Консенсусная последовательность Козак

Консе́нсусная после́довательность Ко́зак (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 Мэрилин Козак (англ. Marilyn Kozak) в 1986 году[1].

Роль в трансляции

У эукариот старт-сайтом трансляции обычно, но не всегда, является первый кодон AUG (в зависимости от нуклеотидного контекста вокруг AUG). Консенсусная последовательность Козак, играющая важную роль в инициации трансляции у эукариот, включает 4-6 нуклеотидов, предшествующих старт-кодону, и один-два нуклеотида непосредственно после старт-кодона. У млекопитающих оптимальный контекст имеет вид GCCRCCAUGG[1][2][3][4]; у двудольных растений оптимальным контекстом является A(A/C)AAAUGG, у однодольных растений ARCCAUGGC[5], где кодон AUG выделен курсивом, а наиболее важные нуклеотиды в позициях −3 и +4 (+1 соответствует А в кодоне AUG) выделены полужирным шрифтом; R — пуриновый нуклеотид (адениновый или гуаниновый). Пуриновые нуклеотиды в позициях −3 и +4 считаются самыми важными как у растений, так и у млекопитающих[5][6], но некоторые данные указывают на то, что позиции −1 и −2 могут быть также важными у растений[7]. У дрожжей нуклеотидный контекст менее важен для распознавания стартового кодона, и его единственной характеристикой является пуриновый нуклеотид в позиции −3[1]. Наличие указанных нуклеотидов, то есть оптимальный нуклеотидный контекст кодона AUG, коррелирует с высоким уровнем синтеза белка с соответствующей мРНК in vivo и является характеристикой так называемой «сильной» (эффективно инициирующей трансляцию) последовательности Козак[8]. Другие варианты последовательностей Козак являются «слабыми». Ген Lmx1b является примером гена со слабой последовательностью Козак[9]. В некоторых случаях нуклеотид G в положении −6 может также играть важную роль в инициации трансляции[4].

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 кодонами AUG в оптимальном и неоптимальном контекстах участвует эукариотический фактор инициации трансляции 1 (eIF1)[10]. На основании экспериментальных данных предполагается, что за узнавание пуринового нуклеотида в позиции −3 43S инициаторным комплексом ответственно взаимодействие данного нуклеотида с альфа-субъединицей eIF2, а за узнавание пурина в позиции +4, возможно, ответственно его взаимодействие с нуклеотидами А1818А—1819 в спирали 44 18S рРНК[11].

Показаны наиболее консервативные основания, окружающие стартовый кодон в структуре различных мРНК человека.

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[4].

Отличия в консенсусных последовательностях

В таблице ниже приведены данные о виде консенсусной последовательности Козак у разных групп организмов.

Конесенсусные последовательности Козак у эукариот
ОрганизмТаксонКонсенсусная последовательность
Позвоночные
gccRccATGG[3]
Плодовая мушка (Drosophila spp.)Членистоногие  cAAaATG[12]
Дрожжи (Saccharomyces cerevisiae)АскомицетыaAaAaAATGTCt[13]
Слизевик (Dictyostelium discoideum)AmoebozoaaaaAAAATGRna[14]
ИнфузорииИнфузорииnTaAAAATGRct[14]
Малярийный плазмодий (Plasmodium spp.)АпикомплексыtaaAAAATGAan[14]
Токсоплазма (Toxoplasma gondii)АпикомплексыgncAaaATGg[15]
ТрипаносомыКинетопластидыnnnAnnATGnC[14]
Растения
  AACAATGGC[16]

