16.6: Eukaryotic Translational na baada ya kutafsiri Gene Kanuni

Ujuzi wa Kuendeleza

• Kuelewa mchakato wa tafsiri na kujadili mambo yake muhimu
• Eleza jinsi uanzishwaji tata udhibiti tafsiri
• Eleza njia tofauti ambazo udhibiti wa baada ya kutafsiri wa jeni unafanyika

Baada ya RNA kusafirishwa kwa cytoplasm, inatafsiriwa katika protini. Udhibiti wa mchakato huu unategemea kwa kiasi kikubwa molekuli ya RNA. Kama ilivyojadiliwa hapo awali, utulivu wa RNA utakuwa na athari kubwa katika tafsiri yake katika protini. Kama utulivu unabadilika, kiasi cha muda ambacho kinapatikana kwa tafsiri pia kinabadilika.

Kiwango cha Kuanzisha Complex na Tafsiri

Kama transcription, tafsiri hudhibitiwa na protini zinazofunga na kuanzisha mchakato. Katika tafsiri, ngumu ambayo hukusanyika ili kuanza mchakato inajulikana kama tata ya uanzishwaji. Protini ya kwanza ya kumfunga kwa RNA kuanzisha tafsiri ni sababu ya uanzishwaji wa eukaryotic-2 (EIF-2). Protini ya EIF-2 inafanya kazi wakati inafunga kwa molekuli ya juu-nishati guanosine triphosphate (GTP). GTP hutoa nishati ya kuanza majibu kwa kuacha phosphate na kuwa guanosine diphosphate (GDP). Protini ya EIF-2 iliyofungwa kwa GTP inafunga kwenye subunit ndogo ya ribosomal ya 40S. Unapofungwa, mwanzilishi wa methionine trNA hushirikiana na tata ya ribosomu ya EIF-2/40s, na kuleta pamoja na mRNA kutafsiriwa. Kwa hatua hii, wakati tata ya mwanzilishi imekusanyika, GTP inabadilishwa kuwa Pato la Taifa na nishati hutolewa. Phosphate na protini ya EIF-2 hutolewa kutoka kwenye ngumu na subunit kubwa ya 60 ya ribosomal inafunga kutafsiri RNA. Ufungaji wa EIF-2 kwa RNA unadhibitiwa na phosphorylation. Ikiwa EIF-2 ni phosphorylated, inakabiliwa na mabadiliko ya kufanana na haiwezi kumfunga kwa GTP. Kwa hiyo, tata ya kuanzishwa haiwezi kuunda vizuri na tafsiri imezuiwa (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). Wakati EIF-2 inabakia unphosphorylated, inafunga RNA na hutafsiri kikamilifu protini.

Sanaa Connection

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Gene kujieleza inaweza kudhibitiwa na mambo ambayo kumfunga tafsiri uanzishwaji tata.

Kuongezeka kwa viwango vya phosphorylation ya EIF-2 imekuwa aliona katika wagonjwa na magonjwa neurodegenerative kama vile Alzheimers, Parkinson, na Huntington.

Marekebisho ya Kemikali, Shughuli za Protini,

Protini zinaweza kubadilishwa kwa kemikali na kuongeza vikundi ikiwa ni pamoja na methyl, phosphate, asetili, na vikundi vya ubiquitin. Kuongezea au kuondolewa kwa makundi haya kutoka kwa protini hudhibiti shughuli zao au urefu wa muda waliopo katika seli. Wakati mwingine marekebisho haya yanaweza kudhibiti pale ambapo protini inapatikana katika kiini—kwa mfano, katika kiini, saitoplazimu, au kushikamana na utando wa plasma.

Marekebisho ya kemikali hutokea kwa kukabiliana na uchochezi wa nje kama vile dhiki, ukosefu wa virutubisho, joto, au yatokanayo na mwanga wa ultraviolet. Mabadiliko haya yanaweza kubadilisha upatikanaji wa epigenetic, transcription, utulivu wa mRNA, au tafsiri - yote yanayotokana na mabadiliko katika usemi wa jeni mbalimbali. Hii ni njia bora kwa seli kubadilisha haraka viwango vya protini maalum katika kukabiliana na mazingira. Kwa sababu protini ni kushiriki katika kila hatua ya kanuni gene, phosphorylation ya protini (kulingana na protini kwamba ni iliyopita) inaweza kubadilisha upatikanaji wa kromosomu, unaweza kubadilisha tafsiri (kwa kubadilisha transcription sababu kisheria au kazi), unaweza kubadilisha shuttling nyuklia (kwa kushawishi marekebisho ya nyuklia pore tata), inaweza kubadilisha RNA utulivu (kwa kumfunga au si kisheria kwa RNA kudhibiti utulivu wake), unaweza kurekebisha tafsiri (ongezeko au kupungua), au kubadilisha marekebisho baada ya kutafsiri (kuongeza au kuondoa phosphates au marekebisho mengine ya kemikali).

Kuongezea kikundi cha ubiquitin kwa alama za protini ambazo protini kwa uharibifu. Ubiquitin hufanya kama bendera inayoonyesha kuwa maisha ya protini imekamilika. Protini hizi zinahamishwa kwenye proteasome, organelle inayofanya kazi ili kuondoa protini, kuharibiwa (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)). Njia moja ya kudhibiti usemi wa jeni, kwa hiyo, ni kubadilisha maisha marefu ya protini.

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Protini zilizo na vitambulisho vya ubiquitin ni alama kwa uharibifu ndani ya proteasome.

Muhtasari

Kubadilisha hali ya RNA au protini yenyewe kunaweza kuathiri kiasi cha protini, kazi ya protini, au kwa muda gani hupatikana kwenye seli. Ili kutafsiri protini, tata ya mwanzilishi wa protini lazima ikusanyike kwenye RNA. Marekebisho (kama vile phosphorylation) ya protini katika tata hii yanaweza kuzuia tafsiri sahihi kutokea. Mara protini imetengenezwa, inaweza kubadilishwa (phosphorylated, acetylated, methylated, au ubiquitinated). Marekebisho haya ya baada ya kutafsiri yanaweza kuathiri sana utulivu, uharibifu, au kazi ya protini.

Sanaa Connections

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Kuongezeka kwa viwango vya phosphorylation ya EIF-2 imekuwa aliona katika wagonjwa na magonjwa neurodegenerative kama vile Alzheimers, Parkinson, na Huntington ya. matokeo gani unafikiri hii inaweza kuwa juu ya protini awali?

Jibu

Protini awali itakuwa imezuiliwa.

faharasa

eukaryotic uanzishwaji sababu-2 (EIF-2)

protini kwamba kumfunga kwanza kwa mRNA kuanzisha tafsiri

guanine diphosphate (GDP)

molekuli kwamba ni wa kushoto baada ya nishati ni kutumika kuanza tafsiri

guanine triphosphate (GTP)

kutoa nishati molekuli kwamba kumfunga kwa EIF-2 na inahitajika kwa ajili ya tafsiri

uanzishwaji tata

protini tata zenye EIF2-2 kwamba kuanza tafsiri

kubwa 60s ribosomal subunit

pili, kubwa ribosomal subunit kwamba kumfunga kwa RNA kutafsiri ndani ya protini

proteasome

organelle ambayo inadhoofisha protini

ndogo 40s ribosomal subunit

subunit ribosomal kwamba kumfunga kwa RNA kutafsiri ndani ya protini