аскоміцети aAaAaAATGTCt[14]
Слизовик (Dictyostelium discoideum) Амебоподібні aaaAAAATGRna[15]
Інфузорії Інфузорії nTaAAAATGRct[15]
Малярійний плазмодій (Plasmodium spp.) Апікомплексні taaAAAATGAan[15]
Токсоплазма (Toxoplasma gondii) Апікомплексні gncAaaATGg[16]
Трипаносоми Кінетопластиди nnnAnnATGnC[15]
Рослини
  AACAATGGC[17]

Див. також

[ред. | ред. код]

Примітки

[ред. | ред. код]
  1. ↑ 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. Архів оригіналу за 6 травня 2017. Процитовано 11 листопада 2016.
  2. ↑ Kozak M. (1986) «Point mutations define a sequence flanking the AUG initiator codon that modulates translation by eukaryotic ribosomes», Cell 44, 283—292
  3. ↑ Kozak M. (1987) «At least six nucleotides preceding the AUG initiator codon enhance translation in mammalian cells», Journal of Molecular Biology 196, 947—950
  4. ↑ 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. Архів оригіналу за 15 вересня 2019. Процитовано 11 листопада 2016.
  5. ↑ 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.
  6. ↑ 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
  7. ↑ Kawaguchi R. and Bailey-Serres J. (2005) «mRNA sequence features that contribute to translational regulation in Arabidopsis», Nucleic Acids Research 33, 955—965
  8. ↑ 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
  9. ↑ 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. Архів оригіналу за 6 травня 2017. Процитовано 11 листопада 2016.
  10. ↑ 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)
  11. ↑ 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
  12. ↑ 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
  13. ↑ 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. Архів оригіналу за 15 вересня 2019. Процитовано 11 листопада 2016.
  14. ↑ 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. Архів оригіналу за 15 вересня 2019. Процитовано 11 листопада 2016.
  15. ↑ 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. Архів оригіналу за 15 вересня 2019. Процитовано 11 листопада 2016.
  16. ↑ 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.
  17. ↑ 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

[ред. | ред. код]
  • 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. Архів оригіналу за 15 вересня 2019. Процитовано 11 листопада 2016.
  • 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. Архів оригіналу за 4 червня 2020. Процитовано 11 листопада 2016.
  • 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. Архів оригіналу за 15 вересня 2019. Процитовано 11 листопада 2016.
  • 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
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Консенсусна_послідовність_Козак&oldid=38329854