Консенсусна послідовність Козак

Консенсусна послідовність Козак (англ. Kozak consensus sequence) — специфічна послідовність нуклеотидів близько СТАРТ-кодону у складі молекули мРНК еукаріотів. Вона є важливою для ініціації трансляції. Консенсусна послідовність була вперше описана Мерилін Козак (англ. Marilyn Kozak) у 1986 році^[1].

У еукаріотів старт-сайтом трансляції зазвичай, але не завжди, є перший кодон AUG, в залежності від нуклеотидного контексту навколо нього. Консенсусна послідовність Козак, яка грає важливу роль в ініціації трансляції у еукаріотів, включає чотири-шість нуклеотидів, що передують СТАРТ-кодону, і один-два нуклеотиди безпосередньо після СТАРТ-кодону. У ссавців оптимальний контекст має вигляд gccRccaugG^[2][3][4][5]; у дводольних рослин оптимальним контекстом є a(A/C)aaaugGc, у однодольних рослин aRccaugGc^[6], де кодон AUG виділений курсивом, а найважливіші нуклеотиди в позиціях -3 +4 (+1 відповідає А в кодоні AUG) показано великими літерами; R — пуриновий нуклеотид (аденіновий або гуаніновий). Пуринові нуклеотиди в позиціях -3 +4 вважаються найважливішими як у рослин, так і у ссавців^[6][7], але деякі дані вказують на те, що позиції -1 і -2 можуть бути також важливими у рослин^[8]. У дріжджів нуклеотидний контекст менш важливий для розпізнавання СТАРТ-кодону, і його єдиною характеристикою є пуриновий нуклеотид в позиції -3^[1]. Наявність зазначених нуклеотидів, тобто оптимальний нуклеотидний контекст кодону AUG, корелює з високим рівнем синтезу білка з відповідної мРНК in vivo і є характеристикою так званої «сильної» (ефективно ініціації трансляцію) послідовності Козак^[9]. Інші варіанти послідовностей Козак є «слабкими». Ген Lmx1b [Архівовано 27 жовтня 2020 у Wayback Machine.] є прикладом гена зі слабкою послідовністю Козак.^[10]. У деяких випадках нуклеотид G в положенні -6 може також грати важливу роль в ініціації трансляції.^[5]

Послідовність Козак не є сайтом зв'язування рибосоми (англ. ribosomal binding site, RBS), на відміну від прокаріотичної послідовності Шайна-Дальгарно. Показано, що у ссавців в дискримінації між кодонами AUG в оптимальному і неоптимальному контекстах бере участь еукаріотичний фактор ініціації трансляції 1 (eIF1)^[11]. На основі експериментальних даних передбачається, що за впізнавання ініціаторним комплексом 43S пуринового нуклеотиду в позиції -3 відповідає взаємодія цього нуклеотиду з альфа-субодиницею eIF2, а за впізнавання пурину в позиції +4, можливо, є відповідальною його взаємодія з нуклеотидами А1818-А1819 в спіралі 44 18S рРНК^[12].

Дослідження показали, що мутація G→C в положенні -6 гена β-глобіну людини порушує біосинтез білка. Дана мутація була першою виявленої мутацією в послідовності Козак. Дана мутація була виявлена у членів сім'ї, що проживає на південному сході Італії.^[5]

(gcc)gccRccAUGG
       AGNNAUGN
        ANNAUGG
        ACCAUGG
     GACACCAUGG

• Послідовність Шайна — Дальгарно.

• Kozak M (November 1990). Downstream secondary structure facilitates recognition of initiator codons by eukaryotic ribosomes. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. Т. 87, № 21. с. 8301—8305. doi:10.1073/pnas.87.21.8301. PMC 54943. PMID 2236042. Архів оригіналу за 15 вересня 2019. Процитовано 11 листопада 2016.
• Kozak M (November 1991). An analysis of vertebrate mRNA sequences: intimations of translational control. J. Cell Biol. Т. 115, № 4. с. 887—903. doi:10.1083/jcb.115.4.887. PMC 2289952. PMID 1955461. Архів оригіналу за 4 червня 2020. Процитовано 11 листопада 2016.
• Kozak M (October 2002). Pushing the limits of the scanning mechanism for initiation of translation. Gene. Т. 299, № 1-2. с. 1—34. doi:10.1016/S0378-1119(02)01056-9. PMID 12459250. Архів оригіналу за 15 вересня 2019. Процитовано 11 листопада 2016.
• Pestova T.V. and Kolupaeva V.G. (2002) «The roles of individual eukaryotic translation initiation factors in ribosomal scanning and initiation codon selection», Genes and Development 16, 2906—2922
• Kapp L.D. and Lorsch J.R. (2004) «The molecular mechanics of eukaryotic translation», Annual Review of Biochemistry 73, 657—704
• Marintchev A. and Wagner G. (2004) «Translation initiation: structures, mechanisms and evolution», Quarterly Review of Biophysics 37, 197—284
• Pisarev A.V., Kolupaeva V.G., Pisareva V.P., Merrick W.C., Hellen C.U.T. and Pestova T.V. (2006) «Specific functional interactions of nucleotides at key –3 and +4 positions flanking the initiation codon with components of the mammalian 48S translation initiation complex», Genes and Development 20, 624—636
• Translational Control in Biology and Medicine (2007) Edited by N. Sonenberg, J.W.B. Hershey and M.B. Mathews. 934 pages. Cold Spring Harbor, NY: Cold Spring Harbor Press
• Mitchell S.F. and Lorsch J.R. (2008) «Should I stay or should I go? Eukaryotic translation initiation factors 1 and 1A control start codon recognition», Journal of Biological Chemistry 283, 27345-27349
• Sonenberg N. and Hinnebusch A.G. (2009) «Regulation of translation initiation in eukaryotes: mechanisms and biological targets», Cell 136, 731—745
• Van Der Kelen K., Beyaert R., Inze D. and De Veylder L. (2009) «Translational control of eukaryotic gene expression», Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology 44,143-168
• Benelli D. and Londei P. (2009) «Begin at the beginning: evolution of translational initiation», Research in Microbiology 160, 493—501
• Jackson R.J., Hellen C.U.T. and Pestova T.V. (2010) «The mechanism of eukaryotic translation initiation and principles of its regulation», Nature Reviews Molecular Cell Biology 10, 113—127