真核轉譯
真核轉譯(Eukaryotic translation)是信使RNA在真核生物中轉譯成蛋白質的生物學過程。 它由四個階段組成:起始,延伸,終止,和再循環。
起始
轉譯起始是轉譯過程中的第一步,也是最為複雜的一步。在真核生物中,這一過程可以被分為三段:首先,甲硫胺酸起始tRNA(Met-tRNAimet)結合到40S核糖體小亞基上,從而形成43S前起始複合物;接著,前起始複合物結合到被活化的mRNA的5'端末端,並沿著5'至3'的方向在5'端非轉譯序列上移動,直到尋找到正確的起始密碼子(一般為第一個AUG),並形成48S複合物;然後,60S核糖體大亞基結合上來,最終形成80S起始複合物,準備開始轉譯。而起始過程中的每一步都需要多個真核起始因子的參與。[1]
延伸
延伸取決於真核延伸因子。 在起始步驟結束時,定位mRNA使得下一個密碼子可以在蛋白質合成的延伸階段期間轉譯。 啟動子tRNA占據核糖體中的P位點,A位點準備接受胺醯-tRNA。 在鏈延伸期間,將每個另外的胺基酸以三步微循環被加入到新生的多肽鏈中。 該微循環中的步驟是(1)將正確的胺醯基-tRNA定位於核糖體的A位點,(2)形成肽鍵,和(3)將mRNA相對於核糖體移位一個密碼子。
與細菌不同,其中一旦mRNA的5'末端被合成就發生轉譯起始,在真核生物中,轉錄和轉譯之間的緊密偶聯是不可能的,因為轉錄和轉譯在細胞的不同區室中進行(細胞核和細胞質)。 真核mRNA前體必須在細胞核中被加工(例如加帽,多腺苷酸化,剪接),然後才能被輸出到細胞質中進行轉譯。
轉譯也可以被核糖體停滯(Ribosomal pause)影響,這可以引發mRNA的內切核酸酶攻擊,這一過程被稱為 mRNA no-go decay。 核糖體停滯還有助於新生的多肽在核糖體上的共轉譯摺疊,並且在編碼mRNA時延遲蛋白質轉譯。 這可以觸發核糖體移碼(ribosomal frameshifting)。
終止
延長的終止取決於真核釋放因子。 該過程類似於原核終止,但與原核終止不同,存在識別所有三個終止密碼子的通用的釋放因子eRF1。 終止後,將核糖體被分解並釋放完整的多肽。 eRF3是核糖體依賴性GTP酶,其幫助eRF1釋放完整的多肽。
人類基因組編碼一些基因,其mRNA終止密碼子出乎意料地洩漏:在這些基因中,由於終止密碼子附近的特殊RNA鹼基,轉譯終止是低效的。 這些基因中的漏出終止導致這些基因的高達10%的終止密碼子的轉譯通讀(translational readthrough)。 這些基因中的一些在其通讀延伸中編碼功能性蛋白質結構域,從而可以產生新的蛋白質異構物。 這個過程被稱為「功能性轉譯通讀」(functional translational readthrough)[2]。
參見
參考資料
- ^ Hershey, J.W.B. and W.C. Merrick, The pathway and mechanism of initiation of protein synthesis. Translational Control of Gene Expression, ed. N. Sonenberg, J.W.B. Hershey, and M.B. Mathews. 2000, Cold Spring Harbor, NY: Cold Spring Harbor Laboratory Press. p185-243.
- ^ Schueren F and Thoms S. Functional Translational Readthrough: A Systems Biology Perspective. PLOS Genetics. 2016, 12 (e1006196): 12. PMC 4973966 . PMID 27490485. doi:10.1371/JOURNAL.PGEN.1006196.