Kozak序列

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科扎克共有序列, 或Kozak 序列 ,是在真核生物mRNA共有(gcc)gccRccAUGG序列 。它在翻译过程的启动中扮演了重要角色。[1],得名自揭示了其重要性的玛丽莲·科扎克

序列标识为(gcc)gccRccAUGG, 源自科扎克对大范围的样本(共约699种)[2]的归纳和分析,其中:

  1. 小写字母表示此位置处最常见的的碱基(仍然可以变化);
  2. 大写字母表示高度保守的碱基,例如“AUGG”序列是不变的或很少,甚至根本没有变化,唯一的例外是IUPAC的模糊码[3]。“R”这表明嘌呤AG)总是在这个位置上(科扎克声称A更常见)
  3. 括号内的序列((gcc))重要性不明。

科扎克的研究局限于脊椎动物的一部分(例如人类,牛,猫,狗,鸡,豚鼠,仓鼠,小鼠,猪,兔,羊,非洲爪蟾)。

简介[编辑]

这个序列在mRNA分子上被核糖体识别为翻译起始位点,即蛋白质是由此开始被该mRNA分子编码的。核糖体需要此序列,或一个可能的可变形式(见下文)来启动翻译。Kozak序列不应与核糖体结合位点(RBS)相混淆,后者一般为信使RNA5'端帽内部核糖体进入位点(IRES)。

在体内(In vivo),不同的mRNA上这段区域往往不完全匹配,由一个给定的mRNA合成蛋白质的量取决于Kozak序列的强度。[4] 这个序列中的一些核苷酸比其它的更重要:AUG是最重要的,因为它是实际的起始密码子,在对应蛋白质的N-末端编码一个甲硫氨酸。(很少地,CUG被用作起始密码子,编码亮氨酸,而不是典型的蛋氨酸作为起始。)“AUG”的A被定为1号位的话,对于一个“强”的Kozak序列,核苷酸在相对于1号核苷酸的4号位(即G所在的位置)和-3号位(即R的位点,没有号码0的位置)必须匹配一般的Kozak序列。“适中”强度的Kozak序列只有上述两个中的一个匹配,而“弱”的两个都不匹配。在-1和-2的cc并不那么保守,但有助于提升整体强度。[5]有证据表明, 在-6位的G在翻译起始中也是重要。 [1]

体内有这些类型的Kozak序列的例子,他们很可能是演变而来的基因调控的又一机制。Lmx1b是“弱”Kozak序列基因的一个例子。[6]从这样的位点起始的翻译,mRNA序列需要有额外的特性,以便使核糖体识别起始密码子。


变异[编辑]

研究显示β-珠蛋白基因(β+45;人类)在-6位G—>C的变异表现打乱血液和生物合成功能的表型。这是首个被发现的人类Kozak序列变异。它在一个意大利东南部的地中海贫血家庭中被发现。[1]

共有序列的可变形式[编辑]

(gcc)gccRccAUGG
       AGNNAUGN
        ANNAUGG
        ACCAUGG
     GACACCAUGG
不同真核生物中的类Kozak序列
生物类群 共有序列
脊椎动物
gccRccATGG[2]
果蝇 (Drosophila spp.) 节肢动物门   cAAaATG[7]
酿酒酵母 (Saccharomyces cerevisiae) 子囊菌门 aAaAaAATGTCt[8]
粘菌 (Dictyostelium discoideum) 变形虫门 aaaAAAATGRna[9]
纤毛虫 纤毛虫门 nTaAAAATGRct[9]
疟原虫 (Plasmodium spp.) 顶复门 taaAAAATGAan[9]
弓形虫 (Toxoplasma gondii) 顶复门 gncAaaATGg[10]
Trypanosomatidae 眼虫门 nnnAnnATGnC[9]
陆生植物
  AACAATGGC[11]

参见[编辑]

参考[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 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. Br J Haematol. 2004, 124 (2): 224–31. PMID 14687034. doi:10.1046/j.1365-2141.2003.04754.x. 
  2. ^ 2.0 2.1 Kozak M. An analysis of 5'-noncoding sequences from 699 vertebrate messenger RNAs. Nucleic Acids Res. October 1987, 15 (20): 8125–8148. PMC 306349. PMID 3313277. doi:10.1093/nar/15.20.8125. 
  3. ^ Nomenclature for Incompletely Specified Bases in Nucleic Acid Sequences, NC-IUB, 1984.
  4. ^ Kozak M. Point mutations close to the AUG initiator codon affect the efficiency of translation of rat preproinsulin in vivo. Nature. 1984, 308 (5956): 241–246. PMID 6700727. doi:10.1038/308241a0. 
  5. ^ Kozak M. Point mutations define a sequence flanking the AUG initiator codon that modulates translation by eukaryotic ribosomes. Cell. 1986, 44 (2): 283–92. PMID 3943125. doi:10.1016/0092-8674(86)90762-2. 
  6. ^ Dunston JA, Hamlington JD, Zaveri J; 等. The human LMX1B gene: transcription unit, promoter, and pathogenic mutations. Genomics. September 2004, 84 (3): 565–76. PMID 15498463. doi:10.1016/j.ygeno.2004.06.002. 
  7. ^ Cavener DR. Comparison of the consensus sequence flanking translational start sites in Drosophila and vertebrates. Nucleic Acids Res. February 1987, 15 (4): 1353–61. PMC 340553. PMID 3822832. doi:10.1093/nar/15.4.1353. 
  8. ^ Hamilton R, Watanabe CK, de Boer HA. Compilation and comparison of the sequence context around the AUG startcodons in Saccharomyces cerevisiae mRNAs. Nucleic Acids Res. April 1987, 15 (8): 3581–93. PMC 340751. PMID 3554144. doi:10.1093/nar/15.8.3581. 
  9. ^ 9.0 9.1 9.2 9.3 Yamauchi K. The sequence flanking translational initiation site in protozoa. Nucleic Acids Res. May 1991, 19 (10): 2715–20. PMC 328191. PMID 2041747. doi:10.1093/nar/19.10.2715. 
  10. ^ Seeber, F. Consensus sequence of translational initiation sites from Toxoplasma gondii genes. Parasitology Research. 1997, 83 (3): 309–311. PMID 9089733. doi:10.1007/s004360050254. 
  11. ^ Lütcke HA, Chow KC, Mickel FS, Moss KA, Kern HF, Scheele GA. Selection of AUG initiation codons differs in plants and animals. EMBO J. January 1987, 6 (1): 43–8. PMC 553354. PMID 3556162.