Back to chapter

11.5:

Sızdıran Tarama

JoVE Core
Biologia Molecular
É necessária uma assinatura da JoVE para visualizar este conteúdo.  Faça login ou comece sua avaliação gratuita.
JoVE Core Biologia Molecular
Leaky Scanning

Idiomas

COMPARTILHAR

Ökaryotik translasyon sırasında ribozomlar, 5’ucundan başlayarak, ilk AUG dizisi olan başlangıç kodonu ile karşılaşana kadar mRNA’yı tarar ve protein sentezini başlatır. Bununla birlikte, bir mRNA’nın dizisi içinde iki veya daha fazla AUG kodonu olabilir. Ribozomlar bazen ilk AUG kodonunu tanıyamaz ve bunun yerine, mRNA zincirinin daha aşağısındaki bir başlangıç kodonundan protein sentezine başlar.Bu olaya, sızıntılı tarama denir ve aynı mRNA’dan birden fazla protein tipinin üretilmesine imkan verir. Kozak dizisi olarak bilinen belirli bir konsensüs dizisi, bir ribozomun protein sentezine, ilk başlangıç kodonunda başlayıp başlamayacağını belirler. Bu dizide, ilk başlangıç kodonu AUG’nin A’sı, artı bir olarak numaralandırılır.Sonraki nükleotidler pozitiftir ve önceki nükleotidler negatiftir. Optimal dizi, eksi üç konumunda bir pürin ve artı dört konumunda bir guanin mevcut olduğunda gerçekleşir. Eksi üç konumunda, adenin, translasyonu başlatmada guaninden daha etkilidir.Nükleotid dizisinin geri kalanındaki değişikliklerin protein sentezi üzerinde etkisi çok azdır. Optimal bir dizi mevcut olduğunda, ribozomların neredeyse tamamı bu AUG kodonunda protein sentezini başlatır. Aksine, eksi üç konumunda bir pürin veya artı dört konumunda bir guanin yoksa, ribozomların sadece bazıları ilk AUG kodonunda translasyonu başlatır.Ribozomların çoğu, bu başlangıç kodonunu atlar, mRNA’yı taramaya devam eder ve downstream optimal bir tanıma dizisine sahip bir başlangıç kodonunda translasyonu başlatır. Sızıntılı taramada, her iki kodon da aynı okuma çerçevesine sahipse, üretilen proteinler yalnızca uç noktalarında farklılık gösterecektir. Bu, hücrelerin, organele özgü bir sinyal olmadan örneğin N-terminalinde proteinler üretmesine izin verir.Öte yandan, downstream başlangıç kodonu, ilk başlangıç kodonundan farklı bir okuma çerçevesine sahipse, tamamen farklı tipte proteinlerin üretimine yol açabilir.

11.5:

Sızdıran Tarama

Çoğu ökaryotik çeviri işlemi sırasında, küçük 40S ribozom alt birimi, ilk başlangıç AUG kodonuyla karşılaşana kadar 5' sonundan bir mRNA'yı tarar. 60'ların büyük ribozomal alt birimi daha sonra protein sentezini başlatmak için daha küçük olana katılır. Translasyon başlangıcının yeri büyük ölçüde başlangıç kodonunun yakınındaki nükleotitler tarafından belirlenir, çünkü mRNA'da birden fazla translasyon başlatma bölgesi bulunabilir.  Marilyn Kozak dizisi RCCAUGG keşfetti (burada R adenin veya guanin açılımı) çeviri başlatılması için en uygun bir tanıma dizisidir. -3 pozisyonundaki pürin ve +4 pozisyonundaki guanin, hayvan ve bitki türleri boyunca yüksek oranda korunur ve protein sentezinin başlatılmasını düzenler. İlk başlangıç kodonunda -3 pozisyonunda bir pürin ve +4 pozisyonunda guanin yoksa, bu dizi zayıf bir bağlamdadır. Örneğin, fıstık topağı virüsü, iki proteini, p23 ve p39'u kodlayan bir RNA içerir. İlk başlangıç kodonu p23 sentezi içindir ve zayıf bir tanıma dizisine sahiptir, CUUAUGU. Ribozomların yaklaşık %30'u ilk başlangıç kodonunu atlayacak ve bunun yerine aşağı akış başlangıç kodonunda translasyonu başlatacak ve ikinci protein olan p39'u üretecektir. Alternatif bir bölgedeki bu çeviri başlangıcı sızdıran tarama olarak bilinir ve memelilerin, bitkilerin ve virüslerin mrna'larında gözlenmiştir.

Başlangıç kodonunun transkriptteki diğer öğelerden uzaklığı da sızdıran taramaya neden olabilir. İlk başlangıç kodonu transkriptin 5' inden 12 nükleotidden azsa, ilk AUG atlanabilir. Bu, iki AUG başlangıç kodonunun, iki başlangıç kodonunun sadece 4 nükleotid ile ayrıldığı influenza virüsü B'nin 6.segmentinde görüldüğü gibi, yakın aralıklı olması durumunda da ortaya çıkabilir.

Sızdıran tarama, iki başlangıç kodonu aynı okuma çerçevesinde olduğunda organizmaların bir proteinin farklı izoformlarını üretmesini sağlar. Memelilerden gelen glukokortikoid reseptör geni, proteinin iki farklı izoformunun üretildiği bu tür sızdıran taramaya iyi bir örnektir –daha büyük 94 kDa GR1 ve daha küçük 91 kDa GR2. Daha küçük boyutuna rağmen, GR2 gen transaktivasyonunda GR1'Dden iki kat daha verimlidir. Öte yandan, ilk ve aşağı akış başlangıç kodonları farklı okuma çerçevelerine sahipse, tamamen farklı proteinlerin üretimine yol açabilir. Örneğin, influenza A virüsünün segment 2 mRNA'sı 2 farklı proteini kodlayabilir. İlk protein, virüs replikasyonu için gerekli olan viral polimerazın temel bir bileşenidir; ikinci protein apoptozu teşvik eder ve virüs replikasyonu için gerekli değildir. 

Leitura Sugerida

  1. Firth, Andrew E., and Ian Brierley. "Non-canonical translation in RNA viruses." The Journal of General Virology 93, no. Pt 7 (2012): 1385.
  2. Yang, Xiaolong, Garry Chernenko, Yawei Hao, Zhihu Ding, Mary M. Pater, Alan Pater, and Shou-Ching Tang. "Human BAG-1/RAP46 protein is generated as four isoforms by alternative translation initiation and overexpressed in cancer cells." Oncogene 17, no. 8 (1998): 981-989.
  3. Ferreira, Joshua P., William L. Noderer, Alexander J. Diaz de Arce, and Clifford L. Wang. "Engineering ribosomal leaky scanning and upstream open reading frames for precise control of protein translation." Bioengineered 5, no. 3 (2014): 186-192.
  4. Yudt, Matthew R., and John A. Cidlowski. "Molecular identification and characterization of a and b forms of the glucocorticoid receptor." Molecular Endocrinology 15, no. 7 (2001): 1093-1103.
  5. Wise, Helen M., Cyril Barbezange, Brett W. Jagger, Rosa M. Dalton, Julia R. Gog, Martin D. Curran, Jeffery K. Taubenberger, Emma C. Anderson, and Paul Digard. "Overlapping signals for translational regulation and packaging of influenza A virus segment 2." Nucleic Acids Research 39, no. 17 (2011): 7775-7790.