Консенсусная последовательность Козак

Поделись знанием:
(перенаправлено с «Последовательность Козак»)
Перейти к: навигация, поиск

Консенсусная последовательность Козак (последовательность Козак, англ. Kozak consensus sequence) — последовательность нуклеотидов в составе молекулы мРНК эукариот, окружающая старт-кодон и важная для инициации трансляции. Консенсусная последовательность была впервые описана Козак, Мэрилин (англ. Marilyn Kozak) в 1986 году [1].





Роль в трансляции

У эукариот старт-сайтом трансляции обычно, но не всегда, является первый AUG кодон, в зависимости от нуклеотидного контекста вокруг AUG. Консенсусная последовательность Козак, играющая важную роль в инициации трансляции у эукариот, включает четыре-шесть нуклеотидов, предшествующих старт-кодону, и один-два нуклеотида непосредственно после старт-кодона. У млекопитающих оптимальный контекст имеет вид gccRccaugG[2][3][4][5]; у двудольных растений оптимальным контекстом является a(A/C)aaaugGc, у однодольных растений aRccaugGc[6], где AUG кодон выделен курсивом, а наиболее важные нуклеотиды в позициях -3 и +4 (+1 соответствует А в AUG кодоне) показаны заглавными буквами; Rпуриновый нуклеотид (адениновый или гуаниновый). Пуриновые нуклеотиды в позициях -3 и +4 считаются самыми важными как у растений, так и у млекопитающих[6][7], но некоторые данные указывают на то, что позиции -1 и -2 могут быть также важными у растений[8]. У дрожжей нуклеотидный контекст менее важен для распознавания инициаторного кодона, и его единственной характеристикой является пуриновый нуклеотид в позиции -3[1]. Наличие указанных нуклеотидов, т.е. оптимальный нуклеотидный контекст AUG кодона, коррелирует с высоким уровнем синтеза белка с соответствующей мРНК in vivo и является характеристикой так называемой "сильной" (эффективно инициирующей трансляцию) последовательности Козак[9]. Другие варианты последовательностей Козак являются "слабыми". [www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=LMX1B Ген Lmx1b] является примером гена со слабой последовательностью Козак.[10]. В некоторых случаях нуклеотид G в положении −6 может также играть важную роль в инициации трансляции.[5]

Последовательность Козак не является сайтом связывания рибосомы (англ. ribosomal binding site, RBS), в отличие от прокариотической последовательности Шайна-Дальгарно. Показано, что у млекопитающих в дискриминации между AUG кодонами в оптимальном и неоптимальном контекстах участвует эукариотический фактор инициации трансляции 1 (eIF1)[11]. На основе экспериментальных данных предполагается, что за узнавание 43S инициаторным комплексом пуринового нуклеотида в позиции -3 ответственно взаимодействие данного нуклеотида с альфа-субъединицей eIF2, а за узнавание пурина в позиции +4, возможно, ответственно его взаимодействие с нуклеотидами А1818-А1819 в спирали 44 18S рРНК[12].

Мутации

Исследования показали, что мутация G→C в положении −6 гена β-глобина человека нарушает биосинтез белка. Данная мутация была первой выявленной мутацией в последовательности Козак. Данная мутация была обнаружена у членов семьи, проживающей на юго-востоке Италии.[5]

Отличия в консенсусных последовательностях

(gcc)gccRccAUGG
       AGNNAUGN
        ANNAUGG
        ACCAUGG
     GACACCAUGG
Конесенсусные последовательности Козак у эукариот
Организм Таксон Консенсусная последовательность
Позвоночные
gccRccATGG[4]
Плодовая мушка (Drosophila spp.) Членистоногие   cAAaATG[13]
Дрожжи (Saccharomyces cerevisiae) Аскомицеты aAaAaAATGTCt[14]
Слизевик (Dictyostelium discoideum) Амёбоподобные aaaAAAATGRna[15]
Инфузории Инфузории nTaAAAATGRct[15]
Малярийный плазмодий (Plasmodium spp.) Апикомплексы taaAAAATGAan[15]
Токсоплазма (Toxoplasma gondii) Апикомплексы gncAaaATGg[16]
Трипаносомы Кинетопластиды nnnAnnATGnC[15]
Растения
  AACAATGGC[17]