См. также

Примечания
  1. Kozak M. Point mutations define a sequence flanking the AUG initiator codon that modulates translation by eukaryotic ribosomes. (англ.) // Cell. — 1986. — Vol. 44, no. 2. — P. 283—292. — PMID 3943125.
  2. Kozak M. At least six nucleotides preceding the AUG initiator codon enhance translation in mammalian cells. (англ.) // Journal of molecular biology. — 1987. — Vol. 196, no. 4. — P. 947—950. — PMID 3681984.
  3. Kozak M. An analysis of 5'-noncoding sequences from 699 vertebrate messenger RNAs. (англ.) // Nucleic acids research. — 1987. — Vol. 15, no. 20. — P. 8125—8148. — PMID 3313277.
  4. De Angioletti M., Lacerra G., Sabato V., Carestia C. Beta+45 G --> C: a novel silent beta-thalassaemia mutation, the first in the Kozak sequence. (англ.) // British journal of haematology. — 2004. — Vol. 124, no. 2. — P. 224—231. — PMID 14687034.
  5. Joshi C. P., Zhou H., Huang X., Chiang V. L. Context sequences of translation initiation codon in plants. (англ.) // Plant molecular biology. — 1997. — Vol. 35, no. 6. — P. 993—1001. — PMID 9426620.
  6. Kawaguchi R., Bailey-Serres J. mRNA sequence features that contribute to translational regulation in Arabidopsis. (англ.) // Nucleic acids research. — 2005. — Vol. 33, no. 3. — P. 955—965. — doi:10.1093/nar/gki240. — PMID 15716313.
  7. Lukaszewicz M., Feuermann1 M., Jérouville B., Stas A., Boutry M. In vivo evaluation of the context sequence of the translation initiation codon in plants. (англ.) // Plant science : an international journal of experimental plant biology. — 2000. — Vol. 154, no. 1. — P. 89—98. — PMID 10725562.
  8. Kozak M. Point mutations close to the AUG initiator codon affect the efficiency of translation of rat preproinsulin in vivo. (англ.) // Nature. — 1984. — Vol. 308, no. 5956. — P. 241—246. — PMID 6700727.
  9. Dunston J. A., Hamlington J. D., Zaveri J., Sweeney E., Sibbring J., Tran C., Malbroux M., O'Neill J. P., Mountford R., McIntosh I. The human LMX1B gene: transcription unit, promoter, and pathogenic mutations. (англ.) // Genomics. — 2004. — Vol. 84, no. 3. — P. 565—576. — doi:10.1016/j.ygeno.2004.06.002. — PMID 15498463.
  10. Pestova T. V., Kolupaeva V. G. The roles of individual eukaryotic translation initiation factors in ribosomal scanning and initiation codon selection. (англ.) // Genes & development. — 2002. — Vol. 16, no. 22. — P. 2906—2922. — doi:10.1101/gad.1020902. — PMID 12435632.
  11. Pisarev A. V., Kolupaeva V. G., Pisareva V. P., Merrick W. C., Hellen C. U., Pestova T. V. Specific functional interactions of nucleotides at key -3 and +4 positions flanking the initiation codon with components of the mammalian 48S translation initiation complex. (англ.) // Genes & development. — 2006. — Vol. 20, no. 5. — P. 624—636. — doi:10.1101/gad.1397906. — PMID 16510876.
  12. Cavener D. R. Comparison of the consensus sequence flanking translational start sites in Drosophila and vertebrates. (англ.) // Nucleic acids research. — 1987. — Vol. 15, no. 4. — P. 1353—1361. — PMID 3822832.
  13. Hamilton R., Watanabe C. K., de Boer H. A. Compilation and comparison of the sequence context around the AUG startcodons in Saccharomyces cerevisiae mRNAs. (англ.) // Nucleic acids research. — 1987. — Vol. 15, no. 8. — P. 3581—3593. — PMID 3554144.
  14. Yamauchi K. The sequence flanking translational initiation site in protozoa. (англ.) // Nucleic acids research. — 1991. — Vol. 19, no. 10. — P. 2715—2720. — PMID 2041747.
  15. Seeber F. Consensus sequence of translational initiation sites from Toxoplasma gondii genes. (англ.) // Parasitology research. — 1997. — Vol. 83, no. 3. — P. 309—311. — PMID 9089733.
  16. Lütcke H. A., Chow K. C., Mickel F. S., Moss K. A., Kern H. F., Scheele G. A. Selection of AUG initiation codons differs in plants and animals. (англ.) // The EMBO journal. — 1987. — Vol. 6, no. 1. — P. 43—48. — PMID 3556162.

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.