DNA 翻译

DNA 翻译工具

在全部 6 种阅读框中将 DNA 序列翻译为蛋白质。

N 等简并碱基译为 X 并保留原位,下游读框不受影响。

输入 DNA 序列以翻译为蛋白质。

工具描述

翻译是从 mRNA 模板合成蛋白质的过程。每个密码子(3 个核苷酸)根据标准遗传密码解码为一个氨基酸。由于翻译可从每条链的三个位置之一开始,一条 DNA 序列共有 6 种阅读框(正向 3 个 + 反向 3 个)。终止密码子(TAA、TAG、TGA)终止翻译,以 * 表示。

使用说明

在输入框中粘贴或输入 DNA 序列,工具会即时使用标准遗传密码翻译全部 6 种阅读框。终止密码子显示为 *。仅翻译 A、C、G、T(不区分大小写),其他字符跳过。

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功能简介

DNA 翻译工具一次性把核苷酸序列按全部六个阅读框翻译成蛋白质:正链三个、反向互补链三个。粘贴 DNA 序列后,每个阅读框都会以单字母氨基酸串给出,并附残基数、终止密码子计数、起始与终止密码子高亮,以及每个框各自的复制按钮。要快速看出某个开放阅读框可能编码什么、确认克隆插入片段的翻译是否符合预期,或演示少一个碱基会带来多大改变,这都是最快的办法。序列完全在浏览器内处理,不会上传。

原理与公式

翻译按不重叠的三联体读取序列,每个三联体称为一个密码子,通过标准遗传密码对应一个氨基酸。本工具使用标准核基因密码表的 DNA 形式(用胸腺嘧啶而非尿嘧啶),把 TAA、TAG、TGA 三个终止密码子标为星号,其余 61 个密码子译成对应的单字母残基代码。由于事先不知道正确的读框,六个框都会计算:正链从第 1、2、3 位各起一框,反向互补链同样三框 —— 反向互补链由序列倒序并把 A 换 T、C 换 G 得到。由 ATG 译出的甲硫氨酸会以绿色标出,方便一眼找到候选阅读框,但工具不会替你选定读框,且 ATG 出现在任何位置都译成甲硫氨酸。N、R、Y 等简并位点是合法的序列字符,会保留在原位并各译成 X,因此它们标记了不确定性却不会扰乱下游读框。末尾不足以构成一个密码子的一两个碱基会被丢弃,而不会用未知符号补齐。

演算示例

以九个碱基的序列 ATGGCCTGA 为例。+1 框读作 ATG GCC TGA,得到 MA*——甲硫氨酸、丙氨酸、终止,即 2 个残基和 1 个终止。+2 框错开一个碱基读作 TGG CCT,末位 A 成为不完整密码子,得到 WP,2 个残基、无终止。+3 框读作 GGC CTG,余下 GA 未读,得到 GL。ATGGCCTGA 的反向互补是 TCAGGCCAT,其三个框分别得到 SGH、QA 和 RP。一条短序列就给出六种不同答案,这正是要展示全部六个框、而不是采信第一个框的原因。较长的读长行为相同而后果会累积:缺失一个碱基会让下游全部密码子移位,本应读作甲硫氨酸-丙氨酸-丙氨酸的序列,从出错位置起会变成完全无关的肽段。留意每个框下方的残基数与终止数——真正携带编码序列的框通常表现为一长串残基,末尾只有一个终止密码子。

适用场景

用它看克隆插入片段或 PCR 产物可能编码什么、确认经过编辑步骤后读框是否被保住,以及向学生演示移码如何改变蛋白质。有三个细节决定答案对不对。第一,简并碱基是被保留而不是被移除的。N、R、Y 等 IUPAC 代码是合法的序列字符,各占其位并译成 X,因此 ATGNCCTGA 读作「甲硫氨酸、未知、终止」,而不是悄悄把缺口合上。若改为删除该字符,下游每个密码子都会移位 —— 这正是翻译结果满屏终止密码子的经典原因。只有数字、标点这类真正的外来字符会被剔除,且发生时会给出提示。第二,尿嘧啶可用:以 AUGGCCUGA 粘贴的 RNA 序列会通过 U 转 T 按 DNA 读取,因为两者在标准密码表中等价。第三,反向链不能忽略 —— 基因可以位于任意一条链上,因此六个框都应扫一遍,并找出以 ATG 开头的最长开放阅读框。全程使用标准核基因密码表,所以线粒体序列(TGA 编码色氨酸、ATA 编码甲硫氨酸)会被译错。

常见问题

六个阅读框指什么?
每条链三个。密码子是三个碱基,因此序列的第 1、2、3 位各能起始一个框,反向互补链同理。九个碱基的 ATGGCCTGA 因此有六种可能翻译:正链的 MA*、WP、GL,以及反向链的 SGH、QA、RP。其中只有一个是真正的蛋白质,所以六个框全部展示。
为什么我的翻译结果满屏终止密码子,或者明显读框不对?
通常是因为翻译前剔除了并非核苷酸的字符,或者读框选错了。简并碱基是安全的:N、R、Y 等 IUPAC 代码保留原位并显示为 X,所以 ATGNCCTGA 读作「甲硫氨酸、未知、终止」。数字与标点则不安全,会被剔除并给出警告,因为哪怕少一个碱基都会让下游所有密码子移位。请对照各框下方的残基数与终止密码子数:真正承载编码序列的那一框通常表现为一长串残基、末尾只有一个终止密码子。
工具会自动帮我找开放阅读框吗?
不会。六个框全部完整翻译,不偏向任何一个。ATG 出现在哪里都按甲硫氨酸翻译,不会被当作起始信号;末尾无法构成密码子的一两个碱基会被丢弃。要找编码区,请寻找残基成串、末尾只有一个终止密码子的那个框,再对照注释或克隆策略确认。
为什么结果与我的测序报告不一致?
有三点要核对。第一,链与读框:报告可能只给出反向互补链,或只给出被注释的那一框。第二,遗传密码表:本工具使用标准核基因密码表,因此线粒体序列(TGA 为色氨酸、ATA 为甲硫氨酸)会译错。第三,输入是 DNA 还是 RNA:尿嘧啶可用并会转成胸腺嘧啶,所以 RNA 序列可以直接粘贴;但含有数字、空白或换行的文件会先经历字符剔除,而 N 这类简并代码会显示为 X。