См. также

Напишите отзыв о статье "Консенсусная последовательность Козак"

Примечания

  1. 1 2 Kozak M (1986). «[www.nature.com/nature/journal/v308/n5956/abs/308241a0.html Point mutations define a sequence flanking the AUG initiator codon that modulates translation by eukaryotic ribosomes]». Cell 44 (2): 283–92. DOI:10.1016/0092-8674(86)90762-2. PMID 3943125.
  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. 1 2 Kozak M (October 1987). «[nar.oxfordjournals.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=3313277 An analysis of 5'-noncoding sequences from 699 vertebrate messenger RNAs]». Nucleic Acids Res. 15 (20): 8125–8148. DOI:10.1093/nar/15.20.8125. PMID 3313277.
  5. 1 2 3 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 124 (2): 224–31. DOI:10.1046/j.1365-2141.2003.04754.x. PMID 14687034.
  6. 1 2 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). «[www.nature.com/nature/journal/v308/n5956/abs/308241a0.html Point mutations close to the AUG initiator codon affect the efficiency of translation of rat preproinsulin in vivo]». Nature 308: 241–246. DOI:10.1038/308241a0. PMID 6700727.
  10. Dunston JA, Hamlington JD, Zaveri J, et al. (September 2004). «The human LMX1B gene: transcription unit, promoter, and pathogenic mutations». Genomics 84 (3): 565–76. DOI:10.1016/j.ygeno.2004.06.002. PMID 15498463.
  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). «[nar.oxfordjournals.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=3822832 Comparison of the consensus sequence flanking translational start sites in Drosophila and vertebrates]». Nucleic Acids Res. 15 (4): 1353–61. DOI:10.1093/nar/15.4.1353. PMID 3822832.
  14. Hamilton R, Watanabe CK, de Boer HA (April 1987). «[nar.oxfordjournals.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=3554144 Compilation and comparison of the sequence context around the AUG startcodons in Saccharomyces cerevisiae mRNAs]». Nucleic Acids Res. 15 (8): 3581–93. DOI:10.1093/nar/15.8.3581. PMID 3554144.
  15. 1 2 3 4 Yamauchi K (May 1991). «[nar.oxfordjournals.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=2041747 The sequence flanking translational initiation site in protozoa]». Nucleic Acids Res. 19 (10): 2715–20. DOI:10.1093/nar/19.10.2715. PMID 2041747.
  16. Seeber, F. (1997). «Consensus sequence of translational initiation sites from Toxoplasma gondii genes». Parasitology Research 83 (3): 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. 6 (1): 43–8. PMID 3556162.

Литература

  • Kozak M (November 1990). «[www.pnas.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=2236042 Downstream secondary structure facilitates recognition of initiator codons by eukaryotic ribosomes]». Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 87 (21): 8301–8305. DOI:10.1073/pnas.87.21.8301. PMID 2236042.
  • Kozak M (November 1991). «[www.jcb.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=1955461 An analysis of vertebrate mRNA sequences: intimations of translational control]». J. Cell Biol. 115 (4): 887–903. DOI:10.1083/jcb.115.4.887. PMID 1955461.
  • Kozak M (October 2002). «[linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0378111902010569 Pushing the limits of the scanning mechanism for initiation of translation]». Gene 299 (1-2): 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

Отрывок, характеризующий Консенсусная последовательность Козак

– Ну узнает он, ну брат твой, жених!
– У меня нет жениха, я отказала, – прокричала Наташа.
– Всё равно, – продолжала Марья Дмитриевна. – Ну они узнают, что ж они так оставят? Ведь он, отец твой, я его знаю, ведь он, если его на дуэль вызовет, хорошо это будет? А?
– Ах, оставьте меня, зачем вы всему помешали! Зачем? зачем? кто вас просил? – кричала Наташа, приподнявшись на диване и злобно глядя на Марью Дмитриевну.
– Да чего ж ты хотела? – вскрикнула опять горячась Марья Дмитриевна, – что ж тебя запирали что ль? Ну кто ж ему мешал в дом ездить? Зачем же тебя, как цыганку какую, увозить?… Ну увез бы он тебя, что ж ты думаешь, его бы не нашли? Твой отец, или брат, или жених. А он мерзавец, негодяй, вот что!
– Он лучше всех вас, – вскрикнула Наташа, приподнимаясь. – Если бы вы не мешали… Ах, Боже мой, что это, что это! Соня, за что? Уйдите!… – И она зарыдала с таким отчаянием, с каким оплакивают люди только такое горе, которого они чувствуют сами себя причиной. Марья Дмитриевна начала было опять говорить; но Наташа закричала: – Уйдите, уйдите, вы все меня ненавидите, презираете. – И опять бросилась на диван.
Марья Дмитриевна продолжала еще несколько времени усовещивать Наташу и внушать ей, что всё это надо скрыть от графа, что никто не узнает ничего, ежели только Наташа возьмет на себя всё забыть и не показывать ни перед кем вида, что что нибудь случилось. Наташа не отвечала. Она и не рыдала больше, но с ней сделались озноб и дрожь. Марья Дмитриевна подложила ей подушку, накрыла ее двумя одеялами и сама принесла ей липового цвета, но Наташа не откликнулась ей. – Ну пускай спит, – сказала Марья Дмитриевна, уходя из комнаты, думая, что она спит. Но Наташа не спала и остановившимися раскрытыми глазами из бледного лица прямо смотрела перед собою. Всю эту ночь Наташа не спала, и не плакала, и не говорила с Соней, несколько раз встававшей и подходившей к ней.
На другой день к завтраку, как и обещал граф Илья Андреич, он приехал из Подмосковной. Он был очень весел: дело с покупщиком ладилось и ничто уже не задерживало его теперь в Москве и в разлуке с графиней, по которой он соскучился. Марья Дмитриевна встретила его и объявила ему, что Наташа сделалась очень нездорова вчера, что посылали за доктором, но что теперь ей лучше. Наташа в это утро не выходила из своей комнаты. С поджатыми растрескавшимися губами, сухими остановившимися глазами, она сидела у окна и беспокойно вглядывалась в проезжающих по улице и торопливо оглядывалась на входивших в комнату. Она очевидно ждала известий об нем, ждала, что он сам приедет или напишет ей.
Когда граф взошел к ней, она беспокойно оборотилась на звук его мужских шагов, и лицо ее приняло прежнее холодное и даже злое выражение. Она даже не поднялась на встречу ему.
– Что с тобой, мой ангел, больна? – спросил граф. Наташа помолчала.
– Да, больна, – отвечала она.
На беспокойные расспросы графа о том, почему она такая убитая и не случилось ли чего нибудь с женихом, она уверяла его, что ничего, и просила его не беспокоиться. Марья Дмитриевна подтвердила графу уверения Наташи, что ничего не случилось. Граф, судя по мнимой болезни, по расстройству дочери, по сконфуженным лицам Сони и Марьи Дмитриевны, ясно видел, что в его отсутствие должно было что нибудь случиться: но ему так страшно было думать, что что нибудь постыдное случилось с его любимою дочерью, он так любил свое веселое спокойствие, что он избегал расспросов и всё старался уверить себя, что ничего особенного не было и только тужил о том, что по случаю ее нездоровья откладывался их отъезд в деревню.


