DNA를 단백질로 번역하는 방법

코돈

단백질을 암호화하는 서열은 세 염기씩 읽습니다. 세 염기로 된 코돈 하나가 아미노산 하나 또는 종결을 나타냅니다. ATG는 메싸이오닌을 나타내며 보통 개시 코돈입니다. 표준 유전 암호에서는 TAA·TAG·TGA가 종결 코돈입니다. ATGGCTTAA는 M A *로 번역되며, *가 종결을 뜻합니다.

여섯 가지 해독 틀

첫째·둘째·셋째 중 어느 염기부터 읽기 시작하느냐에 따라 한 가닥에서 번역이 세 가지 나오고, 역상보 가닥에서 세 가지가 더 나옵니다. 여섯 가지 중 진짜 단백질은 보통 하나뿐입니다. 올바른 해독 틀은 대개 종결 코돈이 없는 긴 구간, 즉 열린 해독 틀(ORF)입니다.

긴 서열에서 단백질 찾기

1. DNA를 ORF 찾기에 붙여 넣고 최소 길이를 정합니다. 예를 들어 100코돈입니다.
2. 양쪽 가닥에서 가장 긴 ORF를 확인합니다.
3. 원하는 ORF를 DNA를 단백질로 번역에 복사해 코돈마다 확인합니다.

유전 암호표

대부분의 생물은 표준 유전 암호를 쓰지만 예외도 있습니다. 척추동물 미토콘드리아에서는 TGA가 트립토판을 나타내고, AGA와 AGG가 종결이 됩니다. 일부 세균, 효모, 섬모충에도 고유한 차이가 있습니다. 알맞은 NCBI 유전 암호표를 고르지 않으면 미토콘드리아 유전자가 종결투성이로 보입니다.

반대 방향 변환

대부분의 아미노산에는 코돈이 여러 개 있어서, 단백질로부터 하나로 정해진 DNA 서열은 얻을 수 없습니다. 역번역은 가능성을 IUPAC 코드로 쓰거나, 코돈 사용표에서 가장 많이 쓰인 코돈을 씁니다.

한 서열, 세 개의 읽기틀

서열 ATGGCCATTGTAATGGGCCGCTGA를 처음 세 염기 각각에서 읽은 결과입니다.

읽기틀 1은 ATG로 시작해 종결 코돈에서 깔끔하게 끝나므로, 코딩 읽기틀일 가능성이 높습니다.

자주 생기는 문제

• 단백질에 종결이 가득합니다. 서열이 인트론을 포함한 유전체 DNA일 수 있습니다. 유전체에 있는 그대로의 유전자가 아니라 코딩 서열이나 mRNA를 번역하세요.
• 단백질에 X가 나옵니다. 코돈에 N 같은 모호 염기 코드가 있어서 아미노산을 알 수 없습니다.
• 세균 유전자가 ATG 없이 시작합니다. 세균은 GTG와 TTG도 개시 코돈으로 씁니다. 유전자 맨 앞에서는 이들도 메티오닌이 됩니다.
• 알려진 단백질 한가운데에 종결이 있습니다. 일부 단백질은 mRNA의 특수한 구조에 따라 UGA 코돈에 셀레노시스테인을 넣습니다. 번역 도구는 그 자리를 종결로 표시합니다.