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Open leesraam
Beispiel für drei verschiedene mögliche Leseraster in DNA. Das Startcodons sind lila und die Stopp-Codons rot gefärbt.
Schema der DNA mit offenem Leseraster von Start- bis einschließlich Stopcodon. Dieser für Proteine ​​und Peptide kodierende Teil besteht aus Teilen, die nicht translatiert werden können (unübersetzte Regionen (UTR)), die ebenfalls in die mRNA transkribiert werden.

In dem Molekulargenetik ist in der DNA oder RNA ein offener Leserahmen (Englisch: offener Leserahmen (ORF)) der Teil des Leserahmen Welche transkribiert (DNA) oder übersetzt (mRNA) kann werden. Es besteht aus Dreiergruppen. Der offene Leserahmen beginnt mit dem Startcodon und endet mit dem Codon stoppen.[1] Ein AUG (in RNA) oder ATG Startcodon (in DNA) zeigt an, wo die Übersetzung der mRNA oder die Transkription der DNA beginnt. Das Transkriptionsterminatorstelle oder die Translationsterminatorstelle befindet sich nach dem offenen Leseraster, jenseits des Stopcodons der Transkription oder Translation. Wenn die Übersetzung von Transkription stoppt vor dem Stoppcodon, kein vollständiges Protein wird hergestellt.[2]

Wenn die Drillinge um Transkription gefolgt von Übersetzung ein Aminosäure ergeben, sie werden a codogen bzw. a codon erwähnt. Leserahmen können sich beim Lesen überlappen, wie in mitochondriale DNA von Säugetiere, kodierend für Teile von Genen für 2 Untereinheiten von ATPase.

Es GC-Inhalt (Guanin (G) und Cytosin (C)) in DNA-Teilen, die für ein Gen bestimmt sind kodieren ist oft höher als die Bereiche mit z. Introns oder regulatorisch Sequenzen. Diese Eigenschaft wird verwendet, um nach funktionellen Genen im Reihenfolge eines Genoms. Genomsequenzen bestehen aus Millionen von Basen, zwischen denen die offenen Leseraster gefunden werden müssen. Die Suche nach diesen offenen Leserahmen erfolgt mit Hilfe von Computerprogrammen wie GLIMMER.

Offener Leserahmen der humanen mitochondrialen Gene MT-ATP8 und MT-ATP6, die die Untereinheiten 8 und 6 von kodieren ATPase. Es gibt eine Überlappung von 46 Nukleotide. Die DNA-Tripletts sind schwarz dargestellt (Positionen 8.525 bis 8.580 im Reihenfolge NC_012920) Es gibt drei mögliche Leserahmen in 5' -> 3' Vorwärtsrichtung, beginnend an der ersten (1), zweiten (2) und dritten (3) Position. Für jedes Triplett, angegeben in eckigen Klammern, ist die entsprechende Aminosäure im Einzelbuchstabencode angegeben. Im 1er Rahmen für MT-ATP8 (rot) oder im 3er Rahmen für MT-ATP6 (blau). Das Startcodon (blauer Kreis um das M (Methioninaminosäure) für MT-ATP6 ist ATG im 3. Frame. Das Stopcodon (roter Punkt) im 1. Frame für MT-ATP8 ist TAG. Vierzehn Sinncodons die beiden Gene überschneiden sich. Da beide Gene unterschiedliche offene Leseraster haben, sind die beiden Proteinsequenzen im überlappenden Teil unterschiedlich.

In Genen von Eukaryoten mit mehreren Exons ein offener Leserahmen kann ein Exon enthalten. Das ist im mRNAgespleißt.

Startcodons sind in der DNA:

  • ATG (Adenin - Thymin- Guanin). Passiert am meisten.
  • TTG (Thymin - Thymin - Guanin}
  • GTG (Guanin - Thymin - Guanin}
  • CTG (Cytosin - Thymin - Guanin)

Startcodons in der RNA sind:

  • AUG (Adenin – Uracil – Guanin). Passiert am meisten.
  • GUG (Guanin - Uracil - Guanin)
  • UUG (Uracil – Uracil – Guanin)
  • AUA (Adenin – Uracil – Adenin)
  • AUU (Adenin – Uracil – Uracil)

Stopp-Codons in der DNA sind:

  • TAA (Thymin-Adenin-Adenin)
  • TAG (Thymin - Adenin - Guanin)
  • TGA (Thymin-Guanin-Adenin)

Stoppcodons in der RNA sind:

  • UAA (Uracil – Adenin – Adenin)
  • UAG (Uracil – Adenin – Guanin)
  • UGA (Uracil – Guanin – Adenin)

Ein offener Leserahmen kodiert für a Peptid oder ein Protein. Schizosaccharomyces pombe hat zum Beispiel ungefähr 4.970 offene Leseraster.

Der Kodierungsteil besteht aus Bereichen, die nicht übersetzt werden können (unübersetzte Regionen (5' UTR und 3' UTR)) flankiert, die ebenfalls in die mRNA transkribiert werden, aber an der Übersetzung nicht übersetzt werden. In diesen Regionen liegen wichtige Informationen für die Translation des offenen Leserahmens.

Es Ribosom beginnt mit der Bildung von a Protein mit Lesen (Übersetzung) von der mRNA am 5'-Ende zu einem Startcodon Begegnungen. Von diesem Ort aus, während Sie weiterlesen Aminosäuren an das Protein gebunden, bis das Ribosom auf ein Stoppcodon trifft. Alles nach dem Stop-Codon ist Teil der 3'-UTR.

Schema:

       Start-Stopp-Codon-Codon----------|------------------|---------5'-UTR translationale RNA 3 '-UTR

bakteriellmRNAFotos enthalten oft mehrere offene Leserahmen in einer Transkriptionseinheit. In diesen Fällen ist a Operon gesprochen und die mRNA als polycistronisch angegeben.

Im eukaryotische Gene ist der offene Leserahmen oft Introns während der mRNA-Bildung unterbrochen gespleißt einbiegen in. Bis zum alternatives Spleißen wird somit die Bildung eines Vielfachen von Proteinisoformen möglich.

Vorgelagerter offener Leserahmen

EIN Upstream offener Leserahmen (uORF) ist ein offener Leserahmen innerhalb der 5' UTRBereich eines Lieferwagens mRNA.[3][4] Die Translation eines stromaufwärts gelegenen offenen Leserahmens verhindert die stromabwärts gerichtete Expression des primären offenen Leserahmens.[5] Biene Bakterien werden vorgelagerte offene Lesefenster Signalpeptide und wurden ursprünglich für ihren Einfluss auf die Genregulation von Genen, die an der Bildung oder dem Transport von Aminosäuren.

In Menschen, Peptide gebildet durch vorgelagerte offene Leserahmen, die mit a . fixiert sind Massenspektrometer.[6]

Frameshift-Mutation

An einer Frameshift-Mutation wird es sein Leserahmen verschoben. Es Protein, das Produkt dieses Gens, wird durch diese Mutation komplett verändert und kann in der Regel keine Funktion mehr erfüllen. Wenn von a Punktmutation, ein sogenanntes a indel, ein Nukleotid aus dem offenen Leserahmen herausgenommen (oder eingefügt) wird, wird die Bedeutung des folgenden Codes vollständig verzerrt: ab diesem Punkt werden völlig unterschiedliche Aminosäuren eingefügt. Auch der Codon stoppen wird an einer anderen Stelle sein. Normalerweise ist dies früher: ein vorzeitiges Stoppcodon oder vorzeitiges Terminationscodon, PTC. Normalerweise resultiert ein Frameshift aus einer Mutation, die ein einzelnes Nukleotid in die DNA einfügt oder entfernt. Dies wird ein indel erwähnt. Viele Pseudogene sind auf Frameshift-Mutationen zurückzuführen.

Frameshift-Mutation
Frameshift-Mutation

Siehe auch