Таблица кодона может быть использована для перевода генетического кода в последовательность аминокислот . [1] [2] Стандартный генетический код традиционно представлен в виде РНК - кодонов таблицы, потому что , когда белки сделаны в клетке с помощью рибосом , это РНК , которая направляет биосинтез белка . [2] [3] Последовательность мРНК определяется последовательностью геномной ДНК . [4] В этом контексте стандартный генетический код называется таблицей трансляции 1. [3]Он также может быть представлен в таблице кодонов ДНК. Кодоны ДНК в таких таблицах расположены на смысловой цепи ДНК и расположены в направлении от 5'-к-3 ' . [5] В зависимости от источника генетического кода используются разные таблицы с альтернативными кодонами, например из ядра клетки , митохондрии , пластиды или гидрогеносомы . [6]
В генетическом коде и в таблицах ниже 64 различных кодона; большинство указывают аминокислоту. [7] Три последовательность, УАГ, УГ и UAA, известная как стоп - кодоны , [Примечание 1] не кодирует аминокислоты , но вместо того, чтобы сигнализировать о выпуске зарождающегося полипептида из рибосомы. [8] В стандартном коде последовательность AUG, читаемая как метионин, может служить стартовым кодоном и вместе с последовательностями, такими как фактор инициации , инициировать трансляцию. [3] [9] [10] В редких случаях стартовые кодоны в стандартном коде могут также включать GUG или UUG; эти кодоны обычно представляют собой валини лейцин соответственно, но в качестве стартовых кодонов они переводятся как метионин или формилметионин . [3] [10]
Первая таблица - стандартная таблица - может использоваться для перевода триплетов нуклеотидов в соответствующую аминокислоту или соответствующий сигнал, если это стартовый или стоп-кодон. Вторая таблица, уместно названная обратной, делает противоположное: ее можно использовать для вывода возможного триплетного кода, если аминокислота известна. Поскольку несколько кодонов могут кодировать одну и ту же аминокислоту, в некоторых случаях дается нотация нуклеиновых кислот Международного союза теоретической и прикладной химии (IUPAC) .
Таблица перевода 1 [ править ]
Таблица кодонов стандартной РНК [ править ]
Аминокислотные биохимические свойства | Неполярный | Полярный | Базовый | Кислый ↓ | Прекращение: стоп-кодон * | Инициирование: возможный стартовый кодон |
1-я база | 2-я база | 3-я база | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
U | C | А | грамм | ||||||
U | UUU | (Phe / F) фенилаланин | УКУ | (Ser / S) серин | UAU | (Tyr / Y) Тирозин | UGU | (Cys / C) Цистеин | U |
UUC | UCC | ОАК | UGC | C | |||||
UUA | (Leu / L) лейцин | УЦА | UAA | Стоп ( Охра ) * [примечание 2] | UGA | Стоп ( Опал ) * [примечание 2] | А | ||
UUG | UCG | UAG | Стоп ( Янтарь ) * [примечание 2] | UGG | (Trp / W) Триптофан | грамм | |||
C | CUU | CCU | (Pro / P) Пролин | CAU | (His / H) Гистидин | CGU | (Arg / R) Аргинин | U | |
CUC | CCC | САС | CGC | C | |||||
CUA | CCA | CAA | (Gln / Q) Глютамин | CGA | А | ||||
CUG | CCG | CAG | CGG | грамм | |||||
