إطار القراءة

التوضيح من الممكن قراءة إطارات:

AGG·TGA·CAC·CGC·آج·CCT·تات·ATT·AGC
أ·GGT·GAC·ACC·GCA·AGC·CTT·عطا·TTA·GC
AG·GTG·ACA·CCG·الجهاز المركزي للمحاسبات·خليجية·TTA·تات·العلامة· ج

في البيولوجيا الجزيئية ، إطار القراءة هو طريقة تقسيم تسلسل النيوكليوتيدات في جزيء الحمض النووي (DNA أو RNA)  إلى مجموعات ثلاثية النيوكليوتيدات متتالية، من غير تداخل هذه المجموعات الثلاثية.^[1] حيث أن ثلاثة نيوكليوتيدات تعادل حمض أميني واحد أو إشارات التوقف أثناء الترجمة ، وهي تسمى كودون أو شفيرة جينية codons .

كل سلسلة واحدة من جزيء الحمض النووي لديه نهاية فسفوريلية، تسمى ب 5'-end ، ونهاية الهيدروكسيل أو 3′-end. و التي تحدد  الأتجاه  5'→3'( 5'→3' direction). هناك ثلاثة من إطارات القراءة التي يمكن أن تقرأ في هذا الإتجاه 3'→5'،  بداية كل قراءة تكون من نيوكليوتيدة مختلفة في الكود الثلاثي النوكليوتيدات . في حالة الحمض النووي ذات الشريط المزدوج ( a double stranded DNA)فإن هناك ثلاث إطارات قراءة إضافية اخرى في السلسلة التكميلية  في  الإتجاه 3'→5' الاتجاه على طول السلسلة أو الشريط. جزيء الحمض النووي ذات الشريط المزدوج هو متوازي ومتضاد في الإتجاه (antiparallel)، و بالتالي فإن الإتجاه 3 '→ 5' على الشريط الثاني يتوافق مع الإتجاه 5 '→ 3' على طول الشريط الأول. بشكل عام، في المعظم فإن هناك إطار قراءة واحد في قسم معين من الحمض النووي هو ذات صلة بيولوجية (القراءة المفتوحة الإطار open reading frame). بالإضافة إلى ذلك فإنه يمكن ترجمة بعض النصوص الفيروسية باستخدام إطارات قراءة متعددة متداخلة. هناك مثال معروف لتداخل إطارات القراءة  في الحمض النووي للميتوكنديا في الثدييات: تداخل الأجزاء التشفيرية من الجينات لوحدتين فرعية من ATPase .

مثال على ستة الإطار للترجمة

الحمض النووي يشفر تسلسل البروتين بواسطة سلسلة من ثلاثة كودونات النوكليوتيدات codons. وبالتالي يمكن قراءة أي تسلسل معين من الحمض النووي في ستة طرق مختلفة: ثلاثة إطارات قراءة في اتجاه واحد (بدءا من نيوكليوتيدات مختلفة) وثلاثة في الاتجاه المعاكس. أثناء النسخ ، RNA بوليميراز يقرأ قالب الحمض النووي في الإتجاه 5'→3'، ولكن mRNA تتكوم في الإتجاه  5' إلى 3' . mRNA هو عبارة عن سلسلة واحدة من النيكلوتيدات وبالتالي يحتوي فقط على ثلاث إطارات للقراءة، واحدة منها فقط هو الذي  يترجم إلى أحماض أمينية. تتم ترجمة كودونات إطار القراءة ل mRNA في الاتجاه 3 '→ 5' إلى الأحماض الأمينية عن طريق الريبوسومومات لإنتاج سلسلة ببتيد.

إطار القراءة المفتوح والذي يرمز له ب (ORF) هو قراءة الإطار الذي لديه القدرة على أن  ينسخ إلى RNA و يترجم إلى بروتين. فإنه يتطلب تسلسل مستمر من الحمض النووي من كودون البدء إلى الكودون الختامي في نفس إطار القراءة .

عندما تنتج  سلسلة الأحماض الأمينية المفترضة من ترجمة إطار قراءة مفتوح ORF غير معروف في جينومات الميتوكوندريا والكلوروبلاست، في هذه الحالة فإن إطار القراءة المفتوح يسمى إطار قراءة مجهول (URF). على سبيل المثال، جين MT-ATP8  تم وصفه  أولا كإطار قراءة مجهول URF A6L عندما تم تسلسل الجينوم الكامل البشري للميتوكوندريا .

الشفرة الوراثية

إطار القراءة المفتوح

Multiple reading frames

The two reading frames used by the human mitochondrial genes MT-ATP8 and MT-ATP6.

استخدام القراءة متعددة الإطارات يؤدي إلى إمكانية تداخل الجينات; قد يكون هناك العديد منها في الفيروسات، بدائيات النوى ، والجينومات الميتوكوندريا. هناك بعض الفيروسات مثل فيروس التهاب الكبد B و BYDV تستخدام عدة جينات متداخلة في إطارات قراءة مختلفة.

في حالات نادرة، قد ينتقل الريبوسوم من إطار إلى آخر أثناء ترجمةmRNA وهو مايسمى ب انزياج الترجمة (translational frameshift).

يؤدي هذا الجزء الأول من مرنا إلى أن تترجم في القراءة الإطار، الجزء الأخير إلى أن تترجم في مختلف القراءة الإطار. هذا يختلف من frameshift mutation ، كما تسلسل النوكليوتيدات (DNA أو RNA) لا تغير—فقط الإطار الذي هو قراءة.

التوضيح إطارات القراءة الممكنة:

AGG·TGA·CAC·CGC·آج·CCT·تات·ATT·AGC
أ·GGT·GAC·ACC·GCA·AGC·CTT·عطا·TTA·GC
AG·GTG·ACA·CCG·الجهاز المركزي للمحاسبات·خليجية·TTA·تات·العلامة·C

مراجع

موسوعات ذات صلة :

• موسوعة علم الأحياء الخلوي والجزيئي
• موسوعة علم الأحياء