Wie bestimmt man den wahrscheinlichsten Leserahmen einer DNA-Sequenz?

Dies ist, was wir als Hausaufgabe klassifizieren, aber da es das Kriterium erfüllt, dass das Poster einen Versuch der Beantwortung demonstriert, gebe ich den folgenden Antwortvorschlag.

Ich nehme an, dass die Prüfungsfrage, wie sie in einem einführenden Bioinformatikmodul auftauchte, nur Leserahmen (offensichtlich) und die Interpunktion des genetischen Codes testet . Die Bedeutung ist nicht ganz klar, aber da ein Leserahmen mit dem Initiationscodon ATG/AUG (umgekehrtes Komplement von: cat – 3′)† beginnen und mit dem Terminationscodon TAA/UAA (umgekehrtes Komplement von: 5′ – tta) enden würde ), die vermutlich „die wahrscheinlichste Proteintranslation“ hervorbringen wird.

Dies ist der Leserahmen F4 in der Ausgabe von EMBOSS Sixpack unten, in dem Terminationscodons durch ein Sternchen gekennzeichnet sind.

      L  F  I  R  Q  R  H  A  R  H                                   F1
       Y  S  S  A  S  A  M  R  A  X                                  F2
        I  H  P  P  A  P  C  A  P  X                                 F3
    1 ttattcatccgccagcgccatgcgcgccat 30
      ----:----|----:----|----:----|
    1 aataagtaggcggtcgcggtacgcgcggta 30
       X  N  M  R  W  R  W  A  R  W                                  F6
      X  I  *  G  G  A  G  H  A  G                                   F5
        *  E  D  A  L  A  M  R  A  M                                 F4

Die konzeptionelle Übersetzung, die N bis C liest , ist MARMELADE, was offensichtlich humorvoll gemeint ist und darauf hindeutet, dass dies tatsächlich die beabsichtigte Antwort ist.

Leserahmen öffnen

Das Poster bittet um Klärung des Unterschieds zwischen Leserahmen und offenem Leserahmen . Es gibt einen Wikipedia-Eintrag für den offenen Leserahmen, aber ich liefere eine eigene Erklärung, um ihn mit dem Beispiel in Verbindung zu bringen.

Es gibt immer sechs Leserahmen für die konzeptionelle Übersetzung eines Stücks doppelsträngiger DNA, wie im Beispiel gezeigt.

Ich würde einen offenen Leserahmen als einen Rahmen definieren , der nicht durch die Interpunktion des genetischen Codes von der Übersetzung ausgeschlossen ist. Es hat das theoretische Potenzial, übersetzt zu werden, wenn nur die Interpunktion des Codes berücksichtigt wird, obwohl es möglicherweise nicht tatsächlich übersetzt wird. Es kann entweder mit dem ersten AUG nach einem Terminationscodon beginnen (auch wenn nicht sicher sein kann, dass dies das tatsächlich verwendete AUG ist) oder mit dem Beginn eines sequenzierten DNA-Fragments (unter der Annahme, dass ein AUG vor dem 5'-Ende möglich ist). des Fragments). Es kann entweder mit einem Terminationscodon oder dem Ende des sequenzierten Fragments enden (unter der Annahme, dass ein Terminationscodon 5' zum Ende des Fragments liegt).

Nach diesen Kriterien sind die obigen Leserahmen F1, F2, F3 und F6 vollständig offen (obwohl das interne Methionin theoretisch ein Initiationscodon sein könnte), F5 enthält den offenen Leserahmen GAHGAGG und F4 ist möglicherweise ein vollständig offener Leserahmen ohne das Terminationscodon (abhängig von Ihrer semantischen Definition des genauen Endes eines offenen Leserahmens).

† Umgekehrtes Komplement

Wenn wir einen DNA-Abschnitt nehmen, der in der 5′-nach-3′-Richtung geschrieben ist – gemäß der Standardkonvention – und die Watson-Crick-Äquivalenzen der Basenpaarung (A = T, G = C) verwenden, um den komplementären Strang zu erzeugen , dies wird in der 3'-nach-5'-Richtung sein. Für den Strang in der Frage,

5′ - ttattcatccgccagcgccatgcgcgccat - 3′

Der komplementäre Strang ist:

3′ - aataagtaggcggtcgcggtacgcgcggta - 5′

Wie oben gezeigt.

Zur Erleichterung der manuellen Übersetzung – und für jedes Computerprogramm, das Sequenzen manipuliert – muss man dies in die 5′-zu-3′-Richtung umkehren :

5′ - atggcgcgcatggcgctggcggatgaataa - 3′

Dies ist die umgekehrte Ergänzung . Jetzt sind die Anfänge der drei umgekehrten Leserahmen einfach zu lesen als:

ATG...
 TGG...
  GGC...