Kluczowa różnica między prokariotyczną a eukariotyczną inicjacją translacji polega na tym, że prokariotyczna inicjacja translacji zachodzi na rybosomach 70S, podczas gdy eukariotyczna inicjacja translacji zachodzi na rybosomach 80S.
Translacja lub synteza białek to proces biologiczny zachodzący w cytoplazmie. Przebiega w trzech etapach: inicjacja, elongacja i zakończenie. Proces ten obejmuje translację trójek nukleotydów lub kodonów obecnych w sekwencji informacyjnego RNA (mRNA) na sekwencję aminokwasową. Translację dokonują rybosomy i specyficzne enzymy. Katalizują one tworzenie polipeptydu na podstawie matrycy mRNA.
Co to jest inicjacja tłumaczenia prokariotycznego?
Prokariotyczna inicjacja translacji to wiązanie podjednostki rybosomalnej 30S rybosomu z końcem 5' mRNA za pomocą prokariotycznych czynników inicjacji. Synteza białek rozpoczyna się wraz z utworzeniem kompleksu inicjacyjnego. Kompleks inicjacyjny składa się z rybosomu 30S, matrycy mRNA, czynników inicjujących, takich jak IF-1, IF-2 i IF-3 oraz specjalnego inicjatora tRNA. U prokariontów sekwencja Shine Dalgarno bierze udział w identyfikacji rybosomu inicjującego translację. Sekwencja Shine Dalgarno wiąże się z podjednostką rybosomalną 30S na matrycy mRNA. Na tym etapie ważną rolę odgrywa IF-3. Inicjatorowe tRNA łączy się następnie z kodonem start AUG. Ta cząsteczka tRNA transportuje aminokwas metioninę.
Rysunek 01: Tłumaczenie prokariotyczne
Formylacja metioniny jest ważnym procesem zachodzącym u prokariontów. Tak więc formylowana metionina działa jako pierwszy aminokwas w translacji prokariotycznej. W wiązaniu tRNA i metioniny (fMet) pośredniczy IF-2. Podjednostka rybosomalna 30S wraz z fMet, IF-1, IF-2 i IF -3 tworzą kompleks inicjacyjny. Hydroliza GTP na IF-2 i uwolnienie wszystkich czynników inicjacji umożliwia wiązanie podjednostki rybosomalnej 30S z podjednostką rybosomalną 50S w celu utworzenia w pełni funkcjonalnego rybosomu, znanego również jako kompleks translacji. Ponieważ GTP jest hydrolizowany, wiązanie podjednostek jest nieodwracalnie spontaniczne i wymaga energii do zakończenia translacji.
Co to jest inicjacja tłumaczeń eukariotycznych?
Eukariotyczna inicjacja translacji to proces, w którym inicjatorowe podjednostki tRNA, 40S i 60S rybosomalne są wiązane przez eukariotyczne czynniki inicjacji (eIF) z rybosomem 80S w kodonie startowym mRNA. W procesie inicjacji biorą udział głównie eukariotyczne czynniki inicjacji translacji, transkrypt mRNA i rybosom. Czynniki inicjacji wiążą się z podjednostką rybosomalną lat 40. Czynnik inicjacji eIF3 zapobiega przedwczesnemu wiązaniu dwóch podjednostek, podczas gdy eIF4 działa jako białko wiążące czapeczkę. Czynnik inicjacji translacji eIF2 wybiera naładowany inicjator tRNA i wiąże się z metioniną, tworząc Met-tRNA. Ta cząsteczka nie jest formylowana. Po tym procesie wiązania powstaje potrójny kompleks, znany jako eIF2/GTP/Met-tRNA. Ten trójskładnikowy kompleks wiąże się z innymi eIF z podjednostką 40S, tworząc kompleks preinicjacyjny 43S.
Rysunek 02: Inicjacja translacji eukariotycznej
Ten kompleks preinicjacji z czynnikami białkowymi przesuwa się wzdłuż łańcucha mRNA w kierunku końca 3’, aby dotrzeć do kodonu start. Ten proces jest znany jako skanowanie mRNA. Hydroliza GTP zachodzi w eIF2, która aktywuje dysocjację czynników inicjacji translacji z podjednostki 40s, prowadząc do powstania pełnego kompleksu rybosomów. Oznacza to koniec eukariotycznej inicjacji translacji i przejście do fazy elongacji.
Podobieństwa między inicjacją translacji prokariotycznej i eukariotycznej
- Oba procesy używają szablonu mRNA.
- tRNA przywołuje prawidłowy aminokwas w obu procesach.
- Obie podjednostki rybosomalne biorą udział w inicjacji translacji.
- Hydroliza GTP ma miejsce w obu procesach, aby aktywować inicjację translacji.
- AUG działa jako kodon startowy dla obu procesów.
Różnica między inicjacją translacji prokariotycznej i eukariotycznej
Inicjacja translacji prokariotycznej ma miejsce na rybosomach lat 70-tych, podczas gdy inicjacja translacji eukariotycznej ma miejsce na rybosomach lat 80-tych. Jest to więc kluczowa różnica między inicjacją translacji prokariotycznej i eukariotycznej. Co więcej, inicjacja translacji prokariotycznej jest procesem niezależnym od czapeczki, podczas gdy inicjacja translacji eukariotycznej jest zależna od czapeczki i niezależna od czapeczki. Jest to zatem kolejna istotna różnica między inicjacją translacji prokariotycznej i eukariotycznej. Poza tym aminokwasy inicjujące łańcuch prokariotycznej inicjacji translacji i eukariotycznej inicjacji translacji to odpowiednio N-formylometionina i metionina.
Poniższa infografika zestawia różnice między inicjacją translacji prokariotycznej i eukariotycznej w formie tabelarycznej dla porównania.
Podsumowanie – Inicjacja tłumaczeń prokariotycznych kontra eukariotycznych
Translacja to proces biologiczny zachodzący w cytoplazmie. Inicjacja to pierwszy krok tłumaczenia. Transkrypt mRNA działa jako matryca dla inicjacji translacji zarówno prokariotycznej, jak i eukariotycznej. Inicjacja translacji prokariotycznej to wiązanie podjednostki rybosomalnej 30S rybosomu z końcem 5' mRNA za pomocą prokariotycznych czynników inicjacji. Czynniki inicjacji obejmują IF-1, IF-2 i IF-3, podczas gdy rybosomy lat 70. działają jako główna maszyneria translacji zaangażowana w proces inicjacji. Eukariotyczna inicjacja translacji to proces, w którym inicjatorowe podjednostki tRNA, 40S i 60S rybosomalne są wiązane przez eukariotyczne czynniki inicjacji (eIF) z rybosomem 80S na początku kodonu mRNA. Czynniki inicjacji obejmują eIF-1, eIF2, eIF-3, eIF4, eIF5 i eIF6, podczas gdy rybosomy lat 80. działają jako mechanizm inicjacji translacji u eukariontów. Tak więc jest to podsumowanie różnicy między inicjacją translacji prokariotycznej i eukariotycznej.
