DNAをタンパク質に翻訳する方法

コドン

タンパク質をコードする配列は3塩基ずつ読みます。3塩基のコドン1つがアミノ酸1つ、または終止を表します。ATGはメチオニンを表し、ふつう開始コドンです。標準遺伝暗号ではTAA・TAG・TGAが終止コドンです。ATGGCTTAAはM A *に翻訳され、*が終止を示します。

6つの読み枠

1番目・2番目・3番目のどの塩基から読み始めるかで、1本の鎖から3通りの翻訳ができ、逆相補鎖からさらに3通りできます。6つのうち本物のタンパク質はふつう1つだけです。正しい読み枠は、終止コドンのない長い区間、つまりオープンリーディングフレーム(ORF)であることがほとんどです。

長い配列からタンパク質を探す

1. DNAをORF 検索に貼り付け、最小の長さを決めます。たとえば100コドンです。
2. 両方の鎖で最も長いORFを確認します。
3. 目的のORFをDNA をタンパク質に翻訳にコピーし、コドンごとに確認します。

遺伝暗号表

ほとんどの生物は標準遺伝暗号を使いますが、例外もあります。脊椎動物のミトコンドリアではTGAがトリプトファンを表し、AGAとAGGが終止になります。一部の細菌、酵母、繊毛虫にも独自の違いがあります。合ったNCBIの遺伝暗号表を選ばないと、ミトコンドリアの遺伝子が終止だらけに見えます。

逆方向の変換

ほとんどのアミノ酸には複数のコドンがあるため、タンパク質から1つに決まったDNA配列は得られません。逆翻訳は、可能性をIUPACコードで書くか、コドン使用頻度表で最も多いコドンを使います。

1つの配列、3つの読み枠

配列ATGGCCATTGTAATGGGCCGCTGAを、最初の3塩基それぞれから読んだ結果です。

読み枠1はATGで始まり、終止コドンできれいに終わるので、これがコード領域の読み枠である可能性が高いといえます。

よくある問題

• タンパク質が終止だらけになる。配列がイントロンを含むゲノムDNAかもしれません。ゲノム上の遺伝子そのままではなく、コード配列かmRNAを翻訳してください。
• タンパク質にXが出る。コドンにNなどの曖昧塩基コードが含まれているため、アミノ酸が決まりません。
• 細菌の遺伝子がATG以外で始まる。細菌はGTGやTTGも開始コドンとして使います。遺伝子の先頭では、これらもメチオニンになります。
• 既知のタンパク質の途中に終止がある。一部のタンパク質は、mRNAの特殊な構造に導かれてUGAコドンにセレノシステインを入れます。翻訳ツールではそこが終止として表示されます。