3. Трансляція у еукаріотів

Бактерії мають єдиною універсальною системою трансляції, основні механізми функціонування якої були коротко розглянуті вище. На відміну від цього, клітини тварин, крім основної системи трансляції, локалізованої в цитоплазмі, мають додаткову систему трансляції мітохондрій, яка по ряду властивостей наближається до бактеріальної. Клітини рослин мають ще однієї додаткової системою біосинтезу білка, що функціонує в хлоропластах. Більшість даних про механізми біосинтезу білка у еукаріот було отримано з використанням безклітинних белоксинтезирующий систем. Останнім часом важливі результати про механізми трансляції у еукаріот були отримані з використанням стабільно трансформованих клітин тварин і рослин, вирощуваних в культурі. У ході цих досліджень встановлено, що в рослин і тварин в основному функціонують одні й ті ж механізми трансляції. Ініціація біосинтезу білка еукаріотичних рибосомами Як буде видно з подальшого викладу, ініціація трансляції еукаріотичних мРНК може здійснюватися, принаймні, трьома способами. Відповідно до першого найбільш поширеним механізмом (модель сканування) рибосоми після взаємодії з 5'-кінцевий послідовністю мРНК здійснюють пошук ініціюючого AUG-кодону, переміщуючись вздовж 5'UTR. При реалізації другого механізму рибосоми ініціюють біосинтез білка на внутрішніх AUG-кодонах, віддалених від 5'-кінцевий кеп-групи. І, нарешті, після звільнення поліпептиду з транслює комплексу рибосоми, не відділяючись від мРНК, здатні реініцііровать біосинтез білка на наступному ініціюванні кодоні.

Фактори ініціації трансляції. Більшість молекулярних механізмів, які здійснюють регуляцію експресії генів на рівні трансляції, реалізується на стадії ініціації біосинтезу білка. Мабуть, цей факт знаходить своє відображення у великій складності апарату ініціації трансляції. Крім субодиниць еукаріотичних рибосом і білків, зазвичай асоційованих з 5'-і 3'-кінцевими послідовностями мРНК, в ініціації беруть участь щонайменше 11 білкових факторів, побудованих більш ніж з 25 поліпептидів Елонгація поліпептидних ланцюгів в ході еукаріотичної трансляції традиційно користувалася меншою увагою дослідників в порівнянні з ініціацією, оскільки вважалося, що її механізми в основних рисах ідентичні таким бактерій. Подальші дослідження показали, що дана точка зору в основному відповідає дійсності, хоча еукаріотична система трансляції володіє більш складним набором факторів елонгації.

Фактори і механізми елонгації. Еукаріотичні клітини містять у великій кількості фактор елонгації eEF1A, який є функціональним гомологом бактеріального фактора EF1A (EF-Tu). Так само як і у бактерій, цей фактор утворює потрійний комплекс з GTP та аміноацил-тРНК, забезпечуючи входження останньої в А-ділянка елонгірующей рибосоми. Два інших еукаріотичних фактора eEF1B і eEF2 різко відрізняються від бактеріальних функціональних аналогів EF1B (EF-Ts) і EF2 (EF-G) за амінокислотним послідовностей. Гетеротрімерний фактор eEF1B, як і його бактеріальний аналог, каталізує обмін GDP на GTP в комплексі eEF1A-GDP. Фактор eEF2, за аналогією з бактеріальними системами, забезпечує транслокацію пептидил-тРНК в P-ділянка рибосом і перенесення деацілірованной тРНК в E-ділянка. У вищих організмів цей фактор служить мішенню регуляторних впливів через фосфорилювання. Чудовим властивістю факторів eEF1A і eEF2 є здатність зв'язуватися з компонентами цитоскелету еукаріотичних клітин. Вважають, що це їх властивість може забезпечувати один з механізмів внутрішньоклітинного транспорту мРНК, що направляють її в полісоми. Зростаючий поліпептид виводиться в цитоплазму через канал, початок якої розташовано на поверхні рибосоми, де він взаємодіє з білками, що розпізнають сигнальну послідовність, або з іншими цитоплазматичними факторами, які забезпечують його спрямований транспорт всередині еукаріотичної клітини. У бактерій зростаюча поліпептидний ланцюг може викликати зменшення швидкості елонгації, а природа передостанній амінокислоти робить сильний вплив на терминацию трансляції. Припускають, що такого роду ефекти є наслідком взаємодії між будуються пептидом і факторами трансляції, рРНК або безпосередньо каналом, через який він переноситься до поверхні рибосоми. Подібні механізми, мабуть, функціонують і у еукаріотів. У дріжджів, як і у E. coli, швидкість елонгації трансляції знижується в присутності рідко зустрічаються кодонів в мРНК. Наявність певного числа таких кодонів поблизу сайту ініціації трансляції значно знижує швидкість зчитування відповідних ОРС. На швидкість декодування мРНК рибосомами впливають і характер фолдінга споруджуваних поліпептидних ланцюгів, а також сигнальні послідовності амінокислот, що визначають напрямок їх посттрансляційної транспорту всередині еукаріотичних клітин.

Термінація трансляції

В еукаріотичних білоксинтезуючої системи термінація трансляції, як і у бактерій, контролюється специфічними рилізинг-факторами.Однак у еукаріотів ці фактори менш різноманітні. Зокрема, у них відсутній функціональний аналог бактеріального фактора RRF/RF4.

Фактори термінації. За сучасними уявленнями, елонгірующая еукаріотична рибосома розпізнає стоп-кодони, що знаходяться в одній рамці з основними ОРС, після взаємодії з гетеродімерним комплексом рилізинг-факторів (RF), до складу якого входять фактори eRF1 і eRF3.Фактор eRF1 необхідний для розпізнавання решти трьох терминируются кодонів (UAA, UAG і UGA) і звільнення синтезованого поліпептиду.Фактор eRF3 є GTPазой, що володіє гомологією з eEF1A, яка, гидролизуя GTP, стимулює терминацию незалежно від послідовності нуклеотидів у терминируются кодонах.