Ключевое различие между прокариотической и эукариотической инициацией трансляции заключается в том, что прокариотическая инициация трансляции происходит на 70S рибосомах, а эукариотическая инициация трансляции происходит на 80S рибосомах.
Трансляция или синтез белка – это биологический процесс, происходящий в цитоплазме. Он протекает через три этапа: инициация, элонгация и терминация. Этот процесс включает перевод триплетов нуклеотидов или кодонов, присутствующих в последовательности матричной РНК (мРНК), в последовательность аминокислот. Трансляция осуществляется рибосомами и специфическими ферментами. Они катализируют образование полипептида на основе матрицы мРНК.
Что такое прокариотическая инициация трансляции?
Прокариотическая инициация трансляции – это связывание 30S рибосомной субъединицы рибосомы с 5’-концом мРНК с помощью прокариотических факторов инициации. Синтез белков начинается с образования комплекса инициации. Комплекс инициации состоит из 30S рибосомы, матрицы мРНК, факторов инициации, таких как IF-1, IF-2 и IF-3, и специальной инициаторной тРНК. У прокариот последовательность Шайна Далгарно принимает участие в идентификации рибосомы для инициации трансляции. Последовательность Shine Dalgarno связывается с 30S рибосомной субъединицей на матрице мРНК. На этом этапе IF-3 играет важную роль. Затем инициаторная тРНК соединяется со стартовым кодоном AUG. Эта молекула тРНК переносит аминокислоту метионин.
Рисунок 01: Прокариотическая трансляция
Формилирование метионина - важный процесс, происходящий у прокариот. Таким образом, формилированный метионин действует как первая аминокислота в прокариотической трансляции. Связывание тРНК и метионина (fMet) опосредуется IF-2. Субъединица рибосомы 30S вместе с fMet, IF-1, IF-2 и IF-3 образуют комплекс инициации. Гидролиз GTP на IF-2 и высвобождение всех факторов инициации позволяют связывать 30S рибосомную субъединицу с 50S рибосомной субъединицей с образованием полностью функциональной рибосомы, также известной как трансляционный комплекс. Поскольку GTP гидролизуется, связывание субъединиц происходит необратимо спонтанно и требует энергии для прекращения трансляции.
Что такое эукариотическая инициация трансляции?
Эукариотическая инициация трансляции - это процесс, при котором инициаторная тРНК, 40S и 60S рибосомные субъединицы связываются эукариотическими факторами инициации (eIF) с 80S рибосомой в стартовом кодоне мРНК. В процессе инициации в основном принимают участие эукариотические факторы инициации трансляции, транскрипт мРНК и рибосома. Факторы инициации связываются с 40-й субъединицей рибосомы. Фактор инициации eIF3 предотвращает преждевременное связывание двух субъединиц, тогда как eIF4 действует как кэп-связывающий белок. Фактор инициации трансляции eIF2 выбирает заряженную инициаторную тРНК и связывается с метионином с образованием Met-тРНК. Эта молекула не формилирована. После этого процесса связывания образуется тройной комплекс, известный как eIF2/GTP/Met-tRNA. Этот тройной комплекс связывается с другими eIF с субъединицей 40S, образуя преинициаторный комплекс 43S.
Рисунок 02: Эукариотическая инициация трансляции
Этот преинициаторный комплекс с белковыми факторами перемещается по цепи мРНК к 3'-концу, чтобы достичь стартового кодона. Этот процесс известен как сканирование мРНК. Гидролиз GTP происходит на eIF2, который активирует диссоциацию факторов инициации трансляции из 40s-субъединицы, приводя к образованию полного рибосомного комплекса. Это отмечает конец эукариотической инициации трансляции и переходит к фазе элонгации.
Сходства между прокариотической и эукариотической инициацией трансляции
- Оба процесса используют шаблон мРНК.
- тРНК вызывает правильную аминокислоту в обоих процессах.
- В инициации трансляции участвуют обе субъединицы рибосомы.
- Гидролиз GTP происходит в обоих процессах, чтобы активировать инициацию трансляции.
- AUG действует как стартовый кодон для обоих процессов.
Разница между прокариотической и эукариотической инициацией трансляции
Прокариотическая инициация трансляции происходит на 70-х рибосомах, а эукариотическая инициация трансляции происходит на 80-х рибосомах. Итак, в этом ключевое различие между прокариотической и эукариотической инициацией трансляции. Более того, прокариотическая инициация трансляции является кэп-независимым процессом, в то время как эукариотическая инициация трансляции является кэп-зависимой и кэп-независимой. Таким образом, это еще одно существенное различие между прокариотической и эукариотической инициацией трансляции. Кроме того, аминокислотами, инициирующими цепи прокариотической и эукариотической инициации трансляции, являются N-формилметионин и метионин соответственно.
В следующей инфографике собраны различия между прокариотической и эукариотической инициацией трансляции в табличной форме для параллельного сравнения.
Резюме – Прокариотическая и эукариотическая инициация трансляции
Трансляция – это биологический процесс, происходящий в цитоплазме. Инициация - это первый шаг перевода. Транскрипт мРНК действует как матрица как для прокариотической, так и для эукариотической инициации трансляции. Инициация прокариотической трансляции представляет собой связывание 30S рибосомной субъединицы рибосомы с 5'-концом мРНК с помощью прокариотических факторов инициации. Факторы инициации включают IF-1, IF-2 и IF-3, тогда как рибосомы 70s действуют как основной механизм трансляции, участвующий в процессе инициации. Эукариотическая инициация трансляции представляет собой процесс, посредством которого инициирующая тРНК, 40S и 60S рибосомные субъединицы связываются эукариотическими факторами инициации (eIF) с 80S рибосомой в стартовом кодоне мРНК. Факторы инициации включают eIF-1, eIF2, eIF-3, eIF4, eIF5 и eIF6, тогда как рибосомы 80s действуют как механизм инициации трансляции у эукариот. Таким образом, это краткое изложение различий между прокариотической и эукариотической инициацией трансляции.
