Збірка 80S еукаріотичного рибосомного комплексу

При досягненні43 S комплексом стартового кодону, коректної кодон-антикодонової взаємодії між AUG мРНК і антикодоном ініціаторної тРНК, далі події направлені на приєднання 60S субодиниці з утворенням 80S рибосоми. Кодон- антикодонова взаємодія сприяє зміні конформації еІF-2 комплексу, що, в свою чергу, приводить до гідролізу ГТФ у складі потрійного комплексу. Фактору еІF-5 відводиться роль GAP (GTP-ase activating protein) за умови його зв’язування з β-субодиницею еІF02. Таким чином, гідроліз 1-го ГТФ- це перший Checkpoint (контрольна точка) для специфічної ідентифікації вірного стартового кодону.

За останні 6 років показано, що для коректного з'єднання 60S і 40S субодиниць задіяний також комплекс еІF-5В, який має власну ГТФ-азну активність. Таким чином, розщеплення ГТФ у комплексі з еІF-5В до ГДФ і Фн сприяє збірці 80S рибосоми. еІF5В є другим Checkpoint для організації коректної 80S рибосоми.

Цей процес сприяє вивільнню еІF2 в комплексі з ГДФ, еІF3 і іншими факторами ініціації. Отже утворюється 80S субодиниця, яка готова до першого елонгаційного акту –80S -мРНК-метіоніл-тРНК, яка стає в Р -центр, а А –центр в рибосомі вільний і чекає на надходження наступної аа-тРНК.

Таким чином, постановкою 43S комплексу на 5' –кінець мРНК розпочинається АТФ-залежне сканування матриці з метою пошуку стартового кодону, в результаті відбувається кодон- антикодонова комплементарна взаємодія між АУГ і антикодоном Мет- тРНК_і.. Подальше приєднання 60 S субодиниці з утворенням 80 S еукаріотного ініціаторного комплексу супроводжується гідролізом ГТФ у комплексі eIF 2 та опосередковується eIF- 2В (робота як GEF-guanine nucleotide exchange factor) і eIF -5 (GAP). Отже постановка ініціаторного кодону в Р-центр рибосоми з наявним вільним А-центром свідчить про готовність еукаріотного рибосомного апарату до входження в активний елонгаційний етап.

Рис. Формування ініціаторного комплексу еукаріотів. РАВР- полі(А)-зв'язуючий білок

Складність процесу ініціації в еукаріотів пов’язана з залученням полі (А)- послідовності на 3'-кінці мРНК до утворення ініціаторного комплексу за рахунок взаємодії з 5'-кеп кінцем мРНК. Ця структура стабілізується полі(А)-зв'язуючими білками ( РАВР), які мають спорідненість до факторів ініціації – кеп-зв'язуючого білка eIF -4Е та eIF -4G, що сприяє зближенню в просторі обох кінців мРНК (рис.).

РАВР взаємодіють з раір1 та раір 2 білками (РАВР interacting protein), перший з яких стимулює, а другий- інгібує РАВР –залежну ініціацію трансляції. Конкуруючи за зв’язування з РАВР, ці білки дають ще одну можливість для регуляції трансляції.

Псевдозамкнена форма еукаріотної мРНК сприяє ефективному залученню ініціаторних комплексів, точності трансляції саме тієї мРНК, яка пройшла всі етапи процесингу та регуляції експресії генів.

Таким чином саме "замикання структури" мРНК у клітині є маркером ініціації трансляції еукаріотів. Отже рибосоми рухаються вздовж мРНК як потяги, а роль стрілки виконує полі –А хвіст на 3'-кінці мРНК. Поки він є досить довгим – то відбувається взаємодія з кеп 5'-кінцем за рахунок РАВР та факторів ініціації. Після кожного рибосомного циклу полі- А хвіст зменшується, аж доти, поки РАВР не втрачають з ним спорідненості. Після цього стрілка розмикається і відбувається швидка деградація мРНК нуклеазами.

На сьогодні постулюється, що білкові фактори ініціації працюють в комплексі , що отримав назву MFC-multifactor complex(рис.)-набір факторів, які вже з'єдналися один раз з рибосомою і починають працювати злагоджено під час декількох циклів ініціації (eIF- 1,2,3,5). Це є вигідним з точки зору кінетики, енергетики та надійності системи трансляції, оскільки багато часу витрачалось б на пошуки та орієнтування факторів один відносно другого. Для прискорення цього процесу треба було б підвищити константи зв’язування різних факторів, що призвело б до великих енерговитрат ( спочатку при ініціації треба зібрати більшість факторів і 40S на 5'-кінці мРНК, а після знаходження стартового кодону- фактори дисоціюють, тобто досить сильні міжфакторні взаємодії руйнуються). До того ж така асоціація-дисоціація компонентів системи призводила б до ушкоджень білків. Також важко регулювати такий процес, оскільки для його виключення необхідно було б інактивувати всі молекули певного фактора, що присутній в клітині. Хоча такий модифікаційний процес як фосфорилювання може, в разі фосфорилювання одного з білків, інактивувати відразу весь комплекс.

Пунктир- непряма взаємодія, а зумовлена конформаційними змінами в 40S субодиниці.

Який же енергетичний затратний баланс ініціації у еукаріотів? 1 ГТФ, зв’язана з eIF-2,n АТФ у процесі підготовки мРНК та сканування, та 1ГТФ при асоціації повної 80 S рибосоми з залученням фактору eIF 5B.

Поиск по сайту: