چارچوب خوانش باز
چهارچوب خوانش باز، یک توالی پیوسته از کدون‌هایی است که هم حاوی کدون شروع‌کننده (معمولا AUG) و هم کدون خاتمه دهنده (معمولا UAA, UAG, UGA) است. کدون ATG موجود در چهارچوب خوانش باز (لزوما اولین کدون نیست) ممکن است بیانگر محل شروع فرایند ترجمه باشد. محل خاتمهٔ فرایند رونویسی پس از چهارچوب خوانش باز و در مکانی دورتر از کدون خاتمه فرایند ترجمه قرار گرفته‌است. اگر فرایند رونویسی باید پیش از رسیدن به کدون خاتمه به اتمام رسد، در فرایند ترجمه، پروتئین به صورت ناقص تولید خواهد شد. در ژن‌های یوکاریوت که حاوی تعداد زیادی اگزون هستند، چهارچوب خوانش باز شامل نواحی اینترون و اگزون بوده که ممکن است پس از رونویسی چهارچوب خوانش باز، با هم یکی شوند و mRNA نهایی مورد نیاز برای ترجمه پروتئین را تولید کنند. گاهی اوقات ORF باCoding Sequence)CDS) اشتباها به جای هم به کار برده می شودامامی توان گفت که هر CDS یک ORF است اماالزاما هرORF یک CDS نیست
ارزش زیست‌شناسی
یکی از کاربردهای متداول چهارچوب خوانش باز کمک به پیش‌بینی ژن است. چهارچوب‌های خوانش باز بلند، اغلب به همراه سایر شواهد برای شناسایی نواحی منتخب کدکننده پروتئین یا نواحی کدکنندهٔ RNA فعال در توالی DNA به کار می‌روند. حضور چهارچوب خوانش باز لزوماً به معنای این نیست که این ناحیه ترجمه شده‌است. به عنوان مثال، در یک توالی تصادفی DNA با درصدهای مشابه نوکلئوتید، انتظار می‌رود که پس از هر ۲۱ کدون، یک کدون خاتمه دهنده قرار داشته باشد. یک الگوریتم ساده برای پروکاریوت‌ها ممکن است به دنبال کدون شروع‌کننده‌ای باشد که پس از آن یک چهارچوب خوانش باز با طول کافی برای کدکردن پروتئین وجود داشته باشد. در این ناحیه کاربرد کدون با ویژگی‌های تناوبی نواحی کدکنندهٔ ارگانیسم هم خوانی دارد. یک چهارچوب خوانش باز حتی اگر به قدر کافی بلند باشد به تنهایی دال بر حضور ژن نخواهد بود. از طرفی دیگر، ثابت شده‌است که برخی از چهارچوب‌های خوانش باز کوتاه (sORFs) که فاقد ژن‌های کدکنندهٔ پروتئین هستند (هم از ncRNA و هم mRNA)، می‌توانند پپتیدهای فعال و کاربردی تولید کنند. 5'NTR در حدود ۵۰ درصد mRNA پستانداران مشخص شده‌است که حاوی یک یا چند چهارچوب خوانش باز کوتاه هستند؛ و در حدود ۷۵–۶۴ درصد مکان‌های ترجمهٔ به دست آمده از طریق آزمایش برای این نوع چهارچوب‌ها در ژنوم انسان و موش به صورت دست نخورده محفوظند که ممکن است بیانگر این موضوع باشد که این عناصر فعال هستند. اگرچه، چهارچوب‌های خوانش باز کوتاه، اغلب می‌توانند تنها در تعداد کمی از اشکال mRNA یافت شوند و از انتخاب جلوگیری کنند. شدت عدم تغییر مکان‌ها ی اولیه ممکن است با محل قرارگیری آن‌ها در داخل بهبود دهنده‌های ژن‌های مرتبط شان ارتباط داشته باشد. چنین ویژگی مختص ژن SLAMF1 است.
مثال
اگر توالی پروتئین یک ژنوم بدست آمد (برای مثال، 5'-ATCTAAAATGGGTGCC-۳')، با بررسی تمام سه حالت ممکن برای قالب‌های خواندن، قالب‌های خواندن باز شناسایی شوند. در این مثال دو تا از قالب‌های خواندن باز هستند، به این معنی که داری کدون خاتمه نیستند:
- ...A TCT AAA ATG GGT GCC...
- ...AT CTA AAA TGG GTG CC...
- ...ATC TAA AAT GGG TGC C...
کدون‌های خاتمهٔ ممکن "TGA", "TAA" و "TAG" هستند؛ بنابراین بر خلاف دو قالب خواندن قبلی، آخرین قالب خواندن در این مثال شامل کدون خاتمهٔ (TAA) می‌باشد.
یادداشت‌ها
- Sequerome - A sequence profiling tool that links each بلاست record to the NCBI ORF enabling complete ORF analysis of a BLAST report.
- Deonier, Richard; Waterman, Michael; Tavaré, Simon (2005). Computational Genome Analysis: an introduction. اشپرینگر ساینس+بیزینس مدیا. ISBN 0-387-98785-1.
پیوند به بیرون
- Translation and Open Reading Frames
- NCBI ORF finder - A web based interactive tool for predicting and analysing ORFs from nucleotide sequences.
- ORF finder - A web based interactive tool for predicting and analysing ORFs from nucleotide sequences - hosted at bioinformatics.org
- hORFeome V5.1 - A web based interactive tool for CCSB Human ORFeome Collection
- ORF Marker - A free, fast and multi-platform desktop GUI tool for predicting and analyzing ORFs
- StarORF - A multi-platform, java based, GUI tool for predicting and analyzing ORFs and obtaining reverse complement sequence