A baktériumok elkezdhetik a fehérje szintézisét is
Eddig úgy gondolták, hogy a baktériumok és eukarióta riboszómák ismeri teljesen különböző jeleket a fehérjeszintézis beindulását, azonban sikerült megtalálni a közelmúltbeli példája jelzi, hogy fel lehet ismerni, és azok és mások. Ez az univerzális jel a belső riboszóma leszállási hely (IRES), a vírus mRNS és eukarióta 5 'nem transzlált régiójának strukturált szabályozó fragmense.
1. ábra: A bakteriális és az eukarióta riboszómák szerkezetének összehasonlítása A fentiek közül a riboszómák kis alegységeit mutatják alulról - nagyokról. A riboszóma funkcionális központjai: A - aminoacil, P - peptidil transzferáz, E - kilépési hely. A [1] kép.
Az egyes sejtek egyéniségét fehérje-készlete biztosítja, amelynek szintézisét riboszóma foglalja el - molekuláris gépek, amelyek RNS-ből és fehérjéből állnak. Az élő organizmusok két doménjének - baktériumok és eukarióta - riboszómák képviselői meglepően hasonlóképpen rendeződnek (1. ábra), sőt a konformáció ugyanabban a fordítási folyamatban változik. Azonban teljesen eltérő jeleket ismernek fel a mátrix RNS-molekulákon. "Utasítás", amit a fehérje szintézisében olvastak.
A baktériumok riboszómái felismernek egy bizonyos RNS-nukleotid-szekvenciát, a Shine-Dalgarno szekvenciát. Bakteriális riboszóma kötődik meg, mint egy része a 16S riboszomális RNS komplementer szekvenciát az „anti-Shine-Dalgarno”, és a bevételt fehérjeszintézist.
Az eukarióták riboszómái egy teljesen más szerkezetet ismerhetnek fel - sapkát (angol kupakot) - metilált guanozint. a trifoszfátcsoporton keresztül az RNS 5'-végével. Az ilyen struktúrák csak eukarióta RNS-ben léteznek, és a baktériumok riboszómái nem képesek felismerni ezt a jelet. Eukarióta riboszómák viszont nem vonzzák a Shine-Dalgarno bakteriális szekvenciát. Az ilyen ízbeli különbségek egy kicsit váratlanul tűnnek, figyelembe véve, hogy a baktériumok és eukarióta riboszómái hasonulnak egymásra. Azonban a tudósok még mindig sikerült megtalálni a kiindulási jelek példáját, amely mindkettőt megkóstolja [1].
* - szabályozási funkciók a transzláció során végzi nem csak az 5 „, hanem a 3'-végén a mRNS - poli (A) farok, hanem a poli (U) -»szolga«»mRNKaaaauu«[2]. - Szerk.
A vírusok általában "utazási lámpák", és csak a legszükségesebb gének korlátozott halmazát takarítják meg. Nem kódolják saját proteinszintézis készüléküket, ezért a vírusokat a sejtre osztják fel, amely fertőzött volt a fehérje előállításához szükséges becsületes feladattal. Az eukarióta riboszómák azonban olyan fehérjéket szintetizálnak, amelyek csak azokon az RNS-eken alapulnak, amelyeknek végén egy sapka van. Egyes vírusok ezért olyan enzimeket kódolnak, amelyek lefedik az RNS-eket, hogy a sejt magához vonzza. Más vírusok még a "sapkák" ellopását is elérik, levágják a kupakot a sejtes RNS-ből és saját magukra varrnak. És néhány jöttek fel „mester kulcs”, hogy a riboszómák eukarióták, hogy meg sem próbál álcázzák magukat a kupak alatt, de igyekszik utánozni más fontos érdekelt fordítás - tRNS. Minden tRNS egy bizonyos aminosavat hoz létre, amelyet a riboszóma a növekvő fehérje-lánchoz ad. Tehát a vírus RNS tartalmazhat egy fragmenst, amely nagyon hasonlít egy ilyen aminosav hordozóhoz. Ez a kompakt „behúzott” fragmens úgynevezett IRES, benne van a riboszóma, ami után lehet kezdeni a szintézisét Cap-független „utasítás szerint RNS, amely egy részét a” rögzítve „[3]. Az IRES, ellentétben a sapkával, nem kell az RNS végére, tehát az eukarióta riboszóma felismeri. Az IRES, ahogy a tudósok megtudták, képesek felismerni és bakteriális riboszómákat.
2. ábra Két luciferáz aktivitása. gén amelyek közül az egyik (kék) van integrálva egy vektorba, miután a „normális” bakteriális riboszóma kötőhely (Shine-Dalgarno-szekvencia), és a másik (sárga) - miután egy eukarióta vírus IRES. a - Shine-Dalgarno szekvencia ép - mindkét luciferáz szintetizálódik; b - A bakteriális szekvencia "törött" - a "sárga" luciferáz szintézise (a vírussal együtt) 10-szer aktívabban megy, mert a riboszóma jelek közötti verseny csökkent. A [1] kép.
RNS intergenikus IRES bél vírus hiba Plautia stali (PSIV) nélkül jelei Shine-Dalgarno szekvenciát, mint kiderült, szolgálhatnak utasításokat fehérjeszintézis baktériumokban (ábra. 2). Ugyanazon riboszómák esetében a különböző domének képviselői ugyanazt az IRES-t egy kicsit másképpen kapcsolták össze. Ez nem meglepő, mert az eukarióta riboszómával az IRES olyan fehérjékhez kötődik, amelyek egyszerűen nem léteznek a bakteriális riboszómában. A szerkezeti integritását IRES, azonban szükséges volt mindkét esetben, és sérti a IRES szerkezet lehetetlenné tette annak kötődését a bakteriális riboszóma.
Az IRES komplexek baktériumok és eukarióta riboszómákkal végzett vizsgálata kimutatta, hogy a baktériumokban képződő komplexek nagyon instabilak, szemben az eukarióta riboszómákkal alkotott komplexekkel. Tekintettel arra, hogy az IRES még mindig működik a baktériumok számára, feltételezhető, hogy egyszerűen másképp, mint az eukarióta sejtekben. Amikor az IRES az eukarióta riboszómával működik, közvetlenül a fehérjeszintézisből indul ki, vagyis maga az IRES szolgálja a fehérjeszintézis utasításainak kezdetét. Ebben az esetben az induló kodon (az RNS-nukleotidok tripletje, általában az AUG, amelyhez a fordítás elkezdődik) nem szükséges sem az IRES-ben, sem az utána. A baktériumokban, ahogy kiderült, ugyanaz az IRES másként működik. Nyilvánvalóan szükség van a riboszóma vonzására, de a fehérjeszintézis nem indul rajta, hanem a kezdeti kodonból, amely feltétlenül az RNS láncon belül kissé tovább kell elhelyezkednie. A távolság nem nagyon fontos, 13 és 15 nukleotid között változhat. Ha az utasítás kezdeti kodonja előtt még egy startkodont ad hozzá, az olvasási keretéhez képest eltolva. a kezdeti kodonból a szintézis hatékonysága csökken, de nem túl sok. Vagyis a bakteriális riboszóma, az IRES-vel való kapcsolatfelvétel mellett, egy kiindulási kodont keres valahol a közelébe, de nem mindegyiket.
A bakteriális riboszóma és a vírus IRES kölcsönhatása nem volt olyan összehangolt, mint az eukarióta vírus, amelyre a vírusok hosszú ideig "lappangtak". Mindazonáltal kiderült, hogy a baktériumok egy speciálisan strukturált RNS-ben is képesek proteinszintézist indítani. Feltételezhető, hogy a fordítási kezdeményezés ilyen mechanizmusa a legrégebbi, és felhasználható az élő szervezetek különféle csoportjainak képviselői számára.
A kap-függő és az IRES-mediált fordítási kezdeményezés szimulációja.