ВНУТРІШНЯ ІНІЦІАЦІЯ ТРАНСЛЯЦІЇ

Сьогодні досліджуються шляхи і функціональна роль внутрішньої ініціації. У 1988 році вперше показано, що еукаріотична рибосома може приєднуватись до внутрішньої ділянки мРНК, і ця область отримала назву IRES (Internal Ribosome Entry Site)- ділянка, яка входить до складу 5’-кінцевої нетрансльованої області мРНК, і є місцем посадки малої 40S субодиниці еукаріотичної рибосоми. З цього місця трансляція може запускатись незалежно від кепу та зв’язаних з ним факторів трансляції.

Вперше показано для пікорнавірусів. ( Пикорнавирусы -(лат. Picornaviridae, от pico — маленький и rna — РНК) — семейство, объединяющее маленькие икосаэдрические вирусы высших позвоночных, содержащих одноцепочечную геномную РНК положительной полярности (то есть соответствующей полярности мРНК). Размер капсида составляет около 20 нм, размер генома — около 7—8 тысяч оснований. Размножение пикорнавирусов происходит в цитоплазме зараженной клетки. К пикорнавирусам относятся возбудители таких заболеваний как полиомиелит, ринит, ящур, гепатит А и др.)

Ці віруси мають високо структуровану 5'-НТО, за рахунок чого є неможливою посадка ініціаторного комплексу в район кеп-структури, таким чином виключається можливість ініціації трансляції за скануючим механізмом, і навіть посадки на перший АУГ в певному ініціаторному оточенні. Було доведено, що ця ініціація відбувається за альтернативним кеп-незалежним механізмом.

В самих перших роботах (1988) було доведено, що для пікорнавірусів трансляція РНК взагалі не зв’язана з 5'-кінцем. Це доведено за допомогою методу, що став "золотим стандартом" доведення внутрішньої ініціації трансляції. В його основі- використання штучних біцистронних мРНК. Перший ген в такій мРНК транслюється за звичайним кеп-залежним механізмом. В нормі другий- 3'-кінцевий ген експресуватись не може. Але якщо перед другим геном вставити IRES як міжцистронну область мРНК, то така мРНК може забезпечити трансляцію обох генів. Причому транслюються вони незалежно, якщо заблокувати перший ген, то другий продовжує транслюватись з тією ж ефективністю. Для пояснення цих результатів і було запропоновано модель внутрішньої ініціації, згідно з якою посадка рибосомної субодиниці проходить безпосередньо на внутрішню ділянку мРНК.

IRES пікорнавірусів – 450 н.з., які знаходяться в 3'-кінцевій частині 5'-НТО мРНК. На особливу увагу заслуговує ділянка між 3'-кінцем IRES і стартовим АУГ. По-перше, це - так зване стартове вікно, яке складається з 10 н.з. і знаходиться на відстані 16-17 н.з. від 3'-кінця IRES, по-друге , між 3'-кінцем IRES та стартовим вікном знаходиться поліпиримідиновий тракт (УУУСС), що можливо взаємодіє з поліпуринами 18S рРНК 40Sсубодиниці. Ситуація – Шайно-Дальгарно-навпаки!!!

Отже для пікорнавірусів є характерними поєднання внутрішньої посадки рибосоми і часткове сканування мРНК, також залучення районів поблизу та й самих IRES до комплементарних взаємодій з рРНК по принципу прокаріотів. В цілому для пікорнавірусів показано- певний район IRES взаємодіє з білковими факторами ініціації 4А і 4G, які сприяють зв’язуванню з 43S передініціаторним комплексом. Далі за участі eIF - 1 ініціаторний комплекс встановлюється на правильний стартовий кодон, і відбувається сбірка 80S рибосоми.

Чому ці питання є на сьогодні досить принциповими. Клітинні IRES – вмісні РНК можуть скануватись, чи активуватись за механізмом внутрішньої ініціації. За останніми данними до 3-5% клітинної мРНК може транслюватись кеп - незалежно.

Постулюється, що арешт трансляції за апоптозу (програмованої клітинної загибелі), який викликаний рядом чинників, провокує зниження рівня синтезу білків в цілому, причому навіть спостерігається зниження рівня кількості полісом. За участі каспаз (цистеїнових протеїназ) – основних виконавців апоптозу, відбувається протеолітичне розщеплення фактору eIF-4G і eIF-2 βтаінших факторів; відбувається пригнічення ініціації за рахунок фосфорилювання α субодиниці eIF 2- та дефосфорилювання eIF -4 Е –ВР.

Отже інгібування біосинтезу білків на рівні ініціації трансляції під час апоптозу відбувається завдяки:

1. розщепленню факторів ініціації каспазами, зокрема eIF4G, eIF4B, eIF3, eIF2α, 4EBP1

2. експресії DAP5/NAT1/p97

3. TRAIL та TNF стимулюють дефосфорилювання 4EBP1 та активують кіназу PKR, яка фосфорилює eIF2α

4. активації JNK та p38-SAPK

5. пригніченню активності кінази mTOR, що веде до зниження рівня фосфорилювання 4E-BP1

6. розщепленню каспазами S6p70 – кінази, яка фосфорилює S6 – білок рибосоми (фосфорильований стан - проліферація).

Чому так поспішає апоптоз, адже рано, чи пізно процес трансляції сам відключиться. Гіпотеза стверджує, що успішне проходження клітинного суїциду можливе в результаті пригнічення антиапоптотичних процесів, та активації проапоптотичних. В разі зниження рівня трансляції відбувається блокування синтезу антиапоптотичних білків (Всl-2, XIAP), що сприяє розвитку апоптозу. Не дивлячись на сурові умови апоптозу, при якому інгібується система кеп-залежної ініціації, частково все ж іде синтез білка XIAP –інгібітора апоптозу за рахунок IRES у складі її мРНК, чому сприяє процес внутрішньої ініціації трансляції. Проапоптотичні системи в свою чергу, різко активують синтез проапоптотичних білків- APAF-1та інших за рахунок їх IRES –залежної ініціації. Отже – "ХТО-КОГО".

Таким чином, ініціація трансляції – складний процес, який регламентує як проліферативні синтетичні процеси, так і бере участь у програмованій клітинній загибелі.

Поиск по сайту: