Sit de legare a ribozomilor - Ribosome-binding site

Un situs de legare a ribozomului , sau situsul de legare ribozomal ( RBS ), este o secvență de nucleotide în amonte față de codonul start al unui ARNm transcript care este responsabil pentru recrutarea unui ribozom în timpul inițierii traducere . În cea mai mare parte, RBS se referă la secvențe bacteriene, deși site-urile interne de intrare a ribozomilor (IRES) au fost descrise în ARNm ale celulelor eucariote sau virusurilor care infectează eucariotele . Recrutarea ribozomilor în eucariote este în general mediată de capacul 5 ' prezent pe ARNm eucariote.

Procariote

RBS în procariote este o regiune în amonte de codonul de start. Această regiune a ARNm are consensul 5'-AGGAGG-3 ', numită și secvența Shine-Dalgarno (SD). Secvența complementară (CCUCCU), numită anti-Shine-Dalgarno (ASD) este conținută în capătul 3 'al regiunii 16S a subunității ribozomale mai mici (30S). La întâlnirea secvenței Shine-Dalgarno, ASD-ul bazei ribozomilor se împerechează cu aceasta, după care se inițiază traducerea.

Variații ale secvenței 5'-AGGAGG-3 'au fost găsite în Archaea ca regiuni 5'-GGTG-3' foarte conservate, 5 perechi de bază în amonte de locul de pornire. În plus, unele regiuni de inițiere bacteriană, cum ar fi rpsA în E.coli, lipsesc complet secvențe SD identificabile.

Efect asupra ratei de inițiere a traducerii

Ribozomii procariotici încep traducerea transcriptului ARNm în timp ce ADN-ul este încă transcris. Astfel, traducerea și transcrierea sunt procese paralele. ARNm bacterian este de obicei policistronic și conține mai multe situri de legare a ribozomilor. Inițierea traducerii este cea mai înaltă etapă reglementată a sintezei proteinelor la procariote.

Rata traducerii depinde de doi factori:

  • rata la care un ribozom este recrutat la RBS
  • rata la care un ribozom recrutat este capabil să inițieze traducerea (adică eficiența inițierii traducerii)

Secvența RBS afectează acești doi factori.

Factori care afectează rata de recrutare a ribozomilor

Proteina ribozomală S1 se leagă de secvențele de adenină în amonte de RBS. Creșterea concentrației de adenină în amonte de RBS va crește rata de recrutare a ribozomilor.

Factori care afectează eficiența inițierii traducerii

Nivelul de complementaritate al secvenței SD mARN la ASD ribozomal afectează foarte mult eficiența inițierii traducerii. Complementaritatea mai bogată are ca rezultat o eficiență mai mare a inițierii. Este demn de remarcat faptul că acest lucru se menține până la un anumit punct - având o bogăție de complementaritate prea mare se știe că scade paradoxal rata de traducere, deoarece ribozomul este apoi legat prea strâns pentru a continua în aval.

Distanța optimă între RBS și codonul de pornire este variabilă - depinde de porțiunea din secvența SD codificată în RBS-ul real și de distanța acesteia până la locul de pornire al unei secvențe SD consens. Spațierea optimă crește rata inițierii traducerii odată ce un ribozom a fost legat. Compoziția nucleotidelor din regiunea distanțieră în sine a dovedit, de asemenea, că afectează rata inițierii traducerii într-un studiu.

Proteine ​​de șoc termic

Structurile secundare formate de RBS pot afecta eficiența translațională a ARNm, inhibând în general traducerea. Aceste structuri secundare sunt formate prin legarea H a perechilor de baze de ARNm și sunt sensibile la temperatură. La o temperatură mai ridicată decât cea obișnuită (~ 42 ° C), structura secundară RBS a proteinelor de șoc termic devine anulată permițând astfel ribozomilor să se lege și să inițieze translația. Acest mecanism permite unei celule să răspundă rapid la creșterea temperaturii.

Eucariote

Capac de 5 '

Recrutarea ribozomilor în eucariote se întâmplă atunci când factorii de inițiere a eucariotului elF4F și proteina de legare poli (A) (PABP) recunosc ARNm cu capac 5 ' și recrutează complexul ribozomului 43S în acea locație.

Inițierea traducerii are loc după recrutarea ribozomului, la codonul de start (subliniat) găsit în secvența consensului Kozak ACC AUG G. Deoarece secvența Kozak în sine nu este implicată în recrutarea ribozomului, nu este considerată un site de legare a ribozomului.

Situl intern de intrare a ribozomilor (IRES)

Se știe că ribozomii eucariote se leagă de transcripții într-un mecanism diferit de cel care implică capacul 5 ', la o secvență numită situs intern de intrare a ribozomului . Acest proces nu depinde de setul complet de factori de inițiere a traducerii (deși acest lucru depinde de IRES specific) și se găsește în mod obișnuit în traducerea ARNm viral.

Adnotare genică

Identificarea RBS este utilizată pentru a determina locul inițierii traducerii într-o secvență neanotată. Aceasta este denumită predicție N-terminală. Acest lucru este util mai ales atunci când mai mulți codoni de pornire sunt situați în jurul potențialului loc de pornire al secvenței de codificare a proteinelor.

Identificarea RBS este deosebit de dificilă, deoarece acestea tind să fie foarte degenerate. O abordare a identificării RBS în E.coli este utilizarea rețelelor neuronale . O altă abordare este utilizarea metodei de eșantionare Gibbs .

Istorie

Secvența Shine-Dalgarno, a procariotei RBS, a fost descoperită de John Shine și Lynne Dalgarno în 1975. Secvența consensului Kozak a fost identificată pentru prima dată de Marilyn Kozak în 1984 în timp ce se afla la Departamentul de Științe Biologice de la Universitatea din Pittsburgh .

Vezi si

Referințe