Kozákova konsensuální sekvence

Kozákova konsenzuální sekvence (Kozak sekvence, eng.  Kozak consensus sequence ) je nukleotidová sekvence v molekule eukaryotické mRNA obklopující start kodon a důležitá pro iniciaci translace . Konsenzuální sekvenci poprvé popsala Marilyn Kozak [ v roce 1986 [1] . 

Role ve vysílání

U eukaryot je místem začátku translace obvykle, ale ne vždy, první kodon AUG (v závislosti na nukleotidovém kontextu kolem AUG). Kozakova konsenzuální sekvence, která hraje důležitou roli při iniciaci translace u eukaryot, zahrnuje 4–6 nukleotidů předcházejících start kodonu a jeden–dva nukleotidy bezprostředně za start kodonem. U savců je optimální kontext GCC R CC AUG G [1] [2] [3] [4] ; u dvouděložných rostlin je optimální kontext A( A / C )AA AUG G , u jednoděložných rostlin A R CC AUG G C [5] , kde je kodon AUG kurzívou, a nejdůležitější nukleotidy v pozicích −3 a + 4 (+1 a v kodonu AUG) jsou tučně; R je purinový nukleotid ( adenin nebo guanin ). Purinové nukleotidy na pozicích -3 a +4 jsou považovány za nejdůležitější jak u rostlin, tak u savců [5] [6] , ale některé důkazy naznačují, že pozice -1 a -2 mohou být také důležité u rostlin [7] . U kvasinek je nukleotidový kontext méně důležitý pro rozpoznání startovacího kodonu a jeho jediným znakem je purinový nukleotid na pozici −3 [1] . Přítomnost těchto nukleotidů, tedy optimální nukleotidový kontext kodonu AUG, koreluje s vysokou úrovní proteinové syntézy s odpovídající mRNA in vivo a je charakteristikou tzv. „silného“ (účinně iniciujícího translaci) Kozáka. sekvence [8] . Jiné varianty Kozakových sekvencí jsou „slabé“. Gen Lmx1b je příkladem genu se slabou Kozakovou sekvencí [9] . V některých případech může hrát důležitou roli při iniciaci translace také nukleotid G na pozici −6 [4] .

Kozakova sekvence není ribozomální vazebné místo ( RBS ), na rozdíl od prokaryotické Shine-Dalgarnovy sekvence . Bylo ukázáno, že rozlišování mezi AUG kodony v optimálních a neoptimálních kontextech u savců zahrnuje eukaryotický translační iniciační faktor 1 (eIF1) [10] . Na základě experimentálních dat se předpokládá, že interakce tohoto nukleotidu s alfa podjednotkou eIF2 je zodpovědná za rozpoznání purinového nukleotidu na pozici −3 na 43S iniciačním komplexem a jeho interakci s nukleotidy A1818A–1819 ve šroubovici 44 je pravděpodobně zodpovědná za rozpoznání purinu na pozici + 4.18S rRNA [11] .  

Mutace

Studie ukázaly, že mutace G→C na pozici -6 lidského genu β-globinu zhoršuje biosyntézu proteinů. Tato mutace byla první identifikovanou mutací v Kozakově sekvenci. Tato mutace byla nalezena u rodinných příslušníků žijících v jihovýchodní Itálii [4] .

Rozdíly v konsensuálních sekvencích

Níže uvedená tabulka ukazuje údaje o typu Kozakovy konsenzuální sekvence v různých skupinách organismů.

Kozákovy konsenzuální sekvence u eukaryot
organismus Taxon Konsensuální sekvence
Obratlovci
gccRccATGG [3]
Ovocná muška ( Drosophila spp.) členovci   cAAaATG [12]
Kvasnice ( Saccharomyces cerevisiae ) Ascomycetes aAaAaAATGTCt [13]
slizovka ( Dictyostelium discoideum ) Amébozoa aaaAAAAATGRna [14]
nálevníky nálevníky nTaAAAATGRct [14]
Plasmodium malárie ( Plasmodium spp.) Apikomplexy taaAAAAATGAan [14]
Toxoplasma ( Toxoplasma gondii ) Apikomplexy gncAaaATGg [15]
trypanozomy Kinetoplastidy nnnAnnATGnC [14]
Rostliny
  AACAATGGC [16]

