所有分类
我们在DNA中编码的遗传信息的很大一部分在活细胞中表达为蛋白质。为了合成蛋白质,需要将该信息从核苷酸序列转换为氨基酸的语言。解码的过程称为翻译,它涉及不同的核酸分子,信使RNA(mRNA) - 信息的“临时载体”,它是一个特定基因的拷贝。特殊的分子机器 - 核糖体 - 沿mRNA移动并读取核苷酸三联体。每个三联体编码特定的氨基酸。mRNA核苷酸简单地彼此跟随是具有挑战性的,并且核糖体必须确定开始阅读的地方。如果错误地选择要解码的第一个三联体,则核糖体开始合成错误的蛋白质,这对蛋白质是无用的或甚至是有毒的。
扫描和滑动
“为了解决这个问题,有一种特殊的机制 - 核糖体扫描,”该研究的共同作者Ilya Terenin说。“首先,预先加载特殊蛋白质的小核糖体亚基结合mRNA的末端(可以被认为是DNA中记录的”复印物“:它就像是蛋白质分子组装的指南)。核糖体开始沿着扫描核苷酸的mRNA移动,就像在传送带上一样。最常见的起点是AUG(“尿嘧啶 - 腺嘌呤 - 鸟嘌呤”)三联体。当核糖体找到一个时,它会停止扫描并开始蛋白质组装。据认为,AUG识别是该过程的最后一点,从而导致从这个特定位置开始蛋白质合成,但现在似乎并非总是如此。“
当小亚基遇到AUG密码子时,它可能开始组装蛋白质分子(启动翻译),或者可能不会。这取决于目前可用的辅助蛋白质组。这些特殊蛋白质被称为真核起始因子(eIFs)。例如,eIF2是真核生物(含有细胞核的生物体,包括人类)的最重要因子之一。eIF2带来了任何蛋白质的第一个“构建块” - 氨基酸蛋氨酸。在启动过程结束时,大核糖体亚基与小核糖体亚基结合。当所有组分在细胞中的量足够时,发生鸟苷三磷酸(GTP)分子的水解(分解),其作为大核糖体亚基结合的信号并随后开始翻译。GTP分子与翻译因子eIF2结合,但eIF2本身不能水解GTP - 现在是时候让另一种辅助蛋白eIF5起步。eIF5的可用性决定了GTP是否水解。
“事实证明,如果没有发生这种水解,那么这个小亚基就会忽略公认的AUG密码子而滑倒,好像什么都没发生过一样。我们把这个新发现的现象称为”滑动“,”谢尔盖·德米特里耶夫总结道。
家庭滑动
以上可以通过以下类比来解释。核糖体的小亚基可以被看作是一个烦躁的妹妹,她早上醒来并想要玩她的Meccano套装 - 从“构建基块”,氨基酸合成蛋白质。
大型亚单位是她的姐姐,她知道游戏的规则,与年轻人相比,能够阅读组装美丽和复杂分子的指南,但她不想在前一晚派对之后早起。但她意识到,如果不和她玩耍,妹妹会哭,并回忆起昨天她答应加入游戏,所以她合理地设置了多个警报(AUG密码子)。
然而,像所有设置多个警报的人一样,她在第一次响铃后很少起床,因此忽略了第一个AUG信号。为了让她起床,需要在早餐时煮她最喜欢的煎饼(水解GTP),这样他们的气味就会从舒适的毯子下吸引困倦的人。爸爸(eIF2)通常早起,他甚至已经买了面粉(绑定GTP),但他唯一的烹饪经验是煮鸡蛋。但是妈妈(eIF5)知道如何煮煎饼,因此整个计划的成功取决于她。
因此,滑动忽略了警报。但是当所有必要的因素都存在时,一个姐姐会和她的妹妹一起醒来,吃东西并去玩(合成蛋白质)。
识别或不识别:这是问题。
发现滑动挑战长期以来的假设,即选择翻译起点的过程在识别AUG密码子时结束。事实证明,这里的决定性事件不是AUG的认可,而是GTP的水解。
有趣的是,大约一半人类mRNA的起始密码子不是分子末端的第一个AUG,但它可能是第二个,第三个甚至更远的。到目前为止,对此的唯一解释是一种称为“渗漏扫描”的现象 - 当核糖体“经过”第一个AUG密码子而不是识别它时的过程。然而,泄漏扫描要求第一个AUG特别是核苷酸背景,并且情况并非总是如此。科学家们已经证明了另一种可能的解释:对这些“早产”AUG的认识仍在继续,但在此之后,由于滑动,核糖体仍然能够恢复运动并达到正确的起始密码子。
我要评论