Терминология последовательностей нуклеиновых кислот (например, обратная комплементарная последова...

Игра с нуклеиновыми кислотами: использование бесплатных программных инструментов для манипулирования последовательностями ДНК и РНК, чтобы получить их в нужной форме и выяснить, какие белки они могут кодировать… Советы по комплементации, обратной комплементации, трансляции и многому другому! В общем, пост, пытающийся объяснить некоторые термины, связанные с последовательностями нуклеиновых кислот, которые могут вас запутать, и предоставить несколько советов и инструментов, которые помогут. Так что надевайте свои рамки для чтения и начнём! Форма блога: http://bit.ly/sequencetermstools Сегодняшний пост более технический, поэтому я предполагаю, что если вам достаточно интересно его читать, вы уже немного знаете о нуклеиновых кислотах (ДНК и РНК) (и предоставлю ссылки на соответствующие посты, если вы захотите повторить материал). Основная суть в том, что белки подобны молекулярным рабочим, состоящим из последовательности аминокислотных букв. Инструкции для них хранятся в виде двухцепочечной ДНК (дцДНК) в составе длинных хромосом. В этой геномной ДНК есть участки, содержащие инструкции по синтезу белка (кодирующие участки, также известные как экзоны), и участки, содержащие «только» регуляторные инструкции (некодирующие участки — интроны (участки между экзонами, которые удаляются в процессе обработки мРНК) и межгенные области (участки между генами)). Когда клетка хочет синтезировать белок, она создает копию матричной РНК (мРНК) одной из цепей ДНК, которая используется рибосомами для синтеза закодированного белка в процессе, называемом трансляцией. Итак, у вас есть ген (ДНК), который транскрибируется → пре-мРНК обрабатывается (интроны вырезаются, кэп и хвост добавляются) → зрелая мРНК транслируется рибосомами → белок. Если у вас есть последовательность нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), вам может понадобиться узнать соответствующую последовательность аминокислот — поэтому вы хотите её «транслировать». Для этого можно использовать онлайн-программы, такие как Expasy Translate (и есть множество других инструментов, если вы просто погуглите). https://web.expasy.org/translate/ Эта программа берёт введенную вами последовательность и «притворяется рибосомой» — она (в вымышленном мире) транслирует все 6 возможных открытых рамок считывания (ОРС). Примечание об открытых рамках считывания: рибосома считывает мРНК в виде трехбуквенных «слов», называемых кодонами. Например, GAA обозначает глутамат (Glu, E), GGU — глицин (Gly, G), GCU — аланин (Ala, A), GAC — аспартат (Asp, D), а AGC — серин (Ser, S). В ДНК вместо U используется буква T (например, скопировав последовательность ДНК GAAGGTGCTGACAGC, вы получите последовательность мРНК GAAGGUGCUGACAGC). Биохимическая основа этого явления заключается в том, что когда рибосома располагается на кодоне, молекула, называемая транспортной РНК (тРНК), с комплементарными тремя буквами (антикодоном) и соответствующей аминокислотой на другом конце, доставляет эту аминокислоту к рибосоме, и рибосома добавляет её к растущей цепочке аминокислот, а затем перемещается к следующему кодону, чтобы повторить процесс. https://bit.ly/translationtimestwo Эта биохимическая основа на самом деле не имеет значения, но я не люблю оставлять людей в неведении… Важно то, что в результате кодоны читаются как неперекрывающиеся слова. http://bit.ly/learngeneticcode Так, например, …GAAGGUGCUGACAGC… (…GAAGGTGCTGACAGC… в буквах ДНК) образует …EGADS…. Это означает, что место начала чтения (ваша рамка считывания) имеет значение. (… GAA GGU … отличается от … ..G AAG GU. … который отличается от … .GA AGG U.. …). То, на какой нити ДНК вы находитесь, тоже имеет значение. Подробности слишком сложны, чтобы вдаваться в них здесь, но ДНК и РНК имеют 2 конца — начальный конец, называемый 5'-концом (пять штрих), и конечный конец, называемый 3'-концом. Таким образом, вы читаете (и записываете) их в направлении 5'→3'. И рибосома синтезирует белок, начиная с 5'-конца и двигаясь к 3'-концу. ДНК обычно двухцепочечная, и эти нити антипараллельны, это означает, что если вы посмотрите на последовательность двухцепочечной ДНК (дцДНК), одна нить (обычно верхняя нить по общепринятой конвенции) будет записана как 5→3, а другая нить — как 3'→5'. Как 5’————3’ 3’————5’ Еще один важный момент, касающийся двухцепочечной ДНК, заключается в том, что последовательности комплементарны, а не идентичны! Гены присутствуют в двухцепочечной ДНК, но только одна из цепей содержит «читаемые» инструкции для белка (но какая именно цепь является таковой, варьируется для разных белков). ДНК (и РНК) имеют 4 буквы (A, C, G и T (в ДНК) или U (в РНК)), со специфическим соотношением пар оснований 1:1 (A к T (U в РНК) и C к G). Например, если одна нить ДНК читается как GAAGGTGCTGACAGC, то другая нить будет читаться как CTTCCACGACTGTCG, за исключением того, что нити направленные и антипараллельные, поэтому, если первая нить имеет последовательность 5’-GAAGGTGCTGACAGC-3’, то вторая нить будет иметь последовательность 5’-GCTGTCAGCACCTTC-3’. Необратима...