MedUniver Физиология человека
  Домой Медицинский фото атлас Психология отношений Медицинские видео ролики Медицинская библиотека Консультация врача  
Физиология человека:
Физиология
Физиология клетки
Эндокринная система
Пищеварительная система
Физиология клеток крови
Обмен веществ. Питание
Выделение.Функции почек
Репродуктивная функция
Сенсорные системы
Физиология иммунной системы
Система кровообращения
Дыхательная система
Видео по физиологии
Книги по физиологии
Рекомендуем:
Книги по медицине
Видео по медицине
Фотографии по медицине
Консультации врачей
Форум
 

Этапы трансляции мРНК при синтезе белка

На протяжении нескольких последних десятилетий контроль над экспрессией генов на уровне трансляции стал способом регулирования роста, пролиферации, злокачественной трансформации и апоптоза. Регулирование трансляции мРНК может изменить общую трансляционную или рибосомную емкость клетки (т.е. число рибосом) либо изменить трансляционную или рибосомную эффективность (т.е. количество белка, синтезированного на одной рибосоме).

Кроме того, изменения рибосомной эффективности могут ограничиваться регулированием экспрессии конкретного белка (например, мРНК ферритина) или влиять на скорость трансляции специфических белков, которые затем участвуют в трансляции мРНК и, следовательно, оказывают глобальное всеобъемлющее влияние на производительность и эффективность трансляции мРНК (например, терминального олигопиримидина мРНК, который описан далее).

Изменение рибосомной емкости указывает на изменение содержания рибосомных белков и рибосомной РНК (рРНК) в клетке. Время, необходимое для модификации этих популяций, показывает, что изменить общий синтез белка на уровне рибосомной емкости могут лишь хронические заболевания или такие продолжительные состояния, как длительное голодание или неконтролируемый диабет.

На уровень РНК также влияет возраст. В частности, скорость общего оборота рРНК и транспортной РНК (тРНК) во всем организме у недоношенных младенцев в 3-4 раза выше, чем у взрослых, а оборот мРНК у новорожденных в 6 раз выше, чем у взрослых. Это подчеркивает тот факт, что высокий темп роста у новорожденных возможен благодаря способности организма создавать и использовать трансляционный аппарат.

Каждая рибосома состоит из 80 различных белков и 4 видов РНК (5S, 5.8S, 18S, 28S). Три вида РНК (5.8S, 18S, 28S) транскрибируются с одного гена (45S рибосомная ДНК (рДНК)) РНК-полимеразой типа I. Транскрипция РНК-полимеразы типа I усиливается фактором транскрипции UBF (фактором регуляции последующих звеньев сигнальной цепи). Состояния, усиливающие процессы анаболизма, могут сопровождаться повышенной экспрессией и/или активностью белка UBF, в результате увеличивается транскрипция 45S рДНК. Например, повышенная активность UBF способствует гипертрофии кардиомиоцитов новорожденных.

На рибосомную емкость также может оказывать влияние синтез рибосомного белка. Регуляция его синтеза происходит за счет наличия последовательности пиримидинов в 5-нетранслируемом участке гена. Этот фрагмент терминального олигопиримидина (TOP) преимущественно обнаруживается в мРНК, кодирующей рибосомные белки, факторы трансляции мРНК, такие как факторы элонгации eEFIA и eEF2, и поли-(А)-связывающий белок, участвующие в образовании рибосом.

Сокращение трансляции TOP мРНК снижает общую белковосинтетическую емкость клетки, поскольку TOP мРНК кодирует трансляционный аппарат. Ряд исследований связал воедино фосфатидилинозитол-3-киназу и сигнальный путь mTOR в трансляционной активации TOP мРНК, однако на сегодняшний день точная роль каждого пути в этом процессе полностью не определена. Питание продуктами, содержащими белок, повышает уровень трансляции TOP мРНК, в то время как диета, обедненная аминокислотами, его снижает.

Этапы трансляции мРНК

Дефицит аминокислот может привести к ослаблению синтеза практически любого белка, но синтез белков, кодируемых ТОР мРНК, подавляется во много раз сильнее, чем синтез большинства белков. Усиленное торможение ТОР мРНК вследствие недостаточного белкового питания обусловлено бинарным механизмом контроля по принципу «все или ничего», что меняет ассоциацию молекул ТОР мРНК с полисомами (транслирующей популяцией рибосом) на ассоциацию с субполисомами (нетранслирующей популяцией рибосом). В процессе этого трансляционный аппарат практически отключается или включается в непостоянном режиме.

Сигнальный путь, важный при регулировании трансляции ТОР мРНК и, следовательно, при биогенезе рибосом, включает протеинкиназу mTOR. mTOR образует отдельные сигнальные комплексы с дополнительными взаимодействующими белками, которые затем побуждают трансляционный аппарат адекватно реагировать на питательные вещества, инсулин/факторы роста и энергетический статус. Таким образом, путь, преобразующий сигнал mTOR, является важным механизмом, посредством которого эукариотические клетки настраивают свой потенциал биосинтеза белка в ответ на условия среды, окружающей клетку.

Нутриент-зависимый комплекс 1 mTOR, реагирующий как на гормональный, так и на аминокислотный статус, активирует сигнальный путь киназы рибосомного белка S6 (S6K1), контролирующий клеточную гипертрофию и гомеостаз глюкозы. Нутриент-зависимый комплекс 2 mTOR является важным фактором регуляции синтеза актинового цитоскелета и развития и ремоделирования тканей. Кроме того, mTOR контролирует клеточную пролиферацию, синтез рРНК, процессинг пре-рРНК и аутофагию. Таким образом, сигнальный путь mTOR контролирует широкий спектр различных событий, связанных с ростом и развитием.

Надо отметить, что mTOR и его сигнальные комплексы занимают центральное место во всех процессах, касающихся роста, и, следовательно, необходимы для роста новорожденных и анаболической реакции на прием нутриентов.

Регулирование рибосомной емкости дает организму возможность адаптироваться к условиям длительных изменений. С другой стороны, при необходимости изменений рибосомной эффективности возможно достичь без промедления, поскольку весь белковосинтетический аппарат уже присутствует. В перечень условий, которые изменяют рибосомную эффективность, входят питание, гипоксия и гормональные колебания. Изменения рибосомной эффективности предполагают регулирование на уровне трансляции мРНК.

Трансляция мРНК является высокоорганизованным и многокомпонентным сигнальным путем, который можно разделить на три стадии:
(1) инициацию;
(2) элонгацию;
(3) терминацию.

На первоначальной стадии небольшие (40S) рибосомные субъединицы вовлекаются в отобранную мРНК и вместе с большой (60S) рибосомной субъединицей формируют рибосому 80S, которая способна распознать начало трансляционного кодона и начать процесс элонгации. Процесс элонгации включает энергоемкую процедуру присоединения аминокислот, одной за другой, к удлиняющейся цепочке пептида. Стадия терминации состоит из идентификации стоп-кодона и отделения рибосомных субъединиц от мРНК.

Каждая из этих стадий регулируется отдельными категориями белковых факторов, называемых соответственно стадиям эукариотическими факторами инициации (eIF), эукариотическими факторами элонгации (eEF) и эукариотическими факторами высвобождения (eRF). Большинство этих белковых факторов, регулирующих трансляцию, имеют несколько субъединиц и содержат связывающие участки для взаимодействия с другими факторами трансляции, а также для объединения с рибосомой. Кроме того, некоторые из них способны проявлять каталитическую активность, которая может быть использована для стимулирования или ингибирования трансляции.

Этапы трансляции

- Читать далее "Путь инициации трансляции мРНК при синтезе белка"


Оглавление темы "Обмен белков и аминокислот":
  1. Первичные митохондриальные гепатопатии - клиника, диагностика
  2. Прогрессирующий семейный внутрипеченочный холестаз (ПСВХ) - типы, диагностика
  3. Лечение желтухи (холестаза) у детей
  4. Обмен белков и аминокислот в организме
  5. Механизмы белкового (азотистого) баланса
  6. Этапы синтеза белка в организме
  7. Этапы трансляции мРНК при синтезе белка
  8. Путь инициации трансляции мРНК при синтезе белка
  9. Путь элонгации и терминации трансляции мРНК при синтезе белка
  10. Модификация и сворачивание белков после трансляции
Загрузка...

   
MedUniver.com
ICQ:493-344-927
E-mail: reklama@meduniver.com
   

Пользователи интересуются:

Будем рады вашим вопросам и отзывам:

Полная версия сайта