چارچوب خوانش باز

چارچوب خوانش باز (مطابق واژه مصوب فرهنگستان زبان) در ژنتیک مولکولی، به بخشی از چهارچوب خوانش گفته می‌شود که قابل ترجمه باشد. چهارچوب خوانش باز، یک بسط پیوسته از کدون‌هایی است که هم حاوی کدون شروع‌کننده (معمولا AUG) و هم کدون خاتمه دهنده (معمولا UAA, UAG, UGA) است. کدون ATG موجود در چهارچوب خوانش باز (لزوما اولین کدون نیست) ممکن است بیانگر محل شروع فرایند ترجمه باشد. محل خاتمهٔ فرایند رونویسی پس از چهارچوب خوانش باز و در مکانی دورتر از کدون خاتمه فرایند ترجمه قرار گرفته‌است. اگر فرایند رونویسی باید پیش از رسیدن به کدون خاتمه به اتمام رسد، در فرایند ترجمه، پروتئین به صورت ناقص تولید خواهد شد. در ژن‌های یوکاریوت که حاوی تعداد زیادی اگزون هستند، چهارچوب خوانش باز شامل نواحی اینترون و اگزون بوده که ممکن است پس از رونویسی چهارچوب خوانش باز، با هم یکی شوند و mRNA نهایی مورد نیاز برای ترجمه پروتئین را تولید کنند.

ارزش زیست‌شناسی

یکی از کاربردهای متداول چهارچوب خوانش باز کمک به پیش‌بینی ژن است. چهارچوب‌های خوانش باز بلند، اغلب به همراه سایر شواهد برای شناسایی نواحی منتخب کدکننده پروتئین یا نواحی کدکنندهٔ RNA فعال در توالی DNA به کار می‌روند. حضور چهارچوب خوانش باز لزوماً به معنای این نیست که این ناحیه ترجمه شده‌است. به عنوان مثال، در یک توالی تصادفی DNA با درصدهای مشابه نوکلئوتید، انتظار می‌رود که پس از هر ۲۱ کدون، یک کدون خاتمه دهنده قرار داشته باشد. یک الگوریتم ساده برای پروکاریوت‌ها ممکن است به دنبال کدون شروع‌کننده‌ای باشد که پس از آن یک چهارچوب خوانش باز با طول کافی برای کدکردن پروتئین وجود داشته باشد. در این ناحیه کاربرد کدون با ویژگی‌های تناوبی نواحی کدکنندهٔ ارگانیسم هم خوانی دارد. یک چهارچوب خوانش باز حتی اگر به قدر کافی بلند باشد به تنهایی دال بر حضور ژن نخواهد بود. از طرفی دیگر، ثابت شده‌است که برخی از چهارچوب‌های خوانش باز کوتاه (sORFs) که فاقد ژن‌های کدکنندهٔ پروتئین هستند (هم از ncRNA و هم mRNA)، می‌توانند پپتیدهای فعال و کاربردی تولید کنند. 5'NTR در حدود ۵۰ درصد mRNA پستانداران مشخص شده‌است که حاوی یک یا چند چهارچوب خوانش باز کوتاه هستند؛ و در حدود ۷۵–۶۴ درصد مکان‌های ترجمهٔ به دست آمده از طریق آزمایش برای این نوع چهارچوب‌ها در ژنوم انسان و موش به صورت دست نخورده محفوظند که ممکن است بیانگر این موضوع باشد که این عناصر فعال هستند. اگرچه، چهارچوب‌های خوانش باز کوتاه، اغلب می‌توانند تنها در تعداد کمی از اشکال mRNA یافت شوند و از انتخاب جلوگیری کنند. شدت عدم تغییر مکان‌ها ی اولیه ممکن است با محل قرارگیری آن‌ها در داخل بهبود دهنده‌های ژن‌های مرتبط شان ارتباط داشته باشد. چنین ویژگی مختص ژن SLAMF1 است.