Консенсусна послідовність Козак () — специфічна послідовність нуклеотидів близько СТАРТ-кодону у складі молекули мРНК еукаріотів. Вона є важливою для ініціації трансляції. Консенсусна послідовність була вперше описана Мерилін Козак () у 1986 році.
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 gccRccaugGKozak M. (1986) «Point mutations define a sequence flanking the AUG initiator codon that modulates translation by eukaryotic ribosomes», Cell 44, 283—292Kozak M. (1987) «At least six nucleotides preceding the AUG initiator codon enhance translation in mammalian cells», Journal of Molecular Biology 196, 947—950; у дводольних рослин оптимальним контекстом є a(A/C)aaaugGc, у однодольних рослин aRccaugGcJoshi C.P., Zhou H., Huang X. and Chiang V.L. (1997) «Context sequences of translation initiation codon in plants», Plant Molecular Biology 35, 993—1001, 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 ссавцівKawaguchi R. and Bailey-Serres J. (2005) «mRNA sequence features that contribute to translational regulation in Arabidopsis», Nucleic Acids Research 33, 955—965, але деякі дані вказують на те, що позиції -1 і -2 можуть бути також важливими у рослинLukaszewicz M., Feuermann M., Jerouville B., Stas A. and Boutry M. (2000) «In vivo evaluation of the context sequence of the translation initiation codon in plants», Plant Science 154, 89-98. У дріжджів нуклеотидний контекст менш важливий для розпізнавання СТАРТ-кодону, і його єдиною характеристикою є пуриновий нуклеотид в позиції -3. 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. Інші варіанти послідовностей Козак є «слабкими». Ген Lmx1b є прикладом гена зі слабкою послідовністю Козак.. У деяких випадках нуклеотид G в положенні -6 може також грати важливу роль в ініціації трансляції.
Послідовність Козак не є сайтом зв'язування рибосоми (), 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)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. 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 рРНКPisarev 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.
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.
Відмінності в консенсусних послідовностях (gcc)gccRccAUGG AGNNAUGN ANNAUGG ACCAUGG GACACCAUGG +Конесенсусні послідовності Козак у еукаріотівОрганізмТаксонКонсенсусна послідовністьХребетніgccRccATGGПлодові мушки (Drosophila spp.)Членистоногі cAAaATGДріжджі (Saccharomyces cerevisiae)АскоміцетиaAaAaAATGTCtСлизовик (Dictyostelium discoideum)АмебоподібніaaaAAAATGRnaІнфузоріїІнфузоріїnTaAAAATGRctМалярійний плазмодій (Plasmodium spp.)АпікомплексніtaaAAAATGAanТоксоплазма (Toxoplasma gondii)АпікомплексніgncAaaATGgТрипаносомиКінетопластидиnnnAnnATGnCРослини AACAATGGC
Див. також Послідовність Шайна — Дальгарно.
Примітки
Література
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