Open reading frame: differenze tra le versioni

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'''Open Reading Frame''' (sigla '''ORF'''), in italiano '''quadro''' (o '''cornice''') '''di lettura aperto''' è la fase di lettura che consente di codificare un’intera [[proteina]], senza incontrare [[codone di stop|codoni di stop]] prematuri e quindi formare una proteina tronca. Le ORF vengono normalmente individuate spostandosi lungo i frammenti di DNA durante la ricerca della localizzazione di un [[gene]]. Considerando che vi sono [[organismo|organismi]] che presentano delle variazioni nella sequenza del [[Codice genetico|codone d'inizio]], la ricerca di una ORF può essere differente, sfruttando ad esempio degli [[algoritmo|algoritmi]] costruiti su tutti i [[genoma|genomi]] esistenti (inclusi quelli alterati) e su tutte le possibili modalità di lettura.

{{U|coding DNA sequence|biologia|agosto 2008}}

'''Open Reading Frame''' (sigla '''ORF''') o '''DNA/RNA codificante''' (o '''Coding DNA Sequence''' [sigla '''CDS'''] se riferita specificamente al DNA) indica la parte (o sequenza) di [[DNA]] o [[RNA]] che codifica per una [[proteina]].

In un [[gene]] le ORF si trovano comprese fra la sequenza di inizio ([[codone]] d'inizio) e la sequenza di stop (codone di terminazione).

== Definizioni ==

Le ORF vengono normalmente individuate spostandosi lungo i frammenti di DNA durante la ricerca della localizzazione di un gene

Considerando che vi sono [[organismo|oganismi]] che presentano delle variazioni nella sequenza del codone d'inizio, la ricerca di una ORF può essere differente, sfruttando ad esempio degli [[algoritmo|algoritmi]] basati costruiti su tutti i codici genetici esistenti (inclusi quelli alterati) e su tutte le possibili modalità di lettura.

Ci sono le [[Definizione|definizioni]] diverse per una ORF: Può essere la sequenza limitata di un codone d'inizio e un codone di stop, però anche di due codoni di stop (ciascuno all'inizio e alla fine della ORF). <ref>Claverie, J.-M. (1997) Computational methods for the identification of genes in vertebrate genomic sequences. ''Hum. Mol. Genet.'' '''6''', 1735–1744.</ref><ref>P. Sieber, M. Platzer, S. Schuster (2018) The definition of open reading frame revisited. ''Trends Genet.'' '''34''', 167-170.</ref>

È risaputo che, l'esistenza di una ORF, particolarmente se lunga, è una buona indicazione della presenza di un gene nella sequenza posta nelle immediate vicinanze. In tal caso, la ORF stessa fa parte della sequenza che verrà tradotta dai [[ribosoma|ribosomi]], comprendendo in tutta la sua lunghezza anche le parti che verranno eliminate prima della [[sintesi proteica]], vale a dire gli [[introne|introni]].

Nei geni [[eucarioti|eucariotici]] con [[esone|esoni]] multipli, gli [[introne|introni]] sono rimossi e gli esoni vengono uniti dopo la [[trascrizione]] per produrre l'[[RNA messaggero|mRNA]] finale per la [[Sintesi proteica|traduzione]] della proteina. Quindi, la definizione di ORF da start a stop si applica solo agli mRNA dopo lo [[splicing]], non al DNA genomico. Gli introni possono contenere codoni di stop e/o causare spostamenti tra i quadri di lettura. La definizione alternativa dice che una ORF è una sequenza che ha una lunghezza divisibile per tre ed è senza codoni di stop. Questa definizione più generale può essere utile anche nel contesto della [[trascrittomica]] e della [[metagenomica]], dove il codone di inizio e/o stop può non essere presente nelle sequenze ottenute. In questo caso, una ORF corrisponde a una parte di un gene piuttosto che al gene completo.

===La ricerca delle ORF nei procarioti e negli eucarioti===

Una volta stabilita la sequenza del gene è importante determinare la ORF corretta. Per gli organismi con DNA a doppia elica, la sequenza può essere stabilita in sei modalità di lettura, tre in un verso e tre nel verso opposto. Negli organismi [[procarioti]], la sequenza più lunga che risulta priva di un codone di terminazione costiutuisce di fatto una ORF.

È risaputo che, l'esistenza di una ORF, particolarmentesoprattutto se lunga, è una buona indicazione della presenza di un gene nella sequenza posta nelle immediate vicinanze. In tal caso, la ORF stessa fa parte della sequenza che verrà tradotta dai [[ribosoma|ribosomi]], comprendendo in tutta la sua lunghezza anche le parti che verranno eliminate prima della [[sintesi proteica]], vale a dire gli [[introne|introni]].

