PROFILPELAJAR.COM

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

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 послідовності 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

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

(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

Послідовність Шайна — Дальгарно.

Примітки

↑ ^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.
↑ Kozak M. (1986) «Point mutations define a sequence flanking the AUG initiator codon that modulates translation by eukaryotic ribosomes», Cell 44, 283—292
↑ Kozak M. (1987) «At least six nucleotides preceding the AUG initiator codon enhance translation in mammalian cells», Journal of Molecular Biology 196, 947—950
↑ ^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.
↑ ^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.
↑ ^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
↑ Kawaguchi R. and Bailey-Serres J. (2005) «mRNA sequence features that contribute to translational regulation in Arabidopsis», Nucleic Acids Research 33, 955—965
↑ 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
↑ 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.
↑ 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)
↑ 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
↑ 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
↑ 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.
↑ 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.
↑ ^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.
↑ 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.
↑ 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

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

[Kozak1986-1] 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

[Kozak1987-4] 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.

[Angioletti2004-5] 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.

[Joshi-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

[Kozak1984-9] 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.

[Dunston2004-10] 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.

[Yamauchi1991-15] 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.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

PROFILPELAJAR.COM

Консенсусна послідовність Козак

Роль в трансляції

Мутації

Відмінності в консенсусних послідовностях

Див. також

Примітки

Література

Read other articles:

Kelowna, British Columbia

Tusuk rantai

Tenggilis Mejoyo, Surabaya

Marine Scientific Research Institute of radioelectronics

Giuseppe Bressani

Hairspray Live!

Food and Allied Workers Union

E. V. Lucas

2017 UCI Road World Championships – Men's time trial

Eli Morgan

中曾根康弘

Agostino Burgarella Ajola

Midsummer Madness

世界政區索引

Andrea Russotto

Kammal

Bally B-17

3D-Integration

8 (Gian Marco album)

Gummibär