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基因翻译的终止

2022.4.19
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zhaoqisun

致力于为分析测试行业奉献终身

本过程细胞主要需完成以下目标:

(1)使翻译停止,不再有新的氨基酸掺入;

(2)释放合成的多肽链;

(3)释放结合在mRNA上的各组分;

(4)确保核糖体大小亚基以及重要因子的重复利用。

原核细胞和真核细胞在此过程的处理上有明显不同,下面将分开介绍。 

(一)原核细胞

A.肽链的释放

(1)释放因子RF1/2 (tRNA结构类似)结合A位点,识别并匹配终止密码子;

(2)RF1/2的GGQ 基序(tRNA受体臂结构类似)催化肽链的脱离(以HOH替代HO-进行反应);

(3)RF1/2进一步招募RF3·GDP结合到核糖体大亚基上;

(4)RF3将GDP换成GTP(鸟苷酸交换因子活性),这一过程伴随的构象改变释放RF1/2,使其脱离核糖体;

(5)RF3利用自身的GTP水解活性水解GTP回归GDP结合状态,随后从大亚基上脱离。

B. 两个tRNA的释放

(1)因子RRF(扭转态tRNA结构类似)结合到空出来的A位点;

(2)此时具有扭转态tRNA类似构象的复合物引诱EF·G·GTP结合到大亚基位置并锁定扭转态结构;

(3)EF·G·GTP水解GTP转化为EF·G·GDP·Pi状态,这一步伴随构象改变解锁原本的扭转态结构,将原本E位点的tRNA推出核糖体,将P位点的tRNA推到E位点,将RRF从A位点推到P位点;

(4)Pi从EF·G释放,导致构象进一步变化,EF·G脱离,而E位点的tRNA由于较低亲和性也从核糖体脱离,RRF由于对P位点的亲和性低,也脱离。

C. 大小亚基的分离

(1)由于此时的大小亚基三个位点全空了,翻译起始因子IF3得以进入结合到E位点,降低大小亚基之间的亲和性,使其分离;

(2)IF3继续结合在小亚基上,准备下一轮起始。

(二)真核细胞

A. 肽链的释放

(1)eRF3充当类似于eEF1(或EF-Tu)的作用,以GTP结合状态结合到eRF1/2上;

(2)通过eRF3的介导,eRF1/2被运输到A位点;

(3)eRF1/2识别终止密码子(类似于tRNA的密码子配对),正确的构象传递使得核糖体FBS和eRF3的GTP结合位点互作;

(4)FBS刺激GTP水解,eRF3转为GDP结合态;

(5)eRF3·GDP很快从核糖体上脱离,伴随着eRF1/2的类似于tRNA的入位过程;

(6)eRF1/2的GGQ基序催化肽链的脱离;

B. 剩余组分的脱离

Rli·ATP具有转位酶活性,通过水解ATP沿着mRNA转位,以一种类似于转录终止的方式,将其他组分从mRNA上推离下来。

目前关于真核细胞翻译过程有普遍的模型。其认为eIF4G可以结合mRNA的5‘端poly-A尾,进而将mRNA形成闭环,结合多个核糖体,以提高效率。且在此模型下,核糖体在翻译完毕解离后,可直接在起点重新起始,更符合核糖体的循环利用规律。

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