Etapy translácia mRNA počas syntézy proteínov

V priebehu niekoľkých posledných desaťročí, kontrolu nad tým, génovej expresie na úrovni translácie, To bol rast regulačný proces, množenia, malígny transformácie a apoptóza. translácia mRNA regulácia môže meniť celkovú translačné alebo ribozomálnu kapacitu buniek (tj počet ribozómov), alebo zmeniť alebo ribozomálnu translačný účinnosť (to znamená, že množstvo proteínu syntetizovanej v ribozómu audio).

Okrem toho sa zmení ribozomálnu efektivita môže byť obmedzené na expresiu regulácie špecifický proteín (napr., mRNA feritínu), alebo k ovplyvňovaniu rýchlosti translácie špecifických proteínov, ktoré sú potom zapojené do translácie mRNA a v dôsledku toho majú globálny komplexný vplyv na výkon a účinnosť translácie mRNA (napr., terminál oligopirimidina mRNA, ako je popísané nižšie ).

zmena ribozomálnu kapacita To ukazuje na zmenu v obsahu ribozomálnu proteíny a ribozomálnu RNA (rRNA) v bunke. Doba potrebná pre modifikáciu týchto populácií ukázala, že zmena celkovej syntézy proteínu môžu iba chronické ochorenie, pri ribozomálnej kontajnera alebo tak dlho stáť tak dlho, hladovanie alebo nekontrolovaným diabetom.

úroveň RNA tiež ovplyvnená vekom. Konkrétne, celková miera obratu rRNA a transferová RNA (tRNA), v celom tele u predčasne narodených detí 3-4 krát vyššie ako u dospelých, a obrat mRNA u novorodených 6 krát vyššia než u dospelých. To podčiarkuje skutočnosť, že vysoká miera rastu u novorodencov je možné vďaka schopnosti tela vytvárať a používať translačný aparát.

každý ribozómu sa skladá z 80 rôznych proteínov a RNA druhov 4 (5S, 5.8S, 18S, 28S). Tri druhy RNA (5.8S, 18S, 28S) sú transkribované z jedného génu (45S ribozomálnu DNA (rDNA)) typ RNA polymerázy I. transkripciu RNA polymerázy typu I UBF zvýšenú faktora transkripcie (regulačných jednotiek faktora následný signál obvodu). Stojaci zvyšujúce anabolické pochody môžu byť sprevádzané zvýšenou expresiou a / alebo aktivitou proteínu UBF, v dôsledku zvýšenej transkripcie 45S rDNA. Napríklad zvýšená aktivita UBF podporuje hypertrofie kardiomyocytov novorodencov.

na ribozomálnu kapacita To môže tiež mať vplyv na syntézu ribozomálnu proteín. Regulácia jeho syntézy dochádza v dôsledku prítomnosti pyrimidínová sekvencie je 5, nepřekládané oblasti génu. Tento fragment oligopirimidina terminál (TOP) sa nachádza prevažne v mRNA kódujúce ribozomálnu proteíny, translácia mRNA faktory, elongační faktory, ako je eEFIA a eEF2, a poly (A) viažuci proteín sa zúčastňuje pri tvorbe ribozómov.

znižovanie preklad TOP mRNA belkovosinteticheskuyu znižuje celkovú kapacitu bunky ako TOP mRNA kóduje translačný aparát. Niekoľko štúdií spojené dráhu fosfatidylinozitol-3-kinázy a mTOR signalizácie v translačný aktivácii TOP mRNA, ale do dnešného dňa presnú úlohu každého z ciest v tomto procese nie je plne definovaný. Potraviny obsahujúce proteín, zvyšuje hladinu preklade TOP mRNA, zatiaľ čo strava ochudobnený aminokyseliny, redukuje ju.

nedostatok aminokyseliny To môže viesť k oslabeniu syntézy prakticky akéhokoľvek proteínu, ale syntéza proteínov kódovaných TOP mRNA, potlačil mnohonásobne silnejšie ako väčšina syntézy proteínov. Zosilnený brzdenie TOP mRNA v dôsledku nedostatočného zásobovania proteínov spôsobené binárne ovládacieho mechanizmu pre princípu "všetko alebo nič", ktorá mení asociáciu molekúl TOP mRNA s polysomy (vysielanie populácie ribozómov) asociáciu s subpolisomami (nontranslating populácie ribozómov). Počas tohto aparátu Translational podstate deaktivovaná alebo aktivovaná v nestabilnom stave.

Signálna dráha je dôležitý v regulácia translácie mRNA hore a v dôsledku toho pre biogeneze ribozómov, proteín kináza zahŕňa mTOR. mTOR tvorí samostatný signalizačné komplexy s ďalšími interakciu proteínov, ktoré potom vyvolávajú translačný aparát adekvátne reagovať na živiny inzulín / rastových faktorov a energetického stavu. To znamená, že dráha signálu konverzie mTOR, je dôležitý mechanizmus, ktorým eukaryotické bunky upraviť jej potenciálny proteínovú biosyntézu, ako odpoveď na podmienkach prostredia v okolí bunky.

Živín v závislosti od mTOR komplex 1, reakciu ako hormón a stav aminokyseliny, aktivuje signálne dráhy kinázy ribozomálnu proteín S6 (S6K1), kontrolujúce bunkovú hypertrofiu a glukózy homeostázy. Živín v závislosti od mTOR komplex 2 je dôležitým faktorom v regulácii Aktinová syntézy cytoskeletu a vývoja a remodelácia tkanív. Navyše, mTOR reguluje bunkovú proliferáciu, syntézu spracovanie rRNA pre-rRNA a autofagie. To znamená, že signálna dráha mTOR reguluje široký rozsah rôznych udalostí spojených s rastom a vývojom.

Je potrebné poznamenať, že mTOR a signalizačné komplexy mať ústredné postavenie vo všetkých procesoch súvisiacich s rastom, a preto nevyhnutné pre rast dojčatá a anabolické reakciu na príjem živín.

Regulácia ribozomálnu kapacity To dáva telu šancu, aby sa prispôsobili dlhodobých zmien. Na druhú stranu, ak je to potrebné, meniť ribozomálnu účinnosti možno dosiahnuť bez oneskorenia, pretože celá belkovosintetichesky prístroj je už prítomný. Zoznam podmienok, ktoré menia účinnosť ribozomálnu zahŕňajú výživu, hypoxia, a hormonálne výkyvy. Zmeny zahŕňajú ribozomálnu regulácia účinnosti pri preklade hladiny mRNA.

Video: biosyntéza proteínov

translácia mRNA vysoko organizovanej a viaczložkové signálne dráhy, ktorá môže byť rozdelená do troch krokov:
(1) iniciačnej;
(2) predĺženie;
(3) ukončenie.

V počiatočnej malý sála (40S) ribozomálnej podjednotky zúčastňuje vybranej mRNA a spoločne s veľkou (60S) ribozomálnej podjednotky 80S formy ribozómu, ktorý je schopný rozpoznať začiatok translačný štart kodónu a predĺženie procesu. predĺženie spôsob zahŕňa adičné energeticky náročnú procedúru aminokyselín, jeden po druhom, do predlžujúcich sa peptidovému reťazci. ukončenie krok pozostáva z identifikácie stôp kodónu a oddeľovanie mRNA z ribozómovej podjednotky.

Každý z nich kroky regulované určité kategórie proteínových faktorov nazývaných stupňa resp eukaryotické iniciačný faktor (EIF), eukaryotických elongační faktor (EEF), a faktor eukaryotické uvoľňovaním (ERF). Väčšina z týchto proteínových faktorov, ktoré regulujú transláciu majú niekoľko podjednotiek a obsahujú väzbové miesta pre interakciu s inými preklade faktorov, ako aj pre spojenie s ribozómu. Okrem toho, niektoré z nich môžu vykazovať katalytickú aktivitu, ktoré môžu byť použité pre stimuláciu alebo inhibíciu translácie.