Translacja

• Inicjacja
• Elongacja
• Terminacja

Białka są syntetyzowane w kierunku od końca

aminowego do karboksylowego

Rozmieszczenie 3H-

leucyny w łańcuchach α hemoglobiny

syntetyzowanej po ekspozycji retikulocytów

na działanie trytowanej leucyny

Translacja mRNA

przebiega w kierunku 5’→ 3’

Inicjacja translacji wymaga obecności wolnych

podjednostek 30S

IF-

3 wiąże się do podjednostki 30S i

odpowiada za specyficzne
przyłączanie mRNA.

IF-

2 wiąże specjalny inicjatorowy

tRNA i kontroluje jego przyłączenie w
miejscu P rybosomu.

IF-

1 wiąże się do 30S tylko jako cześć

kompleksu inicjacyjnego. Czynnik ten
wiąże się do miejsca A i zapobiega
związaniu się aminoacylo-tRNA.
Prawdopodobnie przeciwdziała on
także przyłączeniu się podjednostki
50S.

Inicjacja translacji wymaga przyłączenia się czynników

inicjacyjnych (IF) do małej podjednostki rybosomu

Rola czynnika IF3

Etapy inicjacji translacji w komórkach prokariotycznych

Kodony
inicjacji:

AUG

Ale u bakterii
może też
występować
GUG lub UUG

tRNA

f

Met

tRNA

m

Met

Inicjatorowe tRNA ulega formylacji

w komórkach

prokariotycznych

Budowa tRNA inicjatorowego

w komórkach

prokariotycznych

Tylko fMet-tRNA

f

może przyłączyć się do

niepełnego miejsca P

Miejsce wiązania rybosomu w komórkach

prokariotycznych

Sekwencje miejsc inicjacji translacji w niektórych
cząsteczkach RNA bakteryjnych i wirusowych

Inicjacja translacji
w komórkach
eukariotycznych

AUG

kodon startu

tRNA

i

Met

Rozpoznawanie mRNA przez 40S

u eukariontów :
- więcej czynników translacyjnych (eIF)
- brak sekwencji SD
= odnajdywanie kodonu Start przez skaning

tzw. sekwencja Kozak
5’ CC A/G CC

AUG

G 3’

Marilyn Kozak

- podjednostka 40S, zawierająca Met-tRNA

i

Met

wiąże się do miejsca Kap na mRNA i skanuje mRNA aż

znajdzie odpowiednią sekwencję
- wykorzystywana jest energia z hydrolizy ATP

Czynniki inicjacyjne wiążące się do mRNA

Działanie eIF-2

Powstawanie kompleksu 43S

Wiązanie mRNA do kompleksu 43S

Tworzenie kompleksu 48S

Alternatywny proces translacji

Mechanizm inicjacji

wewnętrznej zależny jest od odcinka

sekwencji,

który

zwany

jest

wewnętrznym

miejscem

oddziaływania z rybosomem (IRES, ang. Internal Ribosome
Entry Site)

Sekwencje takie

występują w szeregu wirusowych RNA, ale

także od IRES zależy translacja niektórych mRNA w komórkach
eukariotycznych

zaangażowanych w:

- cykl

komórkowy

-

apoptozę

-

regulację odpowiedzi na warunki stresowe

-

regulację odpowiedzi na proces nowotworzenia

Z elementami IRES

wiążą się specyficznie białka – czynniki

wiążące się z IRES in trans (ITAF, ang. IRES Trans-Acting
Factors)

Proces translacji niezależny od kapu

Błaszczyk i wsp., 2007, Postępy Biochemii, 53, 400-409

Strategie wiązania 43S do
IRES:

-poprzez eIF4G i eIF4A

-

bezpośrednie

oddziaływanie stabilizowane
przez eIF3

- bez jakichkolwiek
czynników i tRNA

Rola elementów IRES w komórkowej regulacji

ekspresji genów na poziomie translacji

•

Obniżona aktywność czynników:

- eIF4E -

podczas apoptozy oraz przejścia z fazy G2 do mitozy

- eIF2

– warunki stresowe: głód, szok cieplny, promieniowanie UV, hypoksja,

stres endoplazmatyczny

Rożne komórkowe mRNA mają różne wymagania co do poziomu aktywnego
kompleksu eIF2-GTP-Met-tRNA

i

Proponowany mechanizm regulacji translacji

mRNA

p53 z wykorzystaniem elementów IRES

Błaszczyk i wsp., 2007, Postępy Biochemii, 53, 400-409

Udział IRES w regulacji translacji podczas

apoptozy

Błaszczyk i wsp., 2007, Postępy Biochemii, 53, 400-409

Udział IRES w regulacji procesu nowotworzenia

•

Istnieje grupa

onkogenów, które ulegają wewnętrznej inicjacji translacji:

członkowie rodziny genów myc, Bag-1, czynniki wzrostu VEGF,FGF-2

•

Szereg

czynników IRES funkcjonuje w warunkach rozwoju nowotworu

•

mRNA czynnika transkrypcyjnego HIF-1 zawiera element IRES,

który

funkcjonuje w warunkach

obniżonego poziomu tlenu w komórce

•

U chorych na szpiczaka plazmocytowego zidentyfikowano

mutację w genie

c-myc

(C→U) w regionie IRES. Mutacje zwiększa sześciokrotnie aktywność

IRES

Regulacja inicjacji translacji

•

Regulacja ogólna – dotyczy zasadniczych zmian
w ilości syntetyzowanych białek i oddziałuje na
wszystkie mRNA w podobnym stopniu. Dotyczy
fosforylacji eIF_2, co powoduję represję inicjacji
translacji

•

Regulacja specyficzna-

dotyczy mechanizmów

działających na konkretny transkrypt albo małą
grupę transkryptów. Przykłady:

-

operony kodujące białka rybosomowe E. coli

- mRNA ferrytyny

Iron response element