Кіріспе

РНК/ДНК тізбектерін аминокислоталарға сәйкес келетін үштік топтарға бөлу. Молекулалық биологияда оқу кадры – нуклеин қышқылының (ДНК немесе РНК) молекуласындағы нуклеотидтер тізбегін бірінен соң бірі келмейтін үштік топтарға бөлу тәсілі. Егер бұл үштіктер аударма кезінде аминқышқылдарға немесе тоқтату сигналдарына сәйкес келсе, олар кодон деп аталады. Нуклеин қышқылы молекуласының бір тізбегінде 5' ұшы деп аталатын фосфорилдік ұшы және гидроксилдік немесе 3' ұшы болады. Олар 5′→3′ бағытын анықтайды. Осы 5′→3′ бағытында оқуға болатын үш оқу кадры бар, олардың әрқайсысы үштіктегі әртүрлі нуклеотидтен басталады. Екі тізбекті нуклеин қышқылында осы тізбек бойымен 5′→3′ бағытында екінші, қосымша тізбектен тағы үш оқу кадрын оқуға болады. Екі тізбекті нуклеин қышқылы молекуласының тізбектері антипараллель болғандықтан, екінші тізбектегі 5′→3′ бағыты бірінші тізбектегі 3′→5′ бағытына сәйкес келеді. Әдетте, нуклеин қышқылының берілген бөлігінде тек бір оқу кадры ғана биологиялық маңызға ие (ашық оқу кадры). Кейбір вирус транскрипттерін бірнеше, үстіне жатқан оқу кадрларын пайдалану арқылы аударуға болады. Сүтқоректілердің митохондриялық ДНҚ-сында үстіне жатқан оқу кадрларының белгілі бір мысалы бар: АТФазаның 2 суббірлігін кодтайтын гендердің кодтау бөліктері үстіне жатады.

Генетикалық код

ДНҚ ақуыз тізбегін үш нуклеотидтік кодон қатары арқылы кодтайды. Сондықтан, ДНК-ның кез келген тізбегін алты түрлі жолмен оқуға болады: бір бағытта үш оқу тізбегі (әртүрлі нуклеотидтерден басталып) және кері бағытта үш. Транскрипция кезінде РНҚ полимераза ДНК-ның матрицалық тізбегін 3′→5′ бағытында оқиды, бірақ мРНҚ 5′→3′ бағытында түзіледі. мРНҚ бір тізбекті болғандықтан, тек үш мүмкін оқу тізбегін қамтиды, олардың тек біреуі аударылады. мРНҚ оқу тізбегінің кодондары 5′→3′ бағытында рибосома арқылы аминқышқылдарға аударылып, полипептидтік тізбек түзеді.

Ашық оқу фрейм

Ашық оқу фреймі (ORF) – РНҚ-ға транскрипцияланып, белокқа аударылу мүмкіндігі бар оқу фреймі. Ол үшін бір оқу фреймінде бастапқы кодоннан басталып, ұзындығы 3 нуклеотидке еселі болатын аймақ арқылы тоқтату кодонына дейін ДНК-ның үздіксіз тізбесі қажет. Митохондриялық және хлоропласт геномдарында ORF-тің аудармасынан туындаған аминоқышқылдар тізбегі белгісіз болған жағдайда, сәйкес ашық оқу фреймі аныталмаған оқу фреймі (URF) деп аталады. Мысалы, MT ATP8 гені алғаш рет адам митохондриялық геном толық секвенирленген кезде URF A6L ретінде сипатталды.

Көп оқылатын кадрлар

Көптеген оқу кадрларын пайдалану, бір-бірімен жапсарласқан гендердің пайда болу мүмкіндігін тудырады; мұндай гендер вирустық, прокариоттық және митохондриялық геномдарда көптеп кездеседі. Мысалы, В гепатиті вирусы және BYDV сияқты кейбір вирустар әртүрлі оқу кадрларында бірнеше жапсарласқан гендерді қолданады. Сирек жағдайларда, рибосома мРНҚ аудармасы кезінде бір кадрдан екінші кадрға жылғалыстауы мүмкін (аудармалық кадр жылғалысы). Бұл мРНҚ-ның алғашқы бөлігінің бір оқу кадрында, ал кейінгі бөлігінің басқа оқу кадрында аудармалануына әкеледі. Бұл кадрлық мутациядан (фрейм-сдвиг мутациясы) өзгеше, себебі нуклеотидтік тізбек (ДНК немесе РНК) өзгереді – тек оқылатын кадр ғана.