Ključna razlika med prokariontsko in evkariontsko iniciacijo prevajanja je, da prokariontska iniciacija prevajanja poteka na 70S ribosomih, evkariontska iniciacija prevajanja pa na 80S ribosomih.
Prevajanje ali sinteza beljakovin je biološki proces, ki poteka v citoplazmi. Poteka skozi tri korake: začetek, podaljšanje in zaključek. Ta proces vključuje prevajanje nukleotidnih trojčkov ali kodonov, ki so prisotni v zaporedju messenger RNA (mRNA), v zaporedje aminokislin. Prevajanje izvajajo ribosomi in specifični encimi. Ti katalizirajo tvorbo polipeptida na podlagi predloge mRNA.
Kaj je prokariontska iniciacija prevajanja?
Iniciacija prokariontske translacije je vezava ribosomske podenote 30S ribosoma na 5’ konec mRNA s pomočjo prokariontskih iniciacijskih faktorjev. Sinteza beljakovin se začne s tvorbo iniciacijskega kompleksa. Iniciacijski kompleks je sestavljen iz ribosoma 30S, predloge mRNA, iniciacijskih faktorjev, kot so IF-1, IF-2 in IF-3, ter posebne iniciatorske tRNA. Pri prokariontih zaporedje Shine Dalgarno sodeluje pri identifikaciji ribosoma za začetek prevoda. Zaporedje Shine Dalgarno se veže na ribosomsko podenoto 30S na predlogi mRNA. V tem koraku ima IF-3 pomembno vlogo. Iniciatorska tRNA se nato združi z začetnim kodonom AUG. Ta molekula tRNA prenaša aminokislino metionin.
Slika 01: Prokariontski prevod
Formilacija metionina je pomemben proces, ki poteka v prokariontih. Tako formilirani metionin deluje kot prva aminokislina v prokariontskem prevodu. Vezavo tRNA in metionina (fMet) posreduje IF-2. Ribosomska podenota 30S skupaj s fMet, IF-1, IF-2 in IF -3 tvorijo začetni kompleks. Hidroliza GTP na IF-2 in sproščanje vseh iniciacijskih faktorjev omogočata vezavo ribosomske podenote 30S na ribosomsko podenoto 50S, da se tvori popolnoma funkcionalen ribosom, znan tudi kot prevodni kompleks. Ker je GTP hidroliziran, je vezava podenot ireverzibilno spontana in zahteva energijo za prekinitev prevoda.
Kaj je evkariontska iniciacija prevajanja?
Iniciacija evkariontskega prevajanja je proces, pri katerem se iniciatorska tRNA, ribosomske podenote 40S in 60S vežejo z evkariontskimi iniciacijskimi faktorji (eIF) v ribosom 80S na začetnem kodonu mRNA. V procesu iniciacije sodelujejo predvsem evkariontski faktorji iniciacije prevajanja, transkript mRNA in ribosom. Iniciacijski faktorji se vežejo na ribosomsko podenoto 40s. Iniciacijski faktor eIF3 preprečuje prezgodnjo vezavo obeh podenot, medtem ko eIF4 deluje kot cap-vezavni protein. Faktor iniciacije prevajanja eIF2 izbere nabito iniciatorsko tRNA in se veže z metioninom, da tvori Met-tRNA. Ta molekula ni formilirana. Po tem procesu vezave nastane ternarni kompleks, ki je znan kot eIF2/GTP/Met-tRNA. Ta ternarni kompleks se z drugimi eIF-ji veže na podenoto 40S in tvori prediniciacijski kompleks 43S.
Slika 02: Začetek evkariontskega prevajanja
Ta prediniciacijski kompleks z beljakovinskimi faktorji se premika vzdolž verige mRNA proti koncu 3', da doseže začetni kodon. Ta postopek je znan kot skeniranje mRNA. Hidroliza GTP poteka pri eIF2, ki aktivira disociacijo faktorjev iniciacije prevajanja iz podenote 40-ih, kar vodi do tvorbe celotnega ribosomskega kompleksa. To označuje konec evkariontske iniciacije prevajanja in nadaljuje v fazo elongacije.
Podobnosti med prokariontsko in evkariontsko iniciacijo prevajanja
- Oba postopka uporabljata predlogo mRNA.
- tRNA prinese pravilno aminokislino v obeh procesih.
- Obe ribosomski podenoti sodelujeta pri iniciaciji prevajanja.
- Hidroliza GTP poteka v obeh procesih za aktiviranje iniciacije prevajanja.
- AUG deluje kot začetni kodon za oba procesa.
Razlika med prokariontsko in evkariontsko iniciacijo prevajanja
Prokariontski začetek prevajanja poteka na 70-ih ribosomih, medtem ko evkariontski začetek prevajanja poteka na 80-ih ribosomih. Torej, to je ključna razlika med prokariontsko in evkariontsko iniciacijo prevajanja. Poleg tega je prokariontska iniciacija prevajanja proces, neodvisen od zgornje meje, medtem ko je evkariontska iniciacija prevajanja odvisna od zgornje meje in neodvisna od zgornje meje. Tako je to še ena pomembna razlika med prokariontsko in evkariontsko iniciacijo prevajanja. Poleg tega sta aminokislini, ki sprožita verigo prokariontske iniciacije translacije in evkariontske iniciacije translacije, N-formil metionin oziroma metionin.
Naslednja infografika združuje razlike med prokariontsko in evkariontsko iniciacijo prevajanja v obliki tabele za vzporedno primerjavo.
Povzetek – Prokariontski proti evkariontski začetek prevajanja
Prevajanje je biološki proces, ki poteka v citoplazmi. Iniciacija je prvi korak prevajanja. Transkript mRNA deluje kot predloga tako za prokariontski kot za evkariontski začetek prevajanja. Prokariontska iniciacija translacije je vezava ribosomske podenote 30S ribosoma na 5’ konec mRNA s pomočjo prokariontskih iniciacijskih faktorjev. Iniciacijski faktorji vključujejo IF-1, IF-2 in IF-3, medtem ko ribosomi 70s delujejo kot glavni prevajalski stroji, vključeni v proces iniciacije. Iniciacija evkariontskega prevajanja je proces, pri katerem se iniciatorska tRNA, ribosomske podenote 40S in 60S vežejo z evkariontskimi iniciacijskimi faktorji (eIF) v ribosom 80S na začetnem kodonu mRNA. Iniciacijski faktorji vključujejo eIF-1, eIF2, eIF-3, eIF4, eIF5 in eIF6, medtem ko ribosomi 80-ih delujejo kot stroj za začetek prevajanja pri evkariontih. To je torej povzetek razlike med prokariontsko in evkariontsko iniciacijo prevajanja.
