Kozak序列

科扎克共有序列, 或Kozak 序列 ，是在真核生物的mRNA中共有的(gcc)gccRccAUGG序列 。它在翻译过程的启动中扮演了重要角色。[1]，得名自揭示了其重要性的玛丽莲·科扎克。

序列标识为(gcc)gccRccAUGG, 源自科扎克对大范围的样本（共约699种）[2]的归纳和分析，其中：

  1. 小写字母表示此位置处最常见的碱基（仍然可以变化）;
  2. 大写字母表示高度保守的碱基，例如“AUGG”序列是不变的或很少，甚至根本没有变化，唯一的例外是IUPAC的模糊码[3]。“R”这表明嘌呤（A或G）总是在这个位置上（科扎克声称A更常见）
  3. 括号内的序列((gcc))重要性不明。

科扎克的研究局限于脊椎动物的一部分（例如人类，牛，猫，狗，鸡，豚鼠，仓鼠，小鼠，猪，兔，羊，非洲爪蟾）。

简介

这个序列在mRNA分子上被核糖体识别为翻译起始位点，即蛋白质是由此开始被该mRNA分子编码的。核糖体需要此序列，或一个可能的可变形式（见下文）来启动翻译。Kozak序列不应与核糖体结合位点（RBS）相混淆，后者一般为信使RNA的5'端帽或内部核糖体进入位点（IRES）。

在体内(In vivo)，不同的mRNA上这段区域往往不完全匹配，由一个给定的mRNA合成蛋白质的量取决于Kozak序列的强度。[4] 这个序列中的一些核苷酸比其它的更重要：AUG是最重要的，因为它是实际的起始密码子，在对应蛋白质的N-末端编码一个甲硫氨酸。（很少地，CUG被用作起始密码子，编码亮氨酸，而不是典型的蛋氨酸作为起始。）“AUG”的A被定为1号位的话，对于一个“强”的Kozak序列，核苷酸在相对于1号核苷酸的4号位（即G所在的位置）和-3号位（即R的位点，没有号码0的位置）必须匹配一般的Kozak序列。“适中”强度的Kozak序列只有上述两个中的一个匹配，而“弱”的两个都不匹配。在-1和-2的cc并不那么保守，但有助于提升整体强度。[5]有证据表明， 在-6位的G在翻译起始中也是重要。 [1]

体内有这些类型的Kozak序列的例子，他们很可能是演变而来的基因调控的又一机制。Lmx1b （页面存档备份，存于互联网档案馆）是“弱”Kozak序列基因的一个例子。[6]从这样的位点起始的翻译，mRNA序列需要有额外的特性，以便使核糖体识别起始密码子。


变异

研究显示β-珠蛋白基因（β+45;人类）在-6位G—>C的变异表现打乱血液和生物合成功能的表型。这是首个被发现的人类Kozak序列变异。它在一个意大利东南部的地中海贫血家庭中被发现。[1]

共有序列的可变形式

(gcc)gccRccAUGG
       AGNNAUGN
        ANNAUGG
        ACCAUGG
     GACACCAUGG
不同真核生物中的类Kozak序列
生物类群 门 共有序列
脊椎动物
gccRccATGG[2]
果蝇 (Drosophila spp.) 节肢动物门   cAAaATG[7]
酿酒酵母 (Saccharomyces cerevisiae) 子囊菌门 aAaAaAATGTCt[8]
粘菌 (Dictyostelium discoideum) 变形虫门 aaaAAAATGRna[9]
纤毛虫 纤毛虫门 nTaAAAATGRct[9]
疟原虫 (Plasmodium spp.) 顶复门 taaAAAATGAan[9]
弓形虫 (Toxoplasma gondii) 顶复门 gncAaaATGg[10]
Trypanosomatidae 眼虫门 nnnAnnATGnC[9]
陆生植物
  AACAATGGC[11]

参见

参考

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 De Angioletti M, Lacerra G, Sabato V, Carestia C. Beta+45 G --> C: a novel silent beta-thalassaemia mutation, the first in the Kozak sequence. Br J Haematol. 2004, 124 (2): 224–31. PMID 14687034. doi:10.1046/j.1365-2141.2003.04754.x. 
  2. ^ 2.0 2.1 Kozak M. An analysis of 5'-noncoding sequences from 699 vertebrate messenger RNAs. Nucleic Acids Res. October 1987, 15 (20): 8125–8148 [2014-02-05]. PMC 306349 可免费查阅. PMID 3313277. doi:10.1093/nar/15.20.8125. （原始内容存档于2019-09-15）. 
  3. ^ Nomenclature for Incompletely Specified Bases in Nucleic Acid Sequences （页面存档备份，存于互联网档案馆）, NC-IUB, 1984.
  4. ^ Kozak M. Point mutations close to the AUG initiator codon affect the efficiency of translation of rat preproinsulin in vivo. Nature. 1984, 308 (5956): 241–246 [2014-02-05]. PMID 6700727. doi:10.1038/308241a0. （原始内容存档于2017-05-06）. 
  5. ^ Kozak M. Point mutations define a sequence flanking the AUG initiator codon that modulates translation by eukaryotic ribosomes. Cell. 1986, 44 (2): 283–92 [2014-02-05]. PMID 3943125. doi:10.1016/0092-8674(86)90762-2. （原始内容存档于2017-05-06）. 
  6. ^ Dunston JA, Hamlington JD, Zaveri J; et al. The human LMX1B gene: transcription unit, promoter, and pathogenic mutations. Genomics. September 2004, 84 (3): 565–76. PMID 15498463. doi:10.1016/j.ygeno.2004.06.002. 
  7. ^ Cavener DR. Comparison of the consensus sequence flanking translational start sites in Drosophila and vertebrates. Nucleic Acids Res. February 1987, 15 (4): 1353–61 [2014-02-05]. PMC 340553 可免费查阅. PMID 3822832. doi:10.1093/nar/15.4.1353. （原始内容存档于2019-09-15）. 
  8. ^ Hamilton R, Watanabe CK, de Boer HA. Compilation and comparison of the sequence context around the AUG startcodons in Saccharomyces cerevisiae mRNAs. Nucleic Acids Res. April 1987, 15 (8): 3581–93 [2014-02-05]. PMC 340751 可免费查阅. PMID 3554144. doi:10.1093/nar/15.8.3581. （原始内容存档于2019-09-15）. 
  9. ^ 9.0 9.1 9.2 9.3 Yamauchi K. The sequence flanking translational initiation site in protozoa. Nucleic Acids Res. May 1991, 19 (10): 2715–20 [2014-02-05]. PMC 328191 可免费查阅. PMID 2041747. doi:10.1093/nar/19.10.2715. （原始内容存档于2019-09-15）. 
  10. ^ Seeber, F. Consensus sequence of translational initiation sites from Toxoplasma gondii genes. Parasitology Research. 1997, 83 (3): 309–311. PMID 9089733. doi:10.1007/s004360050254. 
  11. ^ Lütcke HA, Chow KC, Mickel FS, Moss KA, Kern HF, Scheele GA. Selection of AUG initiation codons differs in plants and animals. EMBO J. January 1987, 6 (1): 43–8. PMC 553354 可免费查阅. PMID 3556162.