מסגרת קריאה - Reading frame

איור של מסגרות קריאה אפשריות:
AGG · TGA · CAC · CGC · AAG · CCT · TAT · ATT · AGC
א· GGT · GAC · ACC · GCA · AGC · CTT · ATA · TTA· GC
AG· GTG · ACA · CCG · CAA · GCC · TTA · TAT · TAG ·ג

ב ביולוגיה מולקולרית, א מסגרת קריאה היא דרך לחלק את רצף של נוקלאוטידים ב חומצות גרעין (DNA אוֹ RNA ) מולקולה לקבוצת שלישיות עוקבות ולא חופפות. איפה ששלישייה זו משתווה חומצות אמינו או להפסיק אותות במהלך תִרגוּם, הם נקראים קודונים.

קווצה אחת של א חומצות גרעין למולקולה יש זרחן סוף, נקרא סוף 5', ו הידרוקסיל אוֹ 3'-קצה. אלה מגדירים את כיוון 5 ′ → 3 ′. ישנן שלוש מסגרות קריאה שניתן לקרוא בכיוון 5 ′ → 3 ′, שכל אחת מהן מתחילה מנוקליאוטיד אחר בשלישייה. בחומצת גרעין כפולה קוודית, ניתן לקרוא שלוש מסגרות קריאה נוספות מהאחרת, מַשׁלִים קווצה בכיוון 5 '→ 3' לאורך קווצה זו. כיוון ששני הגדילים של מולקולת חומצת גרעין כפולה גדילים הם אנטי-מקבילים, כיוון 5 '→ 3' על הגדיל השני תואם את כיוון 3 '→ 5' לאורך החוט הראשון.[1][2]

באופן כללי, לכל היותר, מסגרת קריאה אחת בקטע נתון של חומצת גרעין, רלוונטית מבחינה ביולוגית (מסגרת קריאה פתוחה ). ניתן לתרגם כמה תמלילים נגיפיים באמצעות מסגרות קריאה מרובות חופפות.[3] יש דוגמה אחת ידועה למסגרות קריאה חופפות אצל יונקים DNA מיטוכונדריאלי: קידוד חלקים של גנים לשתי יחידות משנה של ATPase חופפים.

דוגמה לתרגום בן שש מסגרות

קוד גנטי

מאמר מרכזי: קוד גנטי

ה- DNA מקודד את רצף החלבונים על ידי סדרה של שלושה גרעינים קודונים. לכן ניתן לקרוא כל רצף נתון של DNA בשש דרכים שונות: שלוש מסגרות קריאה בכיוון אחד (מתחיל בנוקליאוטידים שונים) ושלוש בכיוון ההפוך. בְּמַהֲלָך תַעֲתוּק, פולימראז ה- RNA קרא את גדיל ה- DNA התבנית בכיוון 3 ′ → 5 ′, אך ה- mRNA נוצר בכיוון 5 ′ עד 3 ′.[4] ה- mRNA הוא חד-גדילי ולכן מכיל רק שלוש מסגרות קריאה אפשריות, מתוכן רק אחת מְתוּרגָם. הקודונים של מסגרת הקריאה mRNA מתורגמים בכיוון 5 '→ 3' חומצות אמינו על ידי א ריבוזום לייצר א שרשרת פוליפפטיד.

מסגרת קריאה פתוחה

מאמר מרכזי: מסגרת קריאה פתוחה

מסגרת קריאה פתוחה (ORF) היא מסגרת קריאה שיש בה פוטנציאל להיות תמלל לתוך RNA ו- מְתוּרגָם לחלבון. זה דורש רצף רצוף של DNA מ- התחל קודון, דרך אזור עוקב שלרוב יש לו אורך שהוא מכפל של 3 נוקלאוטידים, עד a עצור קודון באותה מסגרת קריאה.[5]

כאשר רצף של חומצות אמינו משוערות כתוצאה מתרגום של ORF נותר לא ידוע בגנום המיטוכונדריאלי והכלורופלסט, מסגרת הקריאה הפתוחה המקבילה נקראה מסגרת קריאה לא מזוהה (URF). לדוגמא, ה MT-ATP8 הגן תואר לראשונה כ- URF A6L כשהוא האדם השלם גנום מיטוכונדריאלי היה רצף.[6]

מסגרות קריאה מרובות

שתי מסגרות הקריאה המשמשות את הגנים המיטוכונדריאליים האנושיים MT-ATP8 ו MT-ATP6.

השימוש במסגרות קריאה מרובות מוביל לאפשרות של גנים חופפים; יתכן שיש רבים כאלה בווירוסים, פרוקריוטים ומיטוכונדריה גנום.[7] יש וירוסים, למשל נגיף הפטיטיס B ו BYDV, השתמש בכמה גנים חופפים במסגרות קריאה שונות.

במקרים נדירים, ריבוזום עשוי לעבור ממסגרת אחת לאחרת במהלך תרגום של mRNA (העברת מסגרות תרגום ). זה גורם לתרגום החלק הראשון של ה- mrna במסגרת קריאה אחת, ואת החלק האחרון לתרגום במסגרת קריאה אחרת. זה נבדל מ- מוטציה למסגר, מכיוון שרצף הנוקליאוטידים (DNA או RNA) אינו משתנה - רק המסגרת בה הוא נקרא.

ראה גם

הפניות

  1. ^ רייני S, רפקה ג'יי. "רצף כמותי וניתוח מסגרת קריאה פתוחה בהתבסס על הטיית קודון" (PDF). מערכות, קיברנטיקה ואינפורמטיקה. 4 (1): 65–72.
  2. ^ Badger JH, Olsen GJ (אפריל 1999). "CRITICA: כלי זיהוי אזור קידוד המפעיל ניתוח השוואתי". Mol Biol Evol. 16 (4): 512–24. דוי:10.1093 / oxfordjournals.molbev.a026133. PMID  10331277.
  3. ^ לנדר, אריק. "MITx 7.00x ביולוגיה".
  4. ^ לדיש (2007). ביולוגיה של תאים מולקולריים (מהדורה 6). וו.ה פרימן. עמ ' 121. ISBN  978-1429203142.
  5. ^ בנג'מין סי פירס (2012). גנטיקה: גישה מושגית. וו.ה פרימן. ISBN  9781429232500.
  6. ^ אנדרסון S, בנקאי AT, Barell BG, דה Bruijn MH, Coulson AR, Drouin J, Eperon IC, Nierlich DP, Roe BA, Sanger F, Schreier PH, Smith AJ, Staden R, Young IG (אפריל 1981). "רצף וארגון הגנום המיטוכונדריאלי האנושי". טֶבַע. 290 (5806): 457–65. ביבקוד:1981 Natur.290..457A. דוי:10.1038 / 290457a0. PMID  7219534.
  7. ^ ג'ונסון Z, Chisholm S (2004). "מאפיינים של גנים חופפים נשמרים על ידי גנום מיקרוביאלי". Genome Res. 14 (11): 2268–72. דוי:10.1101 / גרם 2433104. PMC  525685. PMID  15520290.