Più problematico è il caso degli organismi [[eucarioti]] in quanto la maggior parte del DNA contenuto in una ORF (quella costituita dagli introni appunto), non viene tradotta; questa è la ragione per cui, in questo caso, una ORF può essere trovata soltanto andando ad analizzare l' [[mRNA]] una volta sottoposto al processo di [[splicing]].

A volte un ORF è semplificato come [[Sequenza di DNA|sequenza]] di codifica del DNA (CDS). Una CDS è un frammento di [[DNA]] che codifica una proteina. Però una ORF significa un frammento di DNA che può codificare una potenziale proteina.

===Rapporto con la sequenza di Kozak===

Nel DNA, la CDS si trova all'interno degli [[esone|esoni]] ed inizia con una sequenza abbastanza ricorrente detta [[sequenza di Kozak]], composta dalla sequenza ATG la quale si può presentare in 3 varianti:<br>

=== La ricerca delle ORF nei procarioti e negli eucarioti= ==

1) La prima presenta in posizione -4 rispetto alla CDS, intendendo con (-) i [[nucleotide|nucleotidi]] presenti nella sequenza, una [[adenosina]] o una [[guanina]] (es. '''A'''TCG'''ATG''')<br>

Una volta stabilita la sequenza del gene è importante determinare la ORF corretta. Per gli organismi con DNA a doppia elica, la sequenza può essere stabilita in sei modalità di lettura, tre in un verso e tre nel verso opposto. Negli organismi [[procarioti]], la sequenza più lunga che risulta priva di un codone di terminazione costiutuiscecostituisce di fatto una ORF.

2) La seconda presenta una [[guanosina]] subito dopo la sequenza di inizio (es. '''ATGG''')<br>

3) La terza presenta in posizione +3 una guanosina ('''ATGG''').

Più problematico è il caso degli organismi [[eucarioti]] in quanto la maggior parte del DNA contenuto in una ORF (quella costituita dagli introni appunto), non viene tradotta; questa è la ragione per cui, in questo caso, una ORF può essere trovata soltanto andando ad analizzare l' [[mRNA]] una volta sottoposto al processo di [[splicing]].

=== Rapporto con la sequenza di Kozak= ==

Nel DNA, la CDS si trova all'interno degli [[esone|esoni]] ed inizia con una sequenza abbastanza ricorrente detta [[sequenza di Kozak]], composta dalla sequenza ATG la quale si può presentare in 3 varianti:<br>

1)# La prima presenta in posizione -43 rispetto alla CDS, intendendo con (-) i [[nucleotide|nucleotidi]] presenti nella sequenza, una [[adenosina]] o una [[guanina]] (es. '''A'''TCGCG'''ATG''')<br>

2)# La seconda presenta una [[guanosina]] subito dopo la sequenza di inizio (es. '''ATGGATG'''C'''G''')<br>

3)# La terza presenta in posizione +3 una guanosina ('''ATGG''').

Queste varianti non sono accessorie, ma possono avere notevole importanza nella scelta di quale sequenza venga tradotta, poiché la presenza di queste favorisce l'attacco dei complessi di traduzione in determinati punti rispetto ad altri, cosa molto importante in sequenze che possono dare potenzialmente più trascritti.

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La sequenza CDS termina in determinate sequenze, dette di Stop, che corrispondono generalmente alla tripletta TGA.

== Note ==

<references/>

== Altri progetti ==

===Collegamenti esterni===

{{interprogetto}}

[http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/gorf/ Programma per la ricerca di ORF (in inglese)]

=== Collegamenti esterni= ==

[http* {{cita web|https://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/gorf/ |Programma per la ricerca di ORF (in inglese)]|lingua=en}}

* {{cita web|http://web.mit.edu/star/orf/|StarORF facilita l'identificazione della proteina (s) codificato all'interno di una sequenza di DNA|lingua=en}}

* {{cita web|http://bioweb.uwlax.edu./GenWeb/Molecular/Seq_Anal/Translation/translation.html|Translation and Open Reading Frames|lingua=en}}

{{Biologia molecolare}}

{{Genetica}}

{{Portale|Biologia}}

[[Categoria:DNA]]

[[Categoria:Espressione genica]]

[[ca:Pauta oberta de lectura]]

[[de:Offener Leserahmen]]

[[en:Open reading frame]]

[[es:Marco abierto de lectura]]

[[fr:Phase ouverte de lecture]]

[[he:מסגרת הקריאה הפתוחה של הגן]]

[[ja:オープンリーディングフレーム]]

[[pl:Otwarta ramka odczytu]]

[[ru:Открытая рамка считывания]]

[[zh:開放閱讀框架]]