Viz také

Poznámky

  1. ↑ 1 2 3 Kozak M. Bodové mutace definují sekvenci lemující iniciační kodon AUG, který moduluje translaci eukaryotickými ribozomy.  (anglicky)  // Cell. - 1986. - Sv. 44, č. 2 . - S. 283-292. — PMID 3943125 .
  2. ↑ Kozak M. Nejméně šest nukleotidů předcházejících AUG iniciačnímu kodonu zesiluje translaci v savčích buňkách.  (anglicky)  // Journal of molekulární biologie. - 1987. - Sv. 196, č.p. 4 . - S. 947-950. — PMID 3681984 .
  3. ↑ 1 2 Kozak M. Analýza 5'-nekódujících sekvencí z 699 RNA přenašečů obratlovců.  (anglicky)  // Výzkum nukleových kyselin. - 1987. - Sv. 15, č. 20 . - S. 8125-8148. — PMID 3313277 .
  4. ↑ 1 2 3 De Angioletti M. , Lacerra G. , Sabato V. , Carestia C. Beta+45 G --> C: nová němá mutace beta-talasemie, první v Kozakově sekvenci.  (anglicky)  // British Journal of hematology. - 2004. - Sv. 124, č.p. 2 . - S. 224-231. — PMID 14687034 .
  5. ↑ 1 2 Joshi CP , Zhou H. , Huang X. , Chiang VL Kontextové sekvence iniciačního kodonu translace v rostlinách.  (anglicky)  // Molekulární biologie rostlin. - 1997. - Sv. 35, č. 6 . - S. 993-1001. — PMID 9426620 .
  6. ↑ Kawaguchi R. , Bailey-Serres J. rysy sekvence mRNA, které přispívají k translační regulaci u Arabidopsis.  (anglicky)  // Výzkum nukleových kyselin. - 2005. - Sv. 33, č. 3 . - S. 955-965. doi : 10.1093 / nar/gki240 . — PMID 15716313 .
  7. ↑ Lukaszewicz M. , Feuermann1 M. , Jérouville B. , Stas A. , Boutry M. In vivo hodnocení kontextu kodonu iniciační sekvence translace v rostlinách.  (anglicky)  // Plant science: mezinárodní časopis experimentální biologie rostlin. - 2000. - Sv. 154, č.p. 1 . - S. 89-98. — PMID 10725562 .
  8. ↑ Kozak M. Bodové mutace v blízkosti iniciačního kodonu AUG ovlivňují účinnost translace potkaního preproinzulinu in vivo.  (anglicky)  // Nature. - 1984. - Sv. 308, č.p. 5956 . - S. 241-246. — PMID 6700727 .
  9. ↑ Dunston JA , Hamlington JD , Zaveri J. , Sweeney E. , Sibbring J. , Tran C. , Malbroux M. , O'Neill JP , Mountford R. , McIntosh I. Lidský gen LMX1B: transkripční jednotka, promotor a patogenní mutace.  (anglicky)  // Genomics. - 2004. - Sv. 84, č.p. 3 . - S. 565-576. - doi : 10.1016/j.ygeno.2004.06.002 . — PMID 15498463 .
  10. ↑ Pestova TV , Kolupaeva VG Role jednotlivých eukaryotických translačních iniciačních faktorů při ribozomálním skenování a selekci iniciačních kodonů.  (anglicky)  // Genes & development. - 2002. - Sv. 16, č. 22 . - S. 2906-2922. - doi : 10.1101/gad.1020902 . — PMID 12435632 .
  11. ↑ Pisarev AV , Kolupaeva VG , Pisareva VP , Merrick WC , Hellen CU , Pestova TV Specifické funkční interakce nukleotidů na klíčových pozicích -3 a +4 lemujících iniciační kodon se složkami savčího komplexu iniciace translace 48S.  (anglicky)  // Genes & development. - 2006. - Sv. 20, č. 5 . - S. 624-636. - doi : 10.1101/gad.1397906 . — PMID 16510876 .
  12. ↑ Cavener DR Srovnání konsensuální sekvence lemující místa startu translace u Drosophila a obratlovců.  (anglicky)  // Výzkum nukleových kyselin. - 1987. - Sv. 15, č. 4 . - S. 1353-1361. — PMID 3822832 .
  13. ↑ Hamilton R. , Watanabe CK , de Boer HA Kompilace a srovnání kontextu sekvence kolem startkodonů AUG v mRNA Saccharomyces cerevisiae.  (anglicky)  // Výzkum nukleových kyselin. - 1987. - Sv. 15, č. 8 . - S. 3581-3593. — PMID 3554144 .
  14. ↑ 1 2 3 4 Yamauchi K. Sekvence lemující místo iniciace translace u prvoků.  (anglicky)  // Výzkum nukleových kyselin. - 1991. - Sv. 19, č. 10 . - S. 2715-2720. — PMID 2041747 .
  15. ↑ Seeber F. Konsenzuální sekvence iniciačních míst translace z genů Toxoplasma gondii.  (anglicky)  // Parazitologický výzkum. - 1997. - Sv. 83, č.p. 3 . - S. 309-311. — PMID 9089733 .
  16. ↑ Lütcke HA , Chow KC , Mickel FS , Moss KA , Kern HF , Scheele GA Výběr iniciačních kodonů AUG se u rostlin a zvířat liší.  (anglicky)  // The EMBO journal. - 1987. - Sv. 6, č. 1 . - S. 43-48. — PMID 3556162 .