$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Als vertaling meest cellulaire energie verbruikt, is het zinvol dat de vertaling strak gereguleerde1 is. Omgekeerd, disregulatie van de vertaling- en de daaruit voortvloeiende wijzigingen in de uitvoer van de eiwit-wordt vaak waargenomen in stress-respons en ziekte, zoals kanker1,2. Een groot voordeel van translationeel controle is de snelheid waarmee cellen hun productie van eiwitten veranderen kunnen om te reageren op verschillende stimuli3. Vertaling verordening vormt aldus een belangrijk mechanisme die invloed op de overleving van de cel en dood1,2,3 hebben kan. Van de stappen van de vertaling is Inleiding de meeste zeer gereglementeerde en complexe3. Kort, meest eukaryotische mRNAs bevatten een 5' m7G GLB dat bijna altijd essentieel is voor de vertaling ervan. Aanvang van de GLB-afhankelijke vereist eukaryotische initiatie factoren eIF4E, eIF4A en eIF4G (de GLB-erkenning complex) om te interageren met het 5' einde van de mRNA. Het 43S preinitiation ribosoom complex, waarin eIF2-gebonden initiator tRNA en eIF3, is aangeworven aan het einde 5' van de mRNA via een interactie tussen eIF4G en eIF3. De complexe preinitiation wordt beschouwd als het scannen van mRNA, geholpen door de eIF4A (een RNA helicase) totdat de start codon (AUG) ligt. De 48S Inleiding complexe vervolgens wordt gevormd en tRNA wordt geleverd in de P-site van het ribosoom. Tot slot zijn de 60S en 40S ribosoom subeenheden Verenigd om te vormen van de complexe, 80S-inleiding gevolgd door vertaling rek1,3,4. In tegenstelling, omzeilen interne ribosome entry sites (IRESes) de eis voor een 5'-cap door de indienstneming van de subeenheid 40S ribosomal rechtstreeks naar de inleiding codon3. Fysiologische stress voorwaarden verzachten globale vertaling van mRNA als gevolg van wijzigingen van belangrijke algemene eukaryotische initiatie factoren (eIFs). Echter niet-canonieke vertaling initiatie mechanismen kunnen voor selectieve vertaling van bepaalde mRNAs die vaak stressrespons eiwitten coderen en disregulatie van niet-canonieke vertaling inleiding is betrokken bij ziekte staten zoals kanker 1 , 2. discrete RNA regelgevende elementen, zoals cellulaire IRESes, toestaan voor de vertaling van dergelijke mRNAs2,3.
Een bijzonder interessant aspect van translationeel controle is te begrijpen van de mechanismen van canonieke versus niet-canonieke vertaling van een bepaalde mRNA. Toeprinting is een techniek waarmee de mechanistische detailstudie van vertaling inleiding van specifieke RNAs in vitro. Het algemene doel van toeprinting is om te beoordelen van het vermogen van een RNA van belang om de vorming van een complex met het ribosoom onder uiteenlopende omstandigheden, vertaling-initiatie ervoor om te bepalen welke sequenties, structurele elementen of accessoire factoren zijn vereist voor het initiëren van de efficiënte vertaling. Bijvoorbeeld, misschien ribosoom werving worden belemmerd in het ontbreken van een 5'-cap maar gestimuleerd door de aanwezigheid van een IRES.
Het principe van de techniek is in vitro transcriberen een RNA van belang, het broeden in de aanwezigheid van cellulaire extracten met vertaling onderdelen (of de gezuiverde componenten) zodat de inleiding complexen te vormen en om te keren transcriberen het RNA met een specifieke primer. Stabiele complexen van RNA-ribosoom zal leiden tot omgekeerde transcriptie tot stilstand op de 3'-rand van het ribosoom-de zogenaamde 'toeprint'5,6,7.
In dit protocol, de ribosomal subeenheden, eIFs, tRNAs en IRES trans-acteren factoren (ITAFs) zijn gunstig bijgedragen door konijn Retikulocyt lysate (RRL). Een ander voordeel van dit protocol is het gebruik van een primer fluorescently-label en fluorescentie gel gebaseerde imager, in plaats van een radiolabeled primer. Dit elimineert de extra stappen, met inbegrip van radiolabeling van de primer, evenals de gel drogen en blootstelling aan een toenemende scherm. De fluorescerende bands van gasten worden geregistreerd in real time als de gel loopt, waardoor voor grotere resolutie. Afgetopte X-gebonden remmer van apoptosis eiwit (XIAP) IRES RNA wordt gebruikt als een voorbeeld hier, hoewel afgetopte mRNAs kan ook door deze techniek8worden geanalyseerd.
In tegenstelling tot westerse analyse, die de uiteindelijke uitvoer van het vertaalproces in cel lysates meet, is toeprinting een in vitro -benadering voor het meten van de vertaling initiatie complexvorming op een RNA. Deze reductionistische aanpak zorgt voor de zeer gedetailleerde studie van substraten of factoren die vertaling initiatie regelen (bv., afgetopte of un-afgetopte mRNA, IRES structuur, aan- of afwezigheid van poly-A-staart, bepaling van specifieke proteïne factoren, enz.). Vandaar, toeprinting kunnen worden gebruikt om te bestuderen van de verschillende wijzen van vertaling8 of de effecten van mRNA structuren, zoals IRESes, op eiwit synthese9,10.