Со дня приезда своей жены в Москву Пьер сбирался уехать куда нибудь, только чтобы не быть с ней. Вскоре после приезда Ростовых в Москву, впечатление, которое производила на него Наташа, заставило его поторопиться исполнить свое намерение. Он поехал в Тверь ко вдове Иосифа Алексеевича, которая обещала давно передать ему бумаги покойного.
Когда Пьер вернулся в Москву, ему подали письмо от Марьи Дмитриевны, которая звала его к себе по весьма важному делу, касающемуся Андрея Болконского и его невесты. Пьер избегал Наташи. Ему казалось, что он имел к ней чувство более сильное, чем то, которое должен был иметь женатый человек к невесте своего друга. И какая то судьба постоянно сводила его с нею.
«Что такое случилось? И какое им до меня дело? думал он, одеваясь, чтобы ехать к Марье Дмитриевне. Поскорее бы приехал князь Андрей и женился бы на ней!» думал Пьер дорогой к Ахросимовой.
На Тверском бульваре кто то окликнул его.
– Пьер! Давно приехал? – прокричал ему знакомый голос. Пьер поднял голову. В парных санях, на двух серых рысаках, закидывающих снегом головашки саней, промелькнул Анатоль с своим всегдашним товарищем Макариным. Анатоль сидел прямо, в классической позе военных щеголей, закутав низ лица бобровым воротником и немного пригнув голову. Лицо его было румяно и свежо, шляпа с белым плюмажем была надета на бок, открывая завитые, напомаженные и осыпанные мелким снегом волосы.
«И право, вот настоящий мудрец! подумал Пьер, ничего не видит дальше настоящей минуты удовольствия, ничто не тревожит его, и оттого всегда весел, доволен и спокоен. Что бы я дал, чтобы быть таким как он!» с завистью подумал Пьер.
В передней Ахросимовой лакей, снимая с Пьера его шубу, сказал, что Марья Дмитриевна просят к себе в спальню.
Отворив дверь в залу, Пьер увидал Наташу, сидевшую у окна с худым, бледным и злым лицом. Она оглянулась на него, нахмурилась и с выражением холодного достоинства вышла из комнаты.
– Что случилось? – спросил Пьер, входя к Марье Дмитриевне.
– Хорошие дела, – отвечала Марья Дмитриевна: – пятьдесят восемь лет прожила на свете, такого сраму не видала. – И взяв с Пьера честное слово молчать обо всем, что он узнает, Марья Дмитриевна сообщила ему, что Наташа отказала своему жениху без ведома родителей, что причиной этого отказа был Анатоль Курагин, с которым сводила ее жена Пьера, и с которым она хотела бежать в отсутствие своего отца, с тем, чтобы тайно обвенчаться.
Пьер приподняв плечи и разинув рот слушал то, что говорила ему Марья Дмитриевна, не веря своим ушам. Невесте князя Андрея, так сильно любимой, этой прежде милой Наташе Ростовой, променять Болконского на дурака Анатоля, уже женатого (Пьер знал тайну его женитьбы), и так влюбиться в него, чтобы согласиться бежать с ним! – Этого Пьер не мог понять и не мог себе представить.
Милое впечатление Наташи, которую он знал с детства, не могло соединиться в его душе с новым представлением о ее низости, глупости и жестокости. Он вспомнил о своей жене. «Все они одни и те же», сказал он сам себе, думая, что не ему одному достался печальный удел быть связанным с гадкой женщиной. Но ему всё таки до слез жалко было князя Андрея, жалко было его гордости. И чем больше он жалел своего друга, тем с большим презрением и даже отвращением думал об этой Наташе, с таким выражением холодного достоинства сейчас прошедшей мимо него по зале. Он не знал, что душа Наташи была преисполнена отчаяния, стыда, унижения, и что она не виновата была в том, что лицо ее нечаянно выражало спокойное достоинство и строгость.
– Да как обвенчаться! – проговорил Пьер на слова Марьи Дмитриевны. – Он не мог обвенчаться: он женат.
– Час от часу не легче, – проговорила Марья Дмитриевна. – Хорош мальчик! То то мерзавец! А она ждет, второй день ждет. По крайней мере ждать перестанет, надо сказать ей.
Узнав от Пьера подробности женитьбы Анатоля, излив свой гнев на него ругательными словами, Марья Дмитриевна сообщила ему то, для чего она вызвала его. Марья Дмитриевна боялась, чтобы граф или Болконский, который мог всякую минуту приехать, узнав дело, которое она намерена была скрыть от них, не вызвали на дуэль Курагина, и потому просила его приказать от ее имени его шурину уехать из Москвы и не сметь показываться ей на глаза. Пьер обещал ей исполнить ее желание, только теперь поняв опасность, которая угрожала и старому графу, и Николаю, и князю Андрею. Кратко и точно изложив ему свои требования, она выпустила его в гостиную. – Смотри же, граф ничего не знает. Ты делай, как будто ничего не знаешь, – сказала она ему. – А я пойду сказать ей, что ждать нечего! Да оставайся обедать, коли хочешь, – крикнула Марья Дмитриевна Пьеру.