Переводчик ДНК в белок

Как пользоваться переводчиком ДНК в белок

1. 1. Вставьте последовательность. Подходят простые буквы или FASTA; пробелы, переносы строк, номера позиций и строчные буквы пропускаются. Считайте последовательность кодирующей (смысловой) цепью. U читается как T.
2. 2. Выберите рамку. +1, +2 и +3 начинаются с первого, второго и третьего основания; −1, −2 и −3 делают то же на обратном комплементе. Все шесть рамок показывает их вместе. Если вы вставили матричную цепь, используйте −1.
3. 3. Задайте параметры. Остановиться на первом стоп-кодоне, начинать с первого ATG и выбрать однобуквенный или трёхбуквенный вывод.
4. 4. Или найдите гены. Найти открытые рамки считывания перечисляет каждый участок от ATG до стоп-кодона длиной не меньше минимума, на одной цепи или на обеих, с координатами и белковыми последовательностями, которые можно скопировать как FASTA.

От ДНК к белку

Транскрипция копирует матричную цепь гена в мРНК, поэтому мРНК имеет ту же последовательность, что и противоположная, кодирующая цепь, с U вместо T. Затем трансляция читает мРНК по три основания. Каждый триплет, или кодон, задаёт одну аминокислоту или сигнал остановки. Базы последовательностей обычно печатают кодирующую цепь, поэтому кодирующую последовательность GenBank или RefSeq можно вставить прямо сюда.

Инструмент использует таблицу трансляции 1, опубликованную NCBI. Кодоны, содержащие коды неоднозначности IUPAC, получают аминокислоту, если все возможные кодоны дают одну и ту же: GCN всегда аланин, а TAR — стоп. Смесь аспарагина и аспартата отмечается как B, глутамина и глутамата — как Z, лейцина и изолейцина — как J, любая другая смесь — как X. Эти результаты совпадают с переводчиком Biopython для каждой трёхбуквенной комбинации из 15 кодов нуклеотидов.

Рамки считывания и открытые рамки считывания

Последовательность можно читать с трёх стартовых точек на каждой цепи, что даёт шесть рамок считывания; осмысленный белок даёт только та рамка, которую использует ген, а остальные пять обычно упираются в стоп-кодон в пределах нескольких десятков кодонов. Открытая рамка считывания (ORF) здесь — это участок от ATG до ближайшего стоп-кодона в той же рамке без стоп-кодонов между ними. Сообщается только самый внешний ATG каждого участка, поэтому ORF с несколькими внутренними ATG появляется один раз. Короткие ORF возникают по случайности — стоп-кодон встречается примерно раз на 21 кодон в случайной последовательности, поэтому минимальная длина важна. Значение по умолчанию 25 аминокислот (75 нуклеотидов) соответствует NCBI ORFfinder; для бактериальных геномов минимум 100 или больше отсекает шум. ORF — это кандидат, а не доказательство гена.

Пример: препроинсулин человека

Попробовать пример загружает 333-нуклеотидную кодирующую последовательность инсулина человека из NCBI RefSeq NM_000207.3. Это 111 кодонов: 110 аминокислот и финальный стоп-кодон. Рамка +1 даёт белок препроинсулин (UniProt P01308); финальная звёздочка — стоп-кодон:

Рамки +2 и +3 почти сразу упираются в стоп-кодоны (рамка +2 читает WPCGCASCPCWRCWPSGDLTQPQPL и затем останавливается). В режиме ORF с минимумом по умолчанию инструмент сообщает ORF из 110 аминокислот на позициях 1–333 и ORF из 49 аминокислот на обратной цепи на позициях 147–296 — напоминание, что один только ORF не делает ген. Когда у вас есть белок, оцените его массу с помощью калькулятора молекулярной массы белка.

Чего этот переводчик не делает

• Других генетических кодов. Митохондрии позвоночных, инфузории и некоторые бактерии читают несколько кодонов по-другому — например, в митохондриях позвоночных TGA кодирует триптофан. Встроен только стандартный код.
• Сплайсинга. Вставляйте кДНК или кодирующую последовательность, а не геномную ДНК с интронами; инструмент читает последовательность насквозь.
• Рекодирования и сдвигов рамки. Вставка селеноцистеина и пирролизина, а также запрограммированные сдвиги рамки не моделируются.
• Размера входа. Каждая запись ограничена первыми 2 000 000 оснований, а подсвеченный вид показывает первые 6 000.

Часто задаваемые вопросы

Как перевести последовательность ДНК в последовательность белка?

Найдите стартовый кодон ATG в кодирующей цепи, затем читайте последовательность по три основания и заменяйте каждый кодон аминокислотой из генетического кода, пока не дойдёте до стоп-кодона (TAA, TAG или TGA). ATG становится метионином, GCC — аланином и так далее. Переводчик делает это за вас во всех шести рамках сразу.

Какую цепь вставлять — кодирующую или матричную?

Вставляйте кодирующую (смысловую) цепь — ту, чья последовательность совпадает с мРНК, за исключением U вместо T. Базы последовательностей печатают именно эту цепь. Если у вас есть матричная (антисмысловая) цепь, переведите рамку −1, которая читает её обратный комплемент.

Какие бывают шесть рамок считывания?

Начиная с 1, 2 или 3 основания цепи получаем рамки +1, +2 и +3; то же на обратном комплементе даёт −1, −2 и −3. Ген читается в одной из них, поэтому просмотр всех шести показывает, в какой рамке находится длинная непрерывная ORF.

Что означают X, B, Z, J и * в выводе?

Звёздочка отмечает стоп-кодон. X означает, что кодон неоднозначен и может кодировать несколько разных аминокислот или содержал код, например N, который нельзя разрешить. B обозначает аспарагин или аспартат, Z — глутамин или глутамат, J — лейцин или изолейцин.

Почему мой белок не совпадает с опубликованным?

Обычные причины: неверная рамка, начало с неправильного ATG, вставка геномной последовательности с интронами или ген с нестандартным кодом, например митохондриальным кодом позвоночных. Сравните первые несколько остатков с записью в базе данных и попробуйте другие рамки и вариант с первым ATG.

Загружается ли моя последовательность куда-либо?

Нет. Перевод выполняется полностью в вашем браузере, и ничего не отправляется на сервер, поэтому неопубликованные последовательности остаются на вашем компьютере.