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].

Роль в трансляції

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].

Показано найконсервативніші нуклеотиди навколо СТАРТ-кодону в структурі різних мРНК людини.

Мутації

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]

Відмінності в консенсусних послідовностях

(gcc)gccRccAUGG
       AGNNAUGN
        ANNAUGG
        ACCAUGG
     GACACCAUGG

Конесенсусні послідовності Козак у еукаріотів

Організм	Таксон	Консенсусна послідовність
Хребетні		gccRccATGG[4]
Плодові мушки (Drosophila spp.)	Членистоногі	cAAaATG[13]
Дріжджі (Saccharomyces cerevisiae)	Аскоміцети	aAaAaAATGTCt[14]
Слизовик (Dictyostelium discoideum)	Амебоподібні	aaaAAAATGRna[15]
Інфузорії	Інфузорії	nTaAAAATGRct[15]
Малярійний плазмодій (Plasmodium spp.)	Апікомплексні	taaAAAATGAan[15]
Токсоплазма (Toxoplasma gondii)	Апікомплексні	gncAaaATGg[16]
Трипаносоми	Кінетопластиди	nnnAnnATGnC[15]
Рослини		AACAATGGC[17]

Див. також

• Послідовність Шайна — Дальгарно.