А | AUU | (Ile / I) Изолейцин | ACU | (Thr / T) Треонин | AAU | (Asn / N) аспарагин | AGU | (Ser / S) серин | U |
AUC | АКК | AAC | AGC | C | |||||
AUA | ACA | AAA | (Lys / K) Лизин | AGA | (Arg / R) Аргинин | А | |||
AUG | (Met / M) метионин | АЧГ | AAG | AGG | грамм | ||||
грамм | ГУУ | (Val / V) Валин | GCU | (Ала / А) Аланин | ГАУ | (Asp / D) Аспарагиновая кислота ↓ | ГГУ | (Gly / G) Глицин | U |
GUC | GCC | GAC | GGC | C | |||||
GUA | GCA | GAA | (Glu / E) Глутаминовая кислота ↓ | GGA | А | ||||
GUG | GCG | GAG | GGG | грамм |
Таблица кодонов обратной РНК [ править ]
Аминокислота | Кодоны РНК | Сжатый | Аминокислота | Кодоны РНК | Сжатый | |
---|---|---|---|---|---|---|
Ала, А | GCU, GCC, GCA, GCG | GCN | Иль, я | AUU, AUC, AUA | AUH | |
Арг, R | CGU, CGC, CGA, CGG; AGA, AGG | CGN, AGR; или CGY, MGR | Лей, L | CUU, CUC, CUA, CUG; UUA, UUG | CUN, UUR; или CUY, YUR | |
Асн, N | AAU, AAC | AAY | Лис, К | AAA, AAG | AAR | |
Асп, D | GAU, GAC | Гей | Met, M | AUG | ||
Asn или Asp, B | AAU, AAC; GAU, GAC | РЭЙ | Phe, F | UUU, UUC | UUY | |
Cys, C | УГУ, УГК | UGY | Pro, P | CCU, CCC, CCA, CCG | CCN | |
Gln, Q | CAA, CAG | МАШИНА | Сер, С | УКУ, UCC, UCA, UCG; AGU, AGC | UCN, AGY | |
Клей | GAA, GAG | GAR | Thr, T | ACU, ACC, ACA, ACG | ACN | |
Gln или Glu, Z | CAA, CAG; GAA, GAG | SAR | Трп, Вт | UGG | ||
Gly, G | GGU, GGC, GGA, GGG | GGN | Тюр, Y | UAU, UAC | UAY | |
Его, H | CAU, CAC | CAY | Вал, В | ГУ, ГУК, ГУА, ГУГ | ПИСТОЛЕТ | |
НАЧАЛО | AUG | ОСТАНАВЛИВАТЬСЯ | UAA, UGA, UAG | УРА, УАР |
Стандартная таблица кодонов ДНК [ править ]
Аминокислотные биохимические свойства | Неполярный | Полярный | Базовый | Кислый ↓ | Прекращение: стоп-кодон * | Инициирование: возможный стартовый кодон |
1-я база | 2-я база | 3-я база | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Т | C | А | грамм | ||||||
Т | TTT | (Phe / F) фенилаланин | TCT | (Ser / S) серин | ТАТ | (Tyr / Y) Тирозин | TGT | (Cys / C) Цистеин | Т |
TTC | TCC | TAC | ТГК | C | |||||
TTA | (Leu / L) лейцин | TCA | TAA | Стоп ( Охра ) * [примечание 2] | TGA | Стоп ( Опал ) * [примечание 2] | А | ||
ТТГ | TCG | ТЕГ | Стоп ( Янтарь ) * [примечание 2] | TGG | (Trp / W) Триптофан | грамм | |||
C | CTT | CCT | (Pro / P) Пролин | КОТ | (His / H) Гистидин | CGT | (Arg / R) Аргинин | Т | |
CTC | CCC | САС | CGC | C | |||||
CTA | CCA | CAA | (Gln / Q) Глютамин | CGA | А | ||||
CTG | CCG | CAG | CGG | грамм | |||||
А | ATT | (Ile / I) Изолейцин | ДЕЙСТВОВАТЬ | (Thr / T) Треонин | AAT | (Asn / N) аспарагин | AGT | (Ser / S) серин | Т |
УВД | АКК | AAC | AGC | C | |||||
ATA | ACA | AAA | (Lys / K) Лизин | AGA | (Arg / R) Аргинин | А | |||
ПТГ | (Met / M) метионин | АЧГ | AAG | AGG | грамм | ||||
грамм | GTT | (Val / V) Валин | GCT | (Ала / А) Аланин | GAT | (Asp / D) Аспарагиновая кислота ↓ | GGT | (Gly / G) Глицин | Т |
GTC | GCC | GAC | GGC | C | |||||
GTA | GCA | GAA | (Glu / E) Глутаминовая кислота ↓ | GGA | А | ||||
GTG | GCG | GAG | GGG | грамм |
Таблица обратных кодонов ДНК [ править ]
Аминокислота | Кодоны ДНК | Сжатый | Аминокислота | Кодоны ДНК | Сжатый | |
