Ribozom bağlama bölgesi - Ribosome-binding site
Bir ribozom bağlama sitesi veya ribozomal bağlanma yeri ( RBS ), bir nükleotid sekansının üst olan başlangıç kodonu , bir ait mRNA, bir işe sorumlu olan transkript ribozom başlatılması sırasında çeviri . Her ne kadar çoğunlukla RBS, bakteriyel dizilerini belirtmektedir dahili ribozom giriş bölgeleri (IRES) ökaryotik hücreler ya da enfekte olduğu virüs mRNA tarif edilmiştir ökaryotlar . Ökaryotlarda ribozom toplanmasına genellikle ökaryotik mRNA'larda bulunan 5 'başlığı aracılık eder .
Prokaryotlar
Prokaryotlardaki RBS, başlangıç kodonunun yukarısındaki bir bölgedir. MRNA'nın bu bölgesi , Shine-Dalgarno (SD) dizisi olarak da adlandırılan 5'-AGGAGG-3 ' konsensüsüne sahiptir . Anti-Shine-Dalgarno (ASD) olarak adlandırılan tamamlayıcı sekans (CCUCCU), daha küçük (30S) ribozomal alt birimin 16S bölgesinin 3 'ucunda bulunur. Shine-Dalgarno sekansıyla karşılaşıldığında ribozom bazının ASD'si onunla eşleşir ve ardından translasyon başlatılır.
5'-AGGAGG-3 'sekansının varyasyonları, Archaea'da yüksek oranda korunmuş 5 G-GGTG-3 ′ bölgeleri, başlangıç bölgesinin 5 baz çifti yukarı yönde bulundu. Ek olarak, E. coli'deki rpsA gibi bazı bakteriyel başlatma bölgeleri, tanımlanabilir SD sekanslarından tamamen yoksundur.
Çeviri başlatma oranı üzerindeki etki
Prokaryotik ribozomlar, DNA hala yazılırken mRNA transkriptinin çevirisine başlar. Dolayısıyla, çeviri ve transkripsiyon paralel süreçlerdir. Bakteriyel mRNA genellikle polisistroniktir ve çoklu ribozom bağlanma yerleri içerir. Translasyonun başlaması, prokaryotlarda protein sentezinin en yüksek düzeyde düzenlenmiş adımıdır.
Tercüme oranı iki faktöre bağlıdır:
- bir ribozomun RBS'ye alınma hızı
- işe alınan bir ribozomun translasyonu başlatabildiği hız (yani translasyon başlatma verimliliği)
RBS dizisi bu faktörlerin her ikisini de etkiler.
Ribozom alım oranını etkileyen faktörler
Ribozomal protein S1, RBS'nin yukarısındaki adenin dizilerine bağlanır. RBS'nin yukarısındaki adenin konsantrasyonunun arttırılması, ribozom alım oranını artıracaktır.
Çeviri başlatma verimliliğini etkileyen faktörler
MRNA SD sekansının ribozomal ASD'ye tamamlayıcılık seviyesi, translasyon başlatmanın etkinliğini büyük ölçüde etkiler. Daha zengin tamamlayıcılık, daha yüksek başlatma verimliliği ile sonuçlanır. Bunun yalnızca belirli bir noktaya kadar geçerli olduğuna dikkat etmek önemlidir - tamamlayıcılık açısından çok zengin olmanın, ribozom daha sonra aşağı yönde ilerlemek için çok sıkı bir şekilde bağlandığından öteleme oranını paradoksal olarak düşürdüğü bilinmektedir.
RBS ve başlangıç kodonu arasındaki optimum mesafe değişkendir - gerçek RBS'de kodlanan SD sekansının kısmına ve bir konsensüs SD sekansının başlangıç bölgesine olan mesafesine bağlıdır. Optimal aralık, bir ribozom bağlandıktan sonra translasyon başlatma hızını artırır. Bir çalışmada, ara bölgedeki nükleotidlerin bileşiminin de translasyon başlatma oranını etkilediği bulunmuştur.
Isı şoku proteinleri
RBS tarafından oluşturulan ikincil yapılar, genellikle translasyonu inhibe ederek mRNA'nın translasyonel verimini etkileyebilir. Bu ikincil yapılar, mRNA baz çiftlerinin H-bağlanmasıyla oluşturulur ve sıcaklığa duyarlıdır. Normalden daha yüksek bir sıcaklıkta (~ 42 ° C), ısı şoku proteinlerinin RBS ikincil yapısı çözülür ve böylece ribozomların bağlanmasına ve translasyonu başlatmasına izin verir. Bu mekanizma, bir hücrenin sıcaklıktaki artışa hızlı bir şekilde yanıt vermesini sağlar.
Ökaryotlar
5 'kapak
Ökaryotlarda ribozom alımı, ökaryot başlatma faktörleri elF4F ve poli (A) -bağlayıcı protein (PABP) 5 'başlıklı mRNA'yı tanıdığında ve bu konumda 43S ribozom kompleksini devreye aldığında gerçekleşir.
Translasyonun başlaması, Kozak konsensüs sekansı ACC AUG G'de bulunan başlangıç kodonunda (altı çizili) ribozomun görevlendirilmesinden sonra gerçekleşir . Kozak sekansının kendisi ribozomun toplanmasında yer almadığından, bir ribozom bağlanma bölgesi olarak kabul edilmez.
Dahili ribozom giriş sitesi (IRES)
Ökaryotik ribozomların, dahili ribozom giriş bölgesi adı verilen bir dizide, 5 'başlığını içeren bir mekanizmada transkriptlere bağlandığı bilinmektedir . Bu süreç, tam çeviri başlatma faktörlerine bağlı değildir (bu, spesifik IRES'e bağlı olmasına rağmen) ve genellikle viral mRNA'nın çevirisinde bulunur.
Gen ek açıklaması
RBS'lerin tanımlanması, açıklamasız bir dizide çeviri başlatma bölgesini belirlemek için kullanılır. Bu, N-terminal tahmini olarak adlandırılır. Bu özellikle, çoklu başlangıç kodonları, protein kodlama dizisinin potansiyel başlangıç bölgesi etrafında konumlandırıldığında yararlıdır.
RBS'lerin tanımlanması özellikle zordur çünkü bunlar yüksek oranda dejenere olma eğilimindedir. E. coli'de RBS'yi tanımlamaya yönelik bir yaklaşım, sinir ağlarını kullanmaktır . Diğer bir yaklaşım, Gibbs örnekleme yöntemini kullanmaktır.
Tarih
Prokaryotik RBS'nin Shine-Dalgarno dizisi, 1975 yılında John Shine ve Lynne Dalgarno tarafından keşfedildi . Kozak konsensüs dizisi ilk olarak 1984 yılında Pittsburgh Üniversitesi Biyolojik Bilimler Bölümü'ndeyken Marilyn Kozak tarafından tanımlandı .