Codons
Eine kodierende Sequenz wird in Dreiergruppen gelesen. Jedes Codon aus drei Basen steht für eine Aminosäure oder für Stopp. ATG kodiert Methionin und ist das übliche Startcodon. TAA, TAG und TGA sind die Stoppcodons des Standardcodes. ATGGCTTAA wird zu M A *, wobei * den Stopp markiert.
Sechs Leseraster
Der Beginn an der ersten, zweiten oder dritten Base ergibt drei verschiedene Übersetzungen eines Strangs, das reverse Komplement drei weitere. Meist ist nur eine der sechs das echte Protein. Das richtige Raster ist in der Regel ein langer Abschnitt ohne Stoppcodons, ein offener Leserahmen (ORF).
Das Protein in einer längeren Sequenz finden
- Die DNA in den ORF-Finder einfügen und eine Mindestlänge festlegen, etwa 100 Codons.
- Die längsten offenen Leserahmen auf beiden Strängen ansehen.
- Den gewünschten in DNA in Protein übersetzen kopieren, um ihn Codon für Codon zu sehen.
Genetische Codes
Die meisten Organismen verwenden den Standardcode, aber nicht alle. In Mitochondrien von Wirbeltieren kodiert TGA Tryptophan, AGA und AGG sind Stoppcodons, und manche Bakterien, Hefen und Wimpertierchen haben eigene Varianten. Den passenden genetischen Code des NCBI wählen, sonst wirkt ein mitochondriales Gen voller Stopps.
In die andere Richtung
Für die meisten Aminosäuren gibt es mehrere Codons, ein Protein ergibt also keine eindeutige DNA-Sequenz. Die Rückübersetzung schreibt die Möglichkeiten mit IUPAC-Codes oder nimmt das häufigste Codon aus einer Codon-Usage-Tabelle.
Eine Sequenz, drei Leseraster
Die Sequenz ATGGCCATTGTAATGGGCCGCTGA, gelesen ab jeder ihrer ersten drei Basen:
| Raster | Codons | Protein |
|---|---|---|
| 1 | ATG GCC ATT GTA ATG GGC CGC TGA | M A I V M G R * |
| 2 | TGG CCA TTG TAA TGG GCC GCT | W P L * W A A |
| 3 | GGC CAT TGT AAT GGG CCG CTG | G H C N G P L |
Raster 1 beginnt mit ATG und endet sauber an einem Stoppcodon, das macht es zum wahrscheinlichen codierenden Raster.
Häufige Probleme
- Das Protein ist voller Stopps. Die Sequenz ist vielleicht genomische DNA mit Introns. Übersetze die codierende Sequenz oder die mRNA, nicht das Gen, wie es im Genom liegt.
- Im Protein erscheint ein X. Ein Codon enthält N oder einen anderen Mehrdeutigkeitscode, seine Aminosäure ist also unbekannt.
- Bakterielle Gene beginnen ohne ATG. Bakterien nutzen auch GTG und TTG als Startcodons. Am Anfang eines Gens codieren sie trotzdem Methionin.
- Ein Stopp mitten in einem bekannten Protein. Einige Proteine bauen an einem UGA-Codon Selenocystein ein, gesteuert von einer besonderen Struktur in der mRNA. Übersetzungswerkzeuge zeigen dort einen Stopp.