Chapter 9: Translation: RNA to Protein

Back to chapter

9.5:

Translasyonun Başlatılması

JoVE Core
Molecular Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Core Molecular Biology

Initiation of Translation

Previous Video
9.4: Improving Translational Accuracy

Next Video
9.6: Termination of Translation

Languages

Share

English العربية 中文 Nederlands français Deutsch עברית italiano 日本語 한국어 português русский español Türkçe

mRNA’da, translasyon için başlangıç yeri çok önemlidir. Translasyon, başlangıç kodonundan bir nükleotid önce veya sonra başlarsa, mRNA’daki takip eden her kodon yanlış okunur ve işlevsel olmayan bir amino asit dizisi sentezlenir. Translasyon, AUG kodonu ve bir başlatıcı tRNA ile başlar;başlatıcı tRNA;bakterilerde amino asit, metiyonin veya kimyasal olarak değiştirilmiş formal metiyonini taşır.Başlatıcı tRNA ayrıca, ökaryotik başlatma faktörleri olarak adlandırılan proteinler tarafından tanınan, korunmuş nükleotidleri de içerir. eIF2 ve GTP ile birlikte, başlatıcı tRNA, küçük ribozomal alt birimin P bölgesine bağlanarak, ökaryotik başlatma-öncesi kompleksini oluşturur. Bu kompleks, eIF4E’nin 5’başlığına ve eIF4G’nin poli-A kuyruk bağlama proteinlerine bağlanmış olan başlatma faktörleri ile etkileşime girerek mRNA’yı tanır.Gücünü ATP hidrolizi ile sağlayan kompleks, daha sonra tRNA antikodonu mRNA üzerindeki ilk AUG dizisini ararken, 5’yönünden 3’yönüne hareket eder. Kodon-antikodon tanımasıyla, GTP hidrolize edilir ve başlatma faktörleri ayrılarak büyük ribozomal alt birimin komplekse katılmasına ve tam bir ribozom oluşturmasına izin verir. Artık ikinci amino asidi taşıyan yeni bir tRNA, ribozom üzerindeki A bölgesine bağlanabilir ve protein sentezi başlayabilir.Bakterilerde, mRNA’ların translasyonu başlatmak için gereken 5’başlıkları yoktur. Bunun yerine, her bakteriyel mRNA’da, ilk AUG kodonunun upstream yönünde, Shine-Dalgarno dizisi adı verilen bir öncü dizisi bulunur. Bu uzlaşı AGGAGGU dizisi, küçük ribozomal alt birimin 16S rRNA’sı üzerindeki tamamlayıcı bir dizi ile baz eşleşmesi yaparak, ribozomal bağlanma yeri görevi görür.Artık, ribozomun tümü translasyona başlamaya hazırdır ve 50S ribozomal alt birimi, başlatma kompleksine bağlanabilir.

9.5:

Translasyonun Başlatılması

Translasyonu başlatmak karmaşıktır, çünkü birden fazla molekül içerir. Başlatıcı tRNA, ribozomal alt birimler ve ökaryotik başlatma faktörleri (eIF'ler), mRNA'nın başlatma kodonu üzerinde bir araya gelmek için gereklidir. Bu işlem, farklı eIF'lerin aracılık ettiği birkaç adımdan oluşur.

İlk olarak, başlatıcı tRNA, ökaryotik başlatma faktörü 2 (eIF2) ile uzatıcı tRNA havuzundan seçilmelidir. Başlatıcı tRNA (Met-tRNAi), belirli pozisyonlarda değiştirilmiş bazlar da dahil olmak üzere korunmuş dizi elemanlarına sahiptir. Bu, Met-tRNAi'yi diğerlerinden farklı kılar.

Metiyonin Taşıyan tRNA'lar.

Daha sonra, eIF2/GTP / Met-tRNAi üçlü kompleksi ve diğer eIF'ler, bir 43S ön başlatma kompleksi oluşturmak için küçük ribozomal alt birime bağlanır. Ön başlatma kompleksi mRNA'yı bağlamadan önce, doğru işlenmiş mRNA'nın çevrildiğinden emin olmak için, hücre eIF4F'nin eIF4E alt birimi tarafından mRNA'nın 5’ başlığının ilk tanınmasını kullanır.

Ökaryotik mRNA'ların çoğu monokistroniktir, yani sadece tek bir proteini kodlar. Ön başlatma kompleksi mRNA'ya bağlandıktan sonra, kompleks, genellikle 5′-terminal başlığının aşağısındaki 50– 100 nükleotid olan ilk AUG üçlüsünü aramak için ileriye doğru hareket eder.

Bu tarama sırasında, başlangıç kodonuna bitişik nükleotitler kodon tanıma verimliliğini etkiler. Tanıma bölgesi, konsensüs tanıma dizisinden önemli ölçüde farklıysa (5ʹ-ACCAUGG-3ʹ), ön başlatma kompleksi mRNA'daki ilk AUG üçlüsünü atlayabilir ve bir sonraki AUG'ye kadar taramaya devam edebilir. Bu fenomen “ sızdıran tarama” olarak bilinir. İnsan papilloma virüsü gibi çeşitli virüsler, translasyon sırasında baskın mekanizma olarak sızdıran taramayı kullanır. Diğer hücreler de bunu aynı mRNA molekülünden birden fazla protein üretmek için sıklıkla kullanırlar.

Bakteriyel ribozomlar, Shine-Dalgarno sekansının aşağısında birkaç nükleotid bulunan bir başlangıç kodonu üzerinde doğrudan toplanabilir. Bu nedenle, tek bir bakteriyel mRNA molekülü, bakteriyel mRNA'ları polikistronik yapan birkaç farklı proteini kodlayabilir.

Suggested Reading

Alberts, Bruce. "Molecular Biology of the Cell." (2016), Pgs 347-348.
Pestova, Tatyana V., Victoria G. Kolupaeva, Ivan B. Lomakin, Evgeny V. Pilipenko, Ivan N. Shatsky, Vadim I. Agol, and Christopher UT Hellen. "Molecular mechanisms of translation initiation in eukaryotes." Proceedings of the National Academy of Sciences 98, no. 13 (2001): 7029-7036.
Stacey, Simon N., Deborah Jordan, Andrew JK Williamson, Michael Brown, Joanna H. Coote, and John R. Arrand. "Leaky scanning is the predominant mechanism for translation of human papillomavirus type 16 E7 oncoprotein from E6/E7 bicistronic mRNA." Journal of virology 74, no. 16 (2000): 7284-7297.

Tags

Translation Initiation MRNA Start Site Start Codon Misreading Codons Non-functional Sequence Initiator TRNA Methionine Formylmethionine Eukaryotic Initiation Factors Pre-initiation Complex 5′ Cap Poly(A) Tail-binding Proteins ATP Hydrolysis Anticodon Recognition Large Ribosomal Subunit A-site Binding Protein Synthesis Bacterial MRNA Leader Sequence