Общая схема инициации (прокариоты)

1 стадия. Диссоциация рибосомы за счет IF3. Малая субьединица рибосомы вступает в комплекс с IF3.IF1 тоже может придти, например, после связывания IF3, т. е. в этом комплексе он тоже есть.

2 стадия. Инициация может идти двумя путями:

1) Комплекс малой субьединицы с факторами инициации - нативная малая рибосомная субъединица может связать мРНК, в отличие от производной субъединицы. Процесс энергонезависим. мРНК в мРНКовом канале малой субьчастицы восстанавливается только частично, ложится со стороны 5-штрих конца мРНК на шею субъединицы. А та часть, что должна обернуться вокруг шеи малой субъединицы ближе к 3-штрих концу, более менее свободна. Правильное положение мРНК – обхват «шеи» - происходит только после того, как восстанавливается кодон-антикодоновое взаимодействие между стартовым кодоном и инициаторной тРНК.

3 стадия. мРНК связалась. К ней приходит IF2 в комплексе ГТФ и с формил-метиониновой тРНК, образуется комплекс (с ГТФ).

4 стадия. Подходит большая субъединица. Ее взаимодействие с доменом IF2 вызывает гидролиз ГТФ и освобождение всех факторов из рибосомы ( в первою очередь IF2).

Окончательно: имеем комплекс из 70S рибосомы – мРНК-инициаторной тРНК в Р участке рибосомы и взаимодействующей со своим стартовым кодоном. тРНК связывается в А участке. Инициация закончилась.

Надо отметить, что порядок взаимодействия с факторами не так важен. Т. е. нативная субъединица может сначала провзаимодействовать с IF2 –комплексом-тРНК перед мРНК. И уже он взаимодействует с мРНК. Далее по схеме.

Инициация – регуляция синтеза белка!

КОНСТИТУТИВНЫЙ КОНТРОЛЬ ТРАНСЛЯЦИИ

Конститутивный контроль трансляции. Означает, что определяется последовательностью мРНК. И чтобы изменить уровень инициации, надо ее менять. Т. е. конститутивный уровень задается правильным AUG стартовым кодоном, хорошо взаимодействующей последовательностью Шайна-Дальгарно на нужном расстоянии от стартового кодона. Такая мРНК называется «сильной». Инициация на ней идет часто. Ну и соответственно, есть мРНК «слабые», белка с них продуцируется мало. Например, если сайт посадки рибосом «закрыт» - находится в шпильке, открывается редко из-за тепловых флуктуаций.

Слайд повторяется. Что важно.

Имеются трансляционные энхансеры в 5-штрих проксимальной области мРНК, которые также взаимодействуют с рибосомной РНК, но чуть в другом месте – на спинке малой субъединицы рибосомы. Как правило, это AU богатые последовательности. Пример: известной усиливающей последовательностью, расположенной по направлению к 5¢-концу от последовательности Шайна-Дальгарно,
является так называемый «эпсилон-мотив» UUUAACUUUA высокоэкспрессируемых поздних мРНК бактериофага Т7 и некоторых других фагов, а также эпсилон-подобные последовательностинекоторых бактериальных мРНК - например, UUUUAACU и UAAUUUAC в высокоэкспрессируемом цистроне atpE полицистронной atp-мРНКу E. сoli. Т.е. данные энхансерные области способны повысить частоту инициаторных процессов.

Кратко факторы, определяющие «силу» мРНК.

(1) Инициаторный кодон: AUG > GUG > UUG > AUA, etc.AUG самый лучший.

(2) SD: сила спаривания с рРНК. Определяется длиной последовательности.

(3) Расстояние между AUG и SD (4 – 12 нуклеотидов – оптимально).

(4) «Энхансерные» последовательности «вверх» от SD.

(5) Вовлеченность AUG и SD во вторичную и /или третичную структуру.

5 - т. е. если инициаторный кодон или последовательность Шайна-Дальгарно внутри шпильки, то рибосома не узнает последовательность, пока шпилька не развалится. На слайде пример такой шпильки.