Inligting

Hoe vind mRNA's ribosome?

Hoe vind mRNA's ribosome?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Nadat mRNA uit die kern vrygestel is, is die volgende proses die vertaling daarvan deur ribosome. Deur watter fisiese, chemiese of biochemiese proses bereik die mRNA die ribosoom in die sitoplasma?


kyk asseblief na hierdie artikel en sy beelde.

R. J. Jackson et al., 2010, Natuur Ds Mol. Sel Biol. 11:113.

https://www.nature.com/articles/nrm2838

In 'n neutedop vind herkenning van mRNA deur ribosoom in verskeie stappe plaas. Interaksie van mRNA met (eukariotiese) inisiasiefaktore (eIF) lei daartoe. eIF4-kompleks tree in wisselwerking met mRNA en dan word 'n intermediêre sirkulêre mRNA gevorm met behulp van ATP-hidrolise. Hierdie sirkelvormige mRNA heg aan die klein subeenheid van ribosoom.(die klein subeenheid het 'n dosyn helperproteïene wat aan homself geheg is.) Na die aanhegting van sirkelvormige mRNA na die klein subeenheid , kan jy sê dat mRNA die ribosoom "gevind" het aangesien die klein subeenheid dan 'n kompleks met die groot subeenheid sal vorm en die Verlengingstap van Translasie sal begin.


Die antwoord op die eerste deel van jou vraag is: diffusie. Na transkripsie en 'n mate van verwerking word die eukariotiese mRNA na die sitoplasma uitgevoer. Hier dryf dit rond totdat dit 'n ribosoom ontmoet. Binding van ribosoom aan mRNA word gefasiliteer deur proteïene genoem inisiasiefaktore (IF's) en die 5' cap van mRNA$^1$.

Die tweede deel van jou vraag vra basies oor selvrye proteïensintese deur 'n RNA-sjabloon te gebruik. Daar is reeds gewys dat dit werk: mens word herinner aan die bekende Nirenberg-Matthaei-eksperiment$^2$, wat uiteindelik gelei het tot die kraak van die genetiese kode. Nirenberg en Matthaei het met bakteriese selekstrakte gewerk, maar stelsels gebaseer op eukariotiese selekstrakte is ook ontwikkel$^3$.


Verwysings en verdere leeswerk:

  1. Nelson DL, Cox MM. Lehninger-beginsels van biochemie. 7de uitgawe (internasionale uitgawe). Basingstoke, Engeland: Macmillan Hoër Onderwys; c2017. Hoofstuk 27, Proteïenmetabolisme; bl. 1077-1126.
  2. Nirenberg MW, Matthaei JH. Die afhanklikheid van selvrye proteïensintese in E. coli van natuurlik voorkomende of sintetiese poliribonukleotiede. PNAS. 1961 1 Okt;47(10):1588-1602. https://doi.org/10.1073/pnas.47.10.1588
  3. Chong S. Oorsig van selvrye proteïensintese: historiese landmerke, kommersiële stelsels en uitbreiding van toepassings. Curr Protoc Mol Bio. 2014 1 Okt;108(1):16.30.1-11. https://doi.org/10.1002/0471142727.mb1630s108

Inleiding tot RNA Biology: Cartoon Edition

DNA bevat die instruksies vir hoe om alles in ons liggame te bou. Elkeen van jou selle bevat 'n kopie van jou DNA—soos 'n stel van die bloudrukke. Dele van hierdie instruksies word uitgevoer soos nodig in verskillende selle.

Tipies word die instruksies in die DNS-bloudrukke gevolg om verskillende proteïene te bou. Proteïene doen baie van die werk wat nodig is om die liggaam te laat funksioneer. Op enige gegewe oomblik kan een sel die instruksies volg oor hoe om 'n immuunproteïen te maak om die liggaam teen indringers soos virusse te verdedig, terwyl 'n ander 'n proteïen maak wat die maag help om kos te verteer.

