Таблицы кодонов ДНК и РНК - DNA and RNA codon tables

Стандартная таблица кодонов РНК, организованная в виде колеса.

Три последовательных основания ДНК, называемые нуклеотидными триплетами или кодонами, транслируются в аминокислоты (GCA в аланин , AGA в аргинин , GAT в аспарагиновую кислоту , AAT в аспарагин и TGT в цистеин в этом примере).

Таблица кодона может быть использована для перевода генетического кода в последовательность аминокислот . Стандартный генетический код традиционно представлен в виде таблицы кодонов РНК , потому что, когда белки производятся в клетке с помощью рибосом , синтезу белка управляет информационная РНК (мРНК) . Последовательность мРНК определяется последовательностью геномной ДНК . В этом контексте стандартный генетический код называется таблицей трансляции 1. Он также может быть представлен в таблице кодонов ДНК. Кодоны ДНК в таких таблицах расположены на смысловой цепи ДНК и расположены в направлении 5'-к-3 ' . В зависимости от источника генетического кода используются разные таблицы с альтернативными кодонами, например из ядра клетки , митохондрии , пластиды или гидрогеносомы .

В генетическом коде и в таблицах ниже 64 различных кодона; большинство указывают аминокислоту. Три последовательности UAG, UGA и UAA, известные как стоп-кодоны , не кодируют аминокислоту, а вместо этого сигнализируют о высвобождении растущего полипептида из рибосомы. В стандартном коде последовательность AUG, читаемая как метионин, может служить стартовым кодоном и вместе с последовательностями, такими как фактор инициации , инициировать трансляцию. В редких случаях стартовые кодоны в стандартном коде могут также включать GUG или UUG; эти кодоны обычно представляют собой валин и лейцин соответственно, но в качестве стартовых кодонов они переводятся как метионин или формилметионин .

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 чистой и прикладной химии (IUPAC) .

Таблица перевода 1

Таблица кодонов стандартной РНК

Аминокислотные биохимические свойства

Неполярный

Полярный

Базовый

Кислый ↓

Прекращение: стоп-кодон *

Инициирование: возможный стартовый кодон

Стандартный генетический код

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 ) *	UGA	Стоп ( Опал ) *	А
	UUG		UCG		UAG	Стоп ( Янтарь ) *	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
	АВГУСТ	(Met / M) метионин	АЧГ		AAG		AGG		грамм
грамм	ГУ	(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

Таблица стандартных кодонов ДНК

Аминокислотные биохимические свойства

Неполярный

Полярный

Базовый

Кислый ↓

Прекращение: стоп-кодон *

Инициирование: возможный стартовый кодон

Стандартный генетический код

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 ) *	TGA	Стоп ( Опал ) *	А
	ТТГ		TCG		ЯРЛЫК	Стоп ( Янтарь ) *	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

Альтернативные кодоны в других таблицах перевода

Когда-то считалось, что генетический код универсален: кодон будет кодировать одну и ту же аминокислоту независимо от организма или источника. Однако сейчас все согласны с тем, что генетический код развивается, что приводит к расхождениям в том, как кодон транслируется в зависимости от генетического источника. Например, в 1981 году было обнаружено, что использование кодонов AUA, UGA, AGA и AGG системой кодирования в митохондриях млекопитающих отличается от универсального кода. Стоп-кодоны также могут быть затронуты: у реснитчатых простейших универсальные стоп-кодоны UAA и UAG кодируют глутамин. В следующей таблице показаны эти альтернативные кодоны.

Аминокислотные биохимические свойства

Неполярный

Полярный

Базовый

Кислый ↓

Прекращение: стоп-кодон *

Сравнение трансляций кодонов с альтернативными и стандартными генетическими кодами

Код	Таблица перевода	Кодон ДНК задействован	РНК-кодон вовлечен	Перевод с этим кодом			Стандартный перевод	Примечания
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 ).
Митохондрии беспозвоночных	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 *
		ЯРЛЫК	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	ЯРЛЫК	UAG	Gln (Q)			Стоп *	По состоянию на 18 ноября 2016 г .: отсутствует в обновлении NCBI. Аналогично таблице перевода 6 .
Митохондриальный хлорофиген	16	ЯРЛЫК	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)
		ЯРЛЫК	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	CTG	CUG	Ала (А)			Лей (L)
Кариореликт ядерный	27	TAA	UAA	Gln (Q)			Стоп *
		ЯРЛЫК	UAG	Gln (Q)			Стоп *
		TG	UGA	Стоп *	или	Trp (Вт)	Стоп *
Кондилостома ядерная	28 год	TAA	UAA	Стоп *	или	Gln (Q)	Стоп *
		ЯРЛЫК	UAG	Стоп *	или	Gln (Q)	Стоп *
		TGA	UGA	Стоп *	или	Trp (Вт)	Стоп *
Мезодиниум ядерный	29	TAA	UAA	Тюр (Y)			Стоп *
		ЯРЛЫК	UAG	Тюр (Y)			Стоп *
Перитрих ядерный	30	TA	UAA	Glu (E) ↓			Стоп *
		ЯРЛЫК	UAG	Glu (E) ↓			Стоп *
Бластокритидия ядерная	31 год	TAA	UAA	Стоп *	или	Glu (E) ↓	Стоп *
		ЯРЛЫК	UAG	Стоп *	или	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 *

Смотрите также

• Биоинформатика
• Список генетических кодов

Примечания

использованная литература

дальнейшее чтение

• 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 .
• 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 аминокислотный код. 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 .
• 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

• Таблица кодонов ДНК, организованная в виде колеса