Põhiline erinevus prokarüootse ja eukarüootse translatsiooni initsiatsiooni vahel on see, et prokarüootne translatsiooni initsiatsioon toimub 70S ribosoomidel, samas kui eukarüootne translatsiooni initsiatsioon toimub 80S ribosoomidel.
Tõlkimine ehk valgusüntees on bioloogiline protsess, mis toimub tsütoplasmas. See toimub kolme etapi kaudu: initsiatsioon, pikenemine ja lõpetamine. See protsess hõlmab Messenger RNA (mRNA) järjestuses olevate nukleotiidi kolmikute või koodonite transleerimist aminohappejärjestuseks. Translatsiooni viivad läbi ribosoomid ja spetsiifilised ensüümid. Need katalüüsivad mRNA matriitsil põhineva polüpeptiidi moodustumist.
Mis on prokarüootse tõlke algatamine?
Prokarüootne translatsiooni initsiatsioon on ribosoomi 30S ribosomaalse subühiku seondumine mRNA 5' otsaga prokarüootsete initsiatsioonifaktorite abil. Valkude süntees algab initsiatsioonikompleksi moodustumisega. Initsiatsioonikompleks koosneb 30S ribosoomist, mRNA matriitsist, initsiatsioonifaktoritest nagu IF-1, IF-2 ja IF-3 ning spetsiaalsest initsiaator-tRNA-st. Prokarüootides osaleb Shine Dalgarno järjestus translatsiooni algatamiseks ribosoomi tuvastamisel. Shine Dalgarno järjestus seondub mRNA matriitsi 30S ribosomaalse subühikuga. Selles etapis mängib IF-3 olulist rolli. Seejärel ühineb initsiaator-tRNA stardikoodoniga AUG. See tRNA molekul transpordib aminohapet metioniini.
Joonis 01: Prokarüootne tõlge
Metioniini formüleerimine on oluline protsess, mis toimub prokarüootides. Seega toimib formüülitud metioniin prokarüootses translatsioonis esimese aminohappena. tRNA ja metioniini (fMet) seondumist vahendab IF-2. 30S ribosomaalne subühik koos fMeti, IF-1, IF-2 ja IF-3-ga loovad initsiatsioonikompleksi. GTP hüdrolüüs IF-2-l ja kõigi initsiatsioonifaktorite vabanemine võimaldavad ribosomaalse 30S subühiku seondumist 50S ribosomaalse subühikuga, moodustades täielikult toimiva ribosoomi, mida tuntakse ka translatsioonikompleksina. Kuna GTP hüdrolüüsitakse, on subühikute seondumine pöördumatult spontaanne ja vajab translatsiooni lõpetamiseks energiat.
Mis on eukarüootse tõlke algatamine?
Eukarüootse translatsiooni initsiatsioon on protsess, mille käigus initsiaator-tRNA, 40S ja 60S ribosomaalsed subühikud seotakse eukarüootsete initsiatsioonifaktorite (eIF) abil 80S ribosoomiks mRNA alguskoodonis. Initsiatsiooniprotsessis osalevad peamiselt eukarüootsed translatsiooni initsiatsioonifaktorid, mRNA transkript ja ribosoom. Initsiatsioonifaktorid seonduvad 40-ndate ribosoomi subühikuga. Initsiatsioonifaktor eIF3 takistab kahe alaühiku enneaegset seondumist, samas kui eIF4 toimib korki siduva valguna. Translatsiooni initsiatsioonifaktor eIF2 valib laetud initsiaator-tRNA ja seondub metioniiniga, moodustades Met-tRNA. See molekul ei ole formüülitud. Pärast seda seondumisprotsessi moodustub kolmekomponentne kompleks, mida tuntakse kui eIF2/GTP/Met-tRNA. See kolmekomponentne kompleks seondub teiste eIF-idega 40S allüksusega, moodustades 43S eelinitsiatsioonikompleksi.
Joonis 02: Eukarüootse tõlke algatamine
See eelinitsiatsioonikompleks valgufaktoritega liigub piki mRNA ahelat 3'-otsa suunas, et jõuda alguskoodonini. Seda protsessi nimetatakse mRNA skaneerimiseks. GTP hüdrolüüs toimub eIF2-s, mis aktiveerib translatsiooni initsiatsioonifaktorite dissotsiatsiooni 40ndate alaühikust, mis viib täieliku ribosoomikompleksi moodustumiseni. See tähistab eukarüootse translatsiooni initsiatsiooni lõppu ja läheb edasi elongatsioonifaasi.
Prokarüootse ja eukarüootse tõlke algatamise sarnasused
- Mõlemad protsessid kasutavad mRNA malli.
- tRNA toob mõlemas protsessis esile õige aminohappe.
- Tõlke algatamises osalevad mõlemad ribosoomi subühikud.
- Tõlke initsiatsiooni aktiveerimiseks toimub mõlemas protsessis GTP hüdrolüüs.
- AUG toimib mõlema protsessi alguskoodonina.
Erinevus prokarüootse ja eukarüootse tõlke algatamise vahel
Prokarüootne translatsiooni initsiatsioon toimub 70ndate ribosoomidel, eukarüootne translatsiooni initsiatsioon aga 80ndate ribosoomidel. Niisiis, see on peamine erinevus prokarüootse ja eukarüootse translatsiooni algatamise vahel. Veelgi enam, prokarüootne translatsiooni initsiatsioon on korgist sõltumatu protsess, samas kui eukarüootse translatsiooni initsiatsioon on korgist sõltuv ja sõltumatu. Seega on see veel üks oluline erinevus prokarüootse ja eukarüootse translatsiooni initsiatsiooni vahel. Pealegi on prokarüootse translatsiooni initsiatsiooni ja eukarüootse translatsiooni initsiatsiooni ahelat algatavad aminohapped vastav alt N-formüülmetioniin ja metioniin.
Järgmine infograafik koondab kõrvuti võrdlemiseks tabelina erinevused prokarüootse ja eukarüootse tõlke algatamise vahel.
Kokkuvõte – prokarüootne vs eukarüootne tõlke algatamine
Tõlkimine on bioloogiline protsess, mis toimub tsütoplasmas. Initsieerimine on tõlkimise esimene samm. MRNA transkript toimib nii prokarüootse kui ka eukarüootse translatsiooni initsiatsiooni mallina. Prokarüootne translatsiooni initsiatsioon on ribosoomi 30S ribosomaalse subühiku seondumine mRNA 5’ otsaga prokarüootsete initsiatsioonifaktorite abil. Initsiatsioonifaktorid hõlmavad IF-1, IF-2 ja IF-3, samas kui 70ndate ribosoomid toimivad peamise initsiatsiooniprotsessis osaleva translatsioonimehhanismina. Eukarüootse translatsiooni initsiatsioon on protsess, mille käigus initsiaator-tRNA, 40S ja 60S ribosomaalsed subühikud seotakse eukarüootsete initsiatsioonifaktorite (eIF) abil 80S ribosoomiks mRNA alguskoodonis. Initsiatsioonifaktorite hulka kuuluvad eIF-1, eIF2, eIF-3, eIF4, eIF5 ja eIF6, samas kui 80ndate ribosoomid toimivad eukarüootides translatsiooni algatamise masinana. Seega on see kokkuvõte erinevusest prokarüootse ja eukarüootse translatsiooni algatamise vahel.