Jennifer Cook-Chrysos/Whitehead Institute

Oor die algemeen word DNS binne-in die kern gehou, waar daar 'n sentrale bloudrukbiblioteek vir die hele sel is. Proteïene word egter in 'n ander deel van die sel gebou. Hoe word die instruksies vir die proteïene oorgedra vanaf die DNA-bloudrukke na waar die proteïene eintlik gebou is? Hulle word gedra in die vorm van boodskapper-RNA, of mRNA. Elke mRNA bevat 'n kopie van 'n spesifieke bloudruk uit die groter DNA-biblioteek. Dit dra hierdie bloudruk uit na die sel, waar proteïene gemaak word. (mRNA's is nie die enigste soort RNA nie. Daar is baie ander tipes wat ander dinge doen, en ons sal later meer daaroor sê!)

Jennifer Cook-Chrysos/Whitehead Institute

Die mRNA word geskep in 'n proses wat transkripsie genoem word. 'n Ensiem genaamd RNA-polimerase beweeg langs die DNA-string, wat komplementêre RNA-boublokke inbring om 'n "transkripsie" te skep van die inligting wat in die DNA vervat is. Die resulterende molekule is 'n RNA-string met 'n missie: om sy boodskap oor te dra aan die deel van die sel wat proteïene skep.

Jennifer Cook-Chrysos/Whitehead Institute

Jennifer Cook-Chrysos/Whitehead Institute

Sodra die transkripsie geskep is, moet dit 'n paar wysigings ondergaan om gereed te wees vir vertaling (die proses waardeur die inhoud van die mRNA gelees word deur 'n molekulêre masjien genaamd 'n ribosoom en vertaal word in 'n reeks proteïenboublokke genaamd aminosure.)

Jennifer Cook-Chrysos/Whitehead Institute

Jennifer Cook-Chrysos/Whitehead Institute

Hoe word mRNA gereguleer?

Selle het verskeie maniere ontwikkel om te reguleer watter proteïene gemaak word en wanneer. mRNA's sal natuurlik met verloop van tyd afbreek, met die meeste wat 'n relatief kort lewensduur het: mRNA-molekules in soogdierselle kan vir enige plek van 'n paar minute tot 'n paar dae bly bly voordat hulle afgebreek word. Een manier waarop selle reguleer hoeveel van 'n sekere proteïen op 'n gegewe tydstip gemaak word, is deur te beheer hoe lank 'n mRNA ongeskonde bly. Solank 'n mRNA ongeskonde is, kan dit oor en oor vertaal word om meer proteïene te produseer.

Sommige mRNA's hou soveel as duisend keer langer as ander. Een van die hoofreguleerders van hoe lank mRNA's ongeskonde bly, is 'n ander tipe RNA, wat 'n miroRNA (miRNA) genoem word.

Klein maar kragtig

MikroRNA's is een van die vele tipes RNA's wat nie vir proteïene kodeer nie. Hierdie klein RNA's, wat net 22 boublokkies lank is, word nie soos boodskapper-RNA's in die ribosoom vertaal nie. In plaas daarvan teiken en bind hulle aan volgordes in spesifieke mRNA's en kan dit keer dat die mRNA vertaal word.


Agtergrond

Translasieverlenging is 'n deurslaggewende proses waardeur die genetiese inligting in 'n transkripsie opeenvolgend deur ribosome in 'n peptiedketting gedekodeer word. Tog kan die mRNA-volgorde van koderende streke meer inligting bevat as die aminosuurvolgorde [1] die plaaslike tempo van translasie-verlenging is nie-eenvormig en fyn ingestel [2, 3]. Geprogrammeerde variasie in verlengingstempo kan deelneem aan die regulering van proteïenvou [2, 4, 5], wat uitdagend is binne die oorvol en taai sellulêre omgewings [6, 7]. 'n Verandering in die tempo van translasie-verlenging kan lei tot proteïen verkeerd vou [2, 5], wat verder lei tot ontwikkelingsafwykings, neurologiese siektes en kankers [8].

Ten spyte van die belangrikheid van translasie-verlenging, is dit hoofsaaklik bestudeer met heteroloë verslaggewergene [9,10,11]. