Etapy translace mRNA během syntézy proteinů

V průběhu několika posledních desetiletí, kontrolu nad tím, genové exprese na úrovni translace, Bylo růst regulační proces, proliferace, maligní transformace a apoptóza. translace mRNA regulace může měnit celkovou translační nebo ribozomální kapacitu buněk (tj počet ribozomů), nebo změnit nebo ribozomální translační účinnost (to znamená, že množství proteinu syntetizovaného v ribozomu audio).

Kromě toho se změní ribozomální efektivita může být omezeno na expresi regulace specifický protein (např., mRNA ferritinu), nebo k ovlivňování rychlosti translace specifických proteinů, které jsou pak zapojeny do translace mRNA a v důsledku toho mají globální komplexní vliv na výkon a účinnost translace mRNA (např., terminál oligopirimidina mRNA, jak je popsáno níže ).

změna ribozomální kapacita To ukazuje na změnu v obsahu ribozomální proteiny a ribozomální RNA (rRNA) v buňce. Doba potřebná pro modifikaci těchto populací ukázala, že změna celkové syntézy proteinu mohou pouze chronické onemocnění, při ribozomální kontejneru nebo tak dlouho stát tak dlouho, hladovění nebo nekontrolovaným diabetem.

Úroveň RNA také ovlivněna věkem. Konkrétně, celková míra obratu rRNA a transferová RNA (tRNA), v celém těle u předčasně narozených dětí 3-4 krát vyšší než u dospělých, a obrat mRNA u novorozených 6 krát vyšší než u dospělých. To podtrhuje skutečnost, že vysoká míra růstu u novorozenců je možné díky schopnosti těla vytvářet a používat translační aparát.

každý ribozomu se skládá z 80 různých proteinů a RNA druhů 4 (5S, 5.8S, 18S, 28S). Tři druhy RNA (5.8S, 18S, 28S) jsou transkribovány z jednoho genu (45S ribosomální DNA (rDNA)) typ RNA polymerázy I. transkripci RNA polymerázy typu I UBF zvýšenou faktoru transkripce (regulačních jednotek faktoru následný signál obvodu). Stojící zvyšující anabolické pochody mohou být doprovázeny zvýšenou expresí a / nebo aktivitou proteinu UBF, v důsledku zvýšené transkripce 45S rDNA. Například zvýšená aktivita UBF podporuje hypertrofie kardiomyocytů novorozenců.

na ribozomální kapacita To může také mít vliv na syntézu ribozomální protein. Regulace jeho syntézy dochází v důsledku přítomnosti pyrimidinové sekvence je 5 ‚nepřekládané oblasti genu. Tento fragment oligopirimidina terminál (TOP) se nachází převážně v mRNA kódující ribosomální proteiny, translace mRNA faktory, elongační faktory, jako je eEFIA a eEF2, a poly (A) vázající protein se účastní při tvorbě ribozomů.

snižování překlad TOP mRNA belkovosinteticheskuyu snižuje celkovou kapacitu buňky jako TOP mRNA kóduje translační aparát. Několik studií spojeny dráhu fosfatidylinositol-3-kinázy a mTOR signalizace v translační aktivaci TOP mRNA, ale do dnešního dne přesnou úlohu každého z cest v tomto procesu není plně definován. Potraviny obsahující protein, zvyšuje hladinu překladu TOP mRNA, zatímco strava ochuzený aminokyseliny, redukuje ji.

nedostatek aminokyseliny To může vést k oslabení syntézy prakticky jakéhokoliv proteinu, ale syntéza proteinů kódovaných TOP mRNA, potlačil mnohonásobně silnější než většina syntézy proteinů. Zesílený brzdění TOP mRNA v důsledku nedostatečného zásobování proteinů způsobené binární ovládacího mechanismu pro principu „všechno nebo nic“, která mění asociaci molekul TOP mRNA s polysomy (vysílání populace ribosomů) asociaci s subpolisomami (nontranslating populace ribosomů). Během tohoto aparátu translational podstatě deaktivována nebo aktivována v nestabilním stavu.

Signální dráha je důležitý v regulace translace mRNA nahoru a v důsledku toho pro biogeneze ribozomů, protein kináza zahrnuje mTOR. mTOR tvoří samostatný signalizační komplexy s dalšími interakci proteinů, které pak vyvolávají translační aparát adekvátně reagovat na živiny inzulín / růstových faktorů a energetického stavu. To znamená, že dráha signálu konverze mTOR, je důležitý mechanismus, kterým eukaryotické buňky upravit její potenciální proteinovou biosyntézu, jako odpověď na podmínkách prostředí v okolí buňky.

Živin v závislosti na mTOR komplex 1, reakci jak hormon a stav aminokyseliny, aktivuje signální dráhy kinázy ribozomální protein S6 (S6K1), kontrolující buněčnou hypertrofii a glukózy homeostázy. Živin v závislosti na mTOR komplex 2 je důležitým faktorem v regulaci aktinové syntézy cytoskeletu a vývoje a remodelace tkání. Navíc, mTOR reguluje buněčnou proliferaci, syntézu zpracování rRNA pre-rRNA a autofagie. To znamená, že signální dráha mTOR reguluje široký rozsah různých událostí spojených s růstem a vývojem.

Je třeba poznamenat, že mTOR a signalizační komplexy zaujímat ústřední postavení ve všech procesech souvisejících s růstem, a proto nezbytné pro růst kojence a anabolické reakci na příjem živin.

Regulace ribozomální kapacity To dává tělu šanci, aby se přizpůsobily dlouhodobých změn. Na druhou stranu, je-li to nezbytné, měnit ribozomální účinnosti lze dosáhnout bez zpoždění, protože celá belkovosintetichesky přístroj je již přítomen. Tento seznam podmínek, které mění účinnost ribozomální zahrnují výživu, hypoxie, a hormonální výkyvy. Změny zahrnují ribozomální regulace účinnosti při překladu hladiny mRNA.

Video: biosyntéza proteinů

Translace mRNA vysoce organizované a vícesložkové signální dráhy, která může být rozdělena do tří kroků:
(1) iniciační;
(2) prodloužení;
(3) ukončení.

V počáteční malý sál (40S) ribozomální podjednotky účastní vybrané mRNA a společně s velkou (60S) ribozomální podjednotky 80S formy ribozómu, který je schopen rozpoznat začátek translační start kodonu a prodloužení procesu. prodloužení způsob zahrnuje adiční energeticky náročnou proceduru aminokyselin, jeden po druhém, do prodlužujících se peptidovému řetězci. ukončení krok sestává z identifikace stop kodon a oddělování mRNA z ribosomální podjednotky.

Každý z nich kroky regulovány určité kategorie proteinových faktorů nazývaných stupně resp eukaryotický iniciační faktor (EIF), eukaryotických elongační faktor (EEF), a faktor eukaryotické uvolňováním (ERF). Většina z těchto proteinových faktorů, které regulují translaci mají několik podjednotek a obsahují vazebná místa pro interakci s jinými překladu faktorů, jakož i pro spojení s ribozomu. Kromě toho, z nichž některé mohou vykazovat katalytickou aktivitu, které mohou být použity pro stimulaci nebo inhibici translace.