Kľúčový rozdiel medzi prokaryotickou a eukaryotickou iniciáciou translácie je v tom, že k iniciácii prokaryotickej translácie dochádza na 70S ribozómoch, zatiaľ čo k iniciácii eukaryotickej translácie dochádza na 80S ribozómoch.
Translácia alebo syntéza bielkovín je biologický proces, ktorý prebieha v cytoplazme. Prebieha v troch krokoch: iniciácia, predĺženie a ukončenie. Tento proces zahŕňa transláciu nukleotidových tripletov alebo kodónov prítomných v sekvencii messenger RNA (mRNA) do aminokyselinovej sekvencie. Translácia sa uskutočňuje pomocou ribozómov a špecifických enzýmov. Tieto katalyzujú tvorbu polypeptidu na základe templátu mRNA.
Čo je iniciácia prokaryotického prekladu?
Iniciácia prokaryotickej translácie je väzba 30S ribozomálnej podjednotky ribozómu na 5’ koniec mRNA pomocou prokaryotických iniciačných faktorov. Syntéza proteínov začína tvorbou iniciačného komplexu. Iniciačný komplex pozostáva z 30S ribozómu, templátu mRNA, iniciačných faktorov ako IF-1, IF-2 a IF-3 a špeciálneho iniciátora tRNA. V prokaryotoch sa sekvencia Shine Dalgarno zúčastňuje identifikácie ribozómu na spustenie translácie. Sekvencia Shine Dalgarno sa viaže s ribozomálnou podjednotkou 30S na templáte mRNA. V tomto kroku hrá IF-3 dôležitú úlohu. Iniciátorová tRNA sa potom spojí so štartovacím kodónom AUG. Táto molekula tRNA transportuje aminokyselinu metionín.
Obrázok 01: Prokaryotický preklad
Formylácia metionínu je dôležitý proces, ktorý prebieha v prokaryotoch. Formylovaný metionín teda pôsobí ako prvá aminokyselina v prokaryotickej translácii. Väzba tRNA a metionínu (fMet) je sprostredkovaná IF-2. Ribozomálna podjednotka 30S spolu s fMet, IF-1, IF-2 a IF-3 tvoria iniciačný komplex. Hydrolýza GTP na IF-2 a uvoľnenie všetkých iniciačných faktorov umožňuje väzbu 30S ribozomálnej podjednotky na 50S ribozomálnu podjednotku za vzniku plne funkčného ribozómu, tiež známeho ako translačný komplex. Keďže GTP je hydrolyzovaný, väzba podjednotiek je ireverzibilne spontánna a vyžaduje energiu na ukončenie translácie.
Čo je iniciácia eukaryotického prekladu?
Eukaryotická translačná iniciácia je proces, pri ktorom sú iniciátorové tRNA, 40S a 60S ribozomálne podjednotky viazané eukaryotickými iniciačnými faktormi (eIF) na 80S ribozóm na štartovacom kodóne mRNA. Eukaryotické translačné iniciačné faktory, transkript mRNA a ribozóm sa zúčastňujú hlavne na procese iniciácie. Iniciačné faktory sa viažu na ribozomálnu podjednotku 40. rokov. Iniciačný faktor eIF3 zabraňuje predčasnej väzbe dvoch podjednotiek, zatiaľ čo eIF4 pôsobí ako proteín viažuci čiapočku. Translačný iniciačný faktor eIF2 selektuje nabitú iniciátorovú tRNA a viaže sa s metionínom za vzniku Met-tRNA. Táto molekula nie je formylovaná. Po tomto väzbovom procese sa vytvorí ternárny komplex, ktorý je známy ako eIF2/GTP/Met-tRNA. Tento ternárny komplex sa viaže s inými eIF na podjednotku 40S a vytvára prediniciačný komplex 43S.
Obrázok 02: Iniciácia eukaryotického prekladu
Tento prediniciačný komplex s proteínovými faktormi sa pohybuje pozdĺž reťazca mRNA smerom k 3' koncu, aby dosiahol štartovací kodón. Tento proces je známy ako skenovanie mRNA. Hydrolýza GTP prebieha na eIF2, ktorý aktivuje disociáciu translačných iniciačných faktorov z podjednotky 40s, čo vedie k vytvoreniu úplného ribozómového komplexu. Toto znamená koniec iniciácie eukaryotickej translácie a pokračuje do fázy predlžovania.
Podobnosti medzi prokaryotickou a eukaryotickou iniciáciou prekladu
- Oba procesy používajú šablónu mRNA.
- tRNA prináša správnu aminokyselinu v oboch procesoch.
- Obe ribozomálne podjednotky sa podieľajú na iniciácii prekladu.
- GTP hydrolýza prebieha v oboch procesoch, aby sa aktivovala iniciácia prekladu.
- AUG funguje ako štartovací kodón pre oba procesy.
Rozdiel medzi prokaryotickou a eukaryotickou iniciáciou prekladu
Iniciácia prokaryotickej translácie prebieha na 70. ribozómoch, zatiaľ čo eukaryotická translácia prebieha na 80. ribozómoch. Toto je kľúčový rozdiel medzi iniciáciou prokaryotickej a eukaryotickej translácie. Okrem toho je iniciácia prokaryotickej translácie procesom nezávislým od čiapky, zatiaľ čo iniciácia eukaryotickej translácie je závislá od čiapky a nezávislá od čiapočky. Toto je ďalší významný rozdiel medzi iniciáciou prokaryotickej a eukaryotickej translácie. Okrem toho aminokyseliny iniciujúce reťazec iniciácie prokaryotickej translácie a iniciácie eukaryotickej translácie sú N-formylmetionín a metionín.
Nasledujúca infografika zhŕňa rozdiely medzi iniciáciou prokaryotickej a eukaryotickej translácie v tabuľkovej forme na porovnanie vedľa seba.
Zhrnutie – Iniciácia prokaryotického vs eukaryotického prekladu
Preklad je biologický proces, ktorý prebieha v cytoplazme. Iniciácia je prvým krokom prekladu. Transkript mRNA pôsobí ako templát pre iniciáciu prokaryotickej aj eukaryotickej translácie. Iniciácia prokaryotickej translácie je väzba 30S ribozomálnej podjednotky ribozómu na 5' koniec mRNA pomocou prokaryotických iniciačných faktorov. Iniciačné faktory zahŕňajú IF-1, IF-2 a IF-3, zatiaľ čo ribozómy 70. rokov pôsobia ako hlavný translačný mechanizmus zapojený do procesu iniciácie. Eukaryotická translačná iniciácia je proces, pri ktorom sú iniciátorové tRNA, 40S a 60S ribozomálne podjednotky viazané eukaryotickými iniciačnými faktormi (eIF) na 80S ribozóm na štartovacom kodóne mRNA. Iniciačné faktory zahŕňajú eIF-1, eIF2, eIF-3, eIF4, eIF5 a eIF6, zatiaľ čo 80s ribozómy pôsobia ako mechanizmus na iniciáciu translácie v eukaryotoch. Toto je zhrnutie rozdielu medzi iniciáciou prokaryotickej a eukaryotickej translácie.