---|---|---|---|---|---|---|
Ала, А | GCT, GCC, GCA, GCG | GCN | Иль, я | ATT, ATC, ATA | ATH | |
Арг, R | CGT, CGC, CGA, CGG; AGA, AGG | CGN, AGR; или CGY, MGR | Лей, L | CTT, CTC, CTA, CTG; ТТА, ТТГ | CTN, TTR; или CTY, YTR | |
Асн, N | AAT, AAC | AAY | Лис, К | AAA, AAG | AAR | |
Асп, D | GAT, GAC | Гей | Met, M | ПТГ | ||
Asn или Asp, B | AAT, AAC; GAT, GAC | РЭЙ | Phe, F | TTT, TTC | Телетайп | |
Cys, C | ТГТ, ТГК | TGY | Pro, P | CCT, CCC, CCA, CCG | CCN | |
Gln, Q | CAA, CAG | МАШИНА | Сер, С | TCT, TCC, TCA, TCG; AGT, AGC | TCN, AGY | |
Клей | GAA, GAG | GAR | Thr, T | ACT, ACC, ACA, ACG | ACN | |
Gln или Glu, Z | CAA, CAG; GAA, GAG | SAR | Трп, Вт | TGG | ||
Gly, G | GGT, GGC, GGA, GGG | GGN | Тюр, Y | ТАТ, ТАС | ВРЕМЯ | |
Его, H | CAT, CAC | CAY | Вал, В | GTT, GTC, GTA, GTG | GTN | |
НАЧАЛО | ПТГ | ОСТАНАВЛИВАТЬСЯ | TAA, TGA, TAG | TRA, TAR |
Альтернативные кодоны в других таблицах перевода [ править ]
Когда-то считалось, что генетический код универсален: [17] кодон будет кодировать одну и ту же аминокислоту независимо от организма или источника. Однако теперь все согласны с тем, что генетический код эволюционирует [18], что приводит к несоответствиям в том, как кодон транслируется в зависимости от генетического источника. [17] [18] Например, в 1981 году было обнаружено, что использование кодонов AUA, UGA, AGA и AGG системой кодирования в митохондриях млекопитающих отличается от универсального кода. [17] Стоп-кодоны также могут быть затронуты: у реснитчатых простейших универсальные стоп-кодоны UAA и UAG кодируют глутамин. [18] [примечание 4] В следующей таблице показаны эти альтернативные кодоны.
Аминокислотные биохимические свойства | Неполярный | Полярный | Базовый | Кислый ↓ | Прекращение: стоп-кодон * |
Код | Таблица перевода | Кодон ДНК задействован | РНК-кодон вовлечен | Перевод с этим кодом | Стандартный перевод | Заметки | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Стандарт | 1 | Включает таблицу перевода 8 ( хлоропласты растений ). | ||||||
Митохондрии позвоночных | 2 | AGA | AGA | Стоп * | Арг (R) | |||
AGG | AGG | Стоп * | Арг (R) | |||||
ATA | AUA | Встреча (M) | Иль (I) | |||||
TGA | UGA | Trp (Вт) | Стоп * | |||||
Митохондриальные дрожжи | 3 | ATA | AUA | Встреча (M) | Иль (I) | |||
CTT | CUU | Thr (T) | Лей (L) | |||||
CTC | CUC | Thr (T) | Лей (L) | |||||
CTA | CUA | Thr (T) | Лей (L) | |||||
CTG | CUG | Thr (T) | Лей (L) | |||||
TGA | UGA | Trp (Вт) | Стоп * | |||||
CGA | CGA | отсутствующий | Арг (R) | |||||
CGC | CGC | отсутствующий | Арг (R) | |||||
Плесень, простейшие и кишечнополостные митохондрии + микоплазма / спироплазма | 4 | TGA | UGA | Trp (Вт) | Стоп * | Включает таблицу трансляции 7 ( кинетопласты ). | ||
Митохондриальные беспозвоночные | 5 | AGA | AGA | Сер (S) | Арг (R) | |||
AGG | AGG | Сер (S) | Арг (R) | |||||
ATA | AUA | Встреча (M) | Иль (I) | |||||
TGA | UGA | Trp (Вт) | Стоп * | |||||
Инфузорное, дазикладовое и гексамитовое ядерное | 6 | TAA | UAA | Gln (Q) | Стоп * | |||
ТЕГ | UAG | Gln (Q) | Стоп * | |||||
