해독틀

AGG·TGA·CAC·CGC·AAG·CCT·TAT·ATT·AGCA·GGT·GAC·ACC·GCA·AGC·CTT·ATA·TTA·GCAG·GTG·ACA·CCG·CAA·GCC·TTA·TAT·TAG·C

해독틀()은 분자생물학에서 핵산(DNA 또는 RNA) 분자의 뉴클레오타이드 서열을 3개의 염기로 이루어진 서열로 읽는 여러 가지 가능한 방법 중에서 특정하게 선택한 방식을 말한다. 리딩 프레임이라고도 한다. 이들 3개의 염기 서열이 번역 과정에서 아미노산이나 종결 신호를 지정할 때, 이를 코돈이라고 한다.

핵산 분자의 단일 가닥은 5'-말단이라고 불리는 포스포릴기 말단과 3'-말단이라고 불리는 하이드록실기 말단을 가지고 있다. 이들은 5'→3' 방향을 정의한다. 5'→3' 방향으로 읽을 수 있는 해독틀은 세 가지가 있으며, 각각은 트리플렛에서 서로 다른 뉴클레오타이드로부터 시작한다. 이중 가닥 핵산의 경우, 상보적인 다른 가닥으로부터 이 가닥을 따라 5'→3' 방향으로 추가적인 세 가지 해독틀로 읽혀질 수 있다. 이중 가닥 핵산 분자의 두 가닥은 역평행이므로 두 번째 가닥의 5'→3' 방향은 첫 번째 가닥의 3'→5' 방향에 해당한다.

일반적으로 핵산의 특정 부분에서 생물학적으로 의미 있는 해독틀(열린 해독틀)은 최대 하나뿐이다. 일부 바이러스의 전사체는 여러 개의 겹치는 해독틀을 사용하여 번역될 수 있다. 포유류의 미토콘드리아 DNA에서 해독틀이 겹치는 예는 하나 있는데, ATPase의 두 소단위체를 부호화하는 유전자의 부분이 겹친다는 점이다.
섬네일|오른쪽|컴퓨터로 가능한 6가지 해독틀 모두로 번역한 DNA 부분의 예. 유전자 1과 2의 열린 해독틀(ORF)이 강조 표시되어 있다.

 유전 부호 

DNA는 3개의 뉴클레오타이드로 구성된 코돈의 연속을 통해 단백질의 아미노산 서열을 암호화한다. 따라서 주어진 DNA 염기 서열은 6가지의 다른 방식으로 읽혀질 수 있다. 한 방향으로 3개의 해독틀(서로 다른 뉴클레오타이드에서 시작)과 반대 방향으로 3개의 해독틀이 있다. 전사 과정에서 RNA 중합효소는 주형 DNA 가닥을 3'→5' 방향으로 읽지만, mRNA는 5'→3' 방향으로 생성된다. mRNA는 단일 가닥이므로 가능한 해독틀이 3개뿐이며, 그 중 하나만 번역된다. mRNA 해독틀의 코돈은 리보솜에 의해 5'→3' 방향으로 아미노산으로 번역되어 폴리펩타이드 사슬을 생성한다.

 열린 해독틀 

열린 해독틀(ORF)은 RNA로 전사되고 단백질로 번역될 가능성이 있는 해독틀이다. 이는 개시 코돈을 포함하고, 그 후 3개의 뉴클레오타이드 배수 길이의 영역을 거쳐 동일한 해독틀 내에서 종결 코돈에 이르는 연속적인 DNA 서열을 필요로 한다.

미토콘드리아 및 엽록체 게놈에서 열린 해독틀의 번역으로 생성될 것으로 추정되는 아미노산 서열이 알려지지 않은 경우, 해당 열린 해독틀(ORF)를 미확인 해독틀(URF)이라고 불렀다. 예를 들어, MT-ATP8 유전자는 사람의 미토콘드리아 전체 게놈 서열이 분석되었을 때 URF A6L로 처음 기술되었다.

 다중 해독틀 
섬네일|300px|사람의 미토콘드리아 유전자 MT-ATP8과 MT-ATP6에서 사용되는 두 가지 해독틀.

다중 해독틀을 사용하는 것은 유전자 중첩첩 가능성을 초래하며, 이러한 현상은 바이러스, 원핵생물 및 미토콘드리아 게놈에서 많이 나타날 수 있다. 일부 바이러스, 예를 들어 B형 간염 바이러스와 BYDV는 서로 다른 해독틀에서 여러 개의 중첩 유전자를 사용한다.

드물지만, mRNA 번역 과정에서 리보솜이 한 프레임에서 다른 프레임으로 이동하는 현상이 발생할 수 있다(리보솜 틀이동). 이로 인해 mRNA의 앞부분은 하나의 해독틀로 번역되고, 뒷부분은 다른 해독틀로 번역된다. 이는 염기 서열(DNA 또는 RNA) 자체는 변하지 않고, 단지 해독틀만 바뀌기 때문에 틀이동 돌연변이와는 구별된다.

 같이 보기 
 유전 부호
 방향성 (분자생물학)
 센스 (분자생물학)

 각주 

분류:단백질 생합성
분류:유전학
분류:분자생물학