Митохондрии иглокожих и плоских червей | 9 | AAA | AAA | Asn (N) | Лис (К) | |||
AGA | AGA | Сер (S) | Арг (R) | |||||
AGG | AGG | Сер (S) | Арг (R) | |||||
TGA | UGA | Trp (Вт) | Стоп * | |||||
Эуплотид ядерный | 10 | TGA | UGA | Цис (С) | Стоп * | |||
Бактериальные, архейные и растительные пластиды | 11 | См. Таблицу перевода 1 . | ||||||
Альтернативные дрожжевые ядерные | 12 | CTG | CUG | Сер (S) | Лей (L) | |||
Асцидий митохондриальный | 13 | AGA | AGA | Гли (G) | Арг (R) | |||
AGG | AGG | Гли (G) | Арг (R) | |||||
ATA | AUA | Встреча (M) | Иль (I) | |||||
TGA | UGA | Trp (Вт) | Стоп * | |||||
Альтернативный митохондриальный плоский червь | 14 | AAA | AAA | Asn (N) | Лис (К) | |||
AGA | AGA | Сер (S) | Арг (R) | |||||
AGG | AGG | Сер (S) | Арг (R) | |||||
TAA | UAA | Тюр (Y) | Стоп * | |||||
TGA | UGA | Trp (Вт) | Стоп * | |||||
Ядерная блефария | 15 | ТЕГ | UAG | Gln (Q) | Стоп * | По состоянию на 18 ноября 2016 г .: отсутствует в обновлении NCBI. Аналогично таблице перевода 6 . | ||
Митохондрии Chlorophycean | 16 | ТЕГ | UAG | Лей (L) | Стоп * | |||
Митохондриальные трематоды | 21 год | TGA | UGA | Trp (Вт) | Стоп * | |||
ATA | AUA | Встреча (M) | Иль (I) | |||||
AGA | AGA | Сер (S) | Арг (R) | |||||
AGG | AGG | Сер (S) | Арг (R) | |||||
AAA | AAA | Asn (N) | Лис (К) | |||||
Scenedesmus obliquus митохондриальный | 22 | TCA | УЦА | Стоп * | Сер (S) | |||
ТЕГ | UAG | Лей (L) | Стоп * | |||||
Митохондриальный Thraustochytrium | 23 | TTA | UUA | Стоп * | Лей (L) | Аналогично таблице перевода 11 . | ||
Птеробранхии митохондриальные | 24 | AGA | AGA | Сер (S) | Арг (R) | |||
AGG | AGG | Лис (К) | Арг (R) | |||||
TGA | UGA | Trp (Вт) | Стоп * | |||||
Кандидат в разделение SR1 и Gracilibacteria | 25 | TGA | UGA | Гли (G) | Стоп * | |||
Пахисолен tannophilus ядерный | 26 год | CTG | CUG | Ала (А) | Лей (L) | |||
Кариореликт ядерный | 27 | TAA | UAA | Gln (Q) | Стоп * | |||
ТЕГ | UAG | Gln (Q) | Стоп * | |||||
TG | UGA | Стоп * | или же | Trp (Вт) | Стоп * | |||
Кондилостома ядерная | 28 год | TAA | UAA | Стоп * | или же | Gln (Q) | Стоп * | |
ТЕГ | UAG | Стоп * | или же | Gln (Q) | Стоп * | |||
TGA | UGA | Стоп * | или же | Trp (Вт) | Стоп * | |||
Мезодиниум ядерный | 29 | TAA | UAA | Тюр (Y) | Стоп * | |||
ТЕГ | UAG | Тюр (Y) | Стоп * | |||||
Перитрих ядерный | 30 | TA | UAA | Glu (E) ↓ | Стоп * | |||
ТЕГ | UAG | Glu (E) ↓ | Стоп * | |||||
Бластокритидия ядерная | 31 год | TAA | UAA | Стоп * | или же | Glu (E) ↓ | Стоп * | |
ТЕГ | UAG | Стоп * | или же | Glu (E) ↓ | Стоп * | |||
TGA | UGA | Trp (Вт) | Стоп * | |||||
Митохондриальный код Cephalodiscidae | 33 | AGA | AGA | Сер (S) | Арг (R) | Аналогично таблице перевода 24 . | ||
AGG | AGG | Лис (К) | Арг (R) | |||||
TAA | UAA | Тюр (Y) | Стоп * | |||||
TGA | UGA | Trp (Вт) | Стоп * |
См. Также [ править ]
- Биоинформатика
- Список генетических кодов
Заметки [ править ]
- ^ Каждый стоп-кодон имеет определенное имя: UAG - янтарный , UGA - опаловый или умбровый , а UAA - охра . [8] В ДНК этими стоп-кодонами являются TAG, TGA и TAA соответственно.
- ^ a b c d e f Историческая основа для обозначения стоп-кодонов как янтарь, охра и опал описана в автобиографии Сидни Бреннера [12] и в исторической статье Боба Эдгара. [13]
- ^ Основное различие между ДНК и РНК заключается в том, что тимин (T) встречается только в первом. В РНК он заменен урацилом (U). [16] Это единственное различие между стандартной таблицей кодонов РНК и стандартной таблицей кодонов ДНК.
- ^ Euplotes octacarinatus является исключением. [18]
Ссылки [ править ]
- ^ a b «Таблица перевода аминокислот» . Государственный университет Орегона. Архивировано 29 мая 2020 года . Дата обращения 2 декабря 2020 .
- ^ a b Барти, Лиза; Брук, Джек. MHCC Biology 112: Биология для медицинских работников . Откройте Орегон. п. 42. Архивировано 6 декабря 2020 года . Дата обращения 6 декабря 2020 .
- ^ a b c d e Elzanowski A, Ostell J (7 января 2019 г.). «Генетические коды» . Национальный центр биотехнологической информации. Архивировано из оригинала 9 октября 2020 года . Проверено 21 февраля 2019 .
- ^ «Функции РНК» . Scitable . Природное образование. Архивировано 18 октября 2008 года . Проверено 5 января 2021 года .
- ^ Шу JJ (2017). «Новая интегрированная симметричная таблица генетических кодов». Биосистемы . 151 : 21–26. arXiv : 1703.03787 . DOI : 10.1016 / j.biosystems.2016.11.004 . PMID 27887904 . S2CID 1121152 .
- ^ "Генетические коды" . Национальный центр биотехнологической информации. Архивировано 13 мая 2011 года . Дата обращения 2 декабря 2020 .
- ^ "Кодон" . Национальный институт исследования генома человека . Архивировано 22 октября 2020 года . Проверено 10 октября 2020 .
- ^ а б Малой С. (29 ноября 2003 г.). «Как бессмысленные мутации получили свои названия» . Курс микробной генетики . Государственный университет Сан-Диего. Архивировано из оригинального 23 сентября 2020 года . Проверено 10 октября 2020 .
- ^ Хиннебуш AG (2011). «Молекулярный механизм сканирования и отбора стартовых кодонов у эукариот» . Обзоры микробиологии и молекулярной биологии . 75 (3): 434–467. DOI : 10.1128 / MMBR.00008-11 . PMC 3165540 . PMID 21885680 .
- ^ a b Touriol C, Bornes S, Bonnal S, Audigier S, Prats H, Prats AC, Vagner S (2003). «Создание разнообразия изоформ белка путем альтернативной инициации трансляции в кодонах, отличных от AUG» . Биология клетки . 95 (3–4): 169–78. DOI : 10.1016 / S0248-4900 (03) 00033-9 . PMID 12867081 .
- ^ «Информация в ДНК определяет клеточную функцию через перевод» . Scitable . Природное образование. Архивировано 23 сентября 2017 года . Дата обращения 5 декабря 2020 .
- ^ Бреннер, Сидней; Вольперт, Льюис (2001). Жизнь в науке . Биомед Централ Лимитед. п. 101–104. ISBN 9780954027803.
- ↑ Эдгар Б (2004). «Геном бактериофага Т4: археологические раскопки» . Генетика . 168 (2): 575–82. PMC 1448817 . PMID 15514035 . см. страницы 580–581
- ^ a b IUPAC - Комиссия IUB по биохимической номенклатуре. «Аббревиатуры и символы нуклеиновых кислот, полинуклеотидов и их составляющих» (PDF) . Международный союз теоретической и прикладной химии . Дата обращения 5 декабря 2020 .
- ^ "Что делает ДНК?" . Ваш геном . Добро пожаловать в Genome Campus. Архивировано 29 ноября 2020 года . Проверено 12 января 2021 года .
- ^ "Гены" . ДНК, генетика и эволюция . Бостонский университет. Архивировано 28 апреля 2020 года . Проверено 10 декабря 2020 .
- ^ a b c Осава, A (ноябрь 1993 г.). «Эволюционные изменения генетического кода» . Сравнительная биохимия и физиология . 106 (2): 489–94. DOI : 10.1016 / 0305-0491 (93) 90122-л . PMID 8281749 .
- ^ a b c d Osawa S, Jukes TH, Watanabe K, Muto A (март 1992). «Последние свидетельства эволюции генетического кода» . Микробиологические обзоры . 56 (1): 229–64. DOI : 10.1128 / MR.56.1.229-264.1992 . PMC 372862 . PMID 1579111 .
Дальнейшее чтение [ править ]
- Chevance FV, Hughes KT (2 мая 2017 г.). «Дело о генетическом коде как о тройке троек» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 114 (18): 4745–4750. DOI : 10.1073 / pnas.1614896114 . JSTOR 26481868 . PMC 5422812 . PMID 28416671 . Проверено 17 октября 2020 года .
- Девер Т.Е. (29 июня 2012 г.). «Новый старт для синтеза белка» . Наука . Американская ассоциация развития науки. 336 (6089): 1645–1646. Bibcode : 2012Sci ... 336.1645D . DOI : 10.1126 / science.1224439 . JSTOR 41585146 . PMID 22745408 . S2CID 44326947 . Проверено 17 октября 2020 года .
- Гарднер Р.С., Вахба А.Дж., Базилио С., Миллер Р.С., Лендьель П., Шпейер Дж.Ф. (декабрь 1962 г.). «Синтетические полинуклеотиды и код аминокислот. VII» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 48 (12): 2087–2094. Bibcode : 1962PNAS ... 48.2087G . DOI : 10.1073 / pnas.48.12.2087 . PMC 221128 . PMID 13946552 .
- Накамото Т. (март 2009 г.). «Эволюция и универсальность механизма инициирования синтеза белка». Джин . 432 (1–2): 1–6. DOI : 10.1016 / j.gene.2008.11.001 . PMID 19056476 .
- Вахба А.Дж., Гарднер Р.С., Базилио С., Миллер Р.С., Шпейер Дж. Ф., Лендьель П. (январь 1963 г.). «Синтетические полинуклеотиды и код аминокислот. VIII» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 49 (1): 116–122. Bibcode : 1963PNAS ... 49..116W . DOI : 10.1073 / pnas.49.1.116 . PMC 300638 . PMID 13998282 .
- Яновский Ц. (9 марта 2007 г.). «Установление триплетной природы генетического кода» . Cell . 128 (5): 815–818. DOI : 10.1016 / j.cell.2007.02.029 . PMID 17350564 . S2CID 14249277 . Дата обращения 9 октября 2020 .
- Заневельд Дж., Хамади М., Суока Н., Рыцарь Р. (28 февраля 2009 г.). «CodonExplorer: интерактивная онлайн-база данных для анализа использования кодонов и состава последовательностей». Биоинформатика для анализа последовательностей ДНК . Методы молекулярной биологии. 537 . С. 207–232. DOI : 10.1007 / 978-1-59745-251-9_10 . ISBN 978-1-58829-910-9. PMC 2953947 . PMID 19378146 .
Внешние ссылки [ править ]
- Таблица кодонов ДНК, организованная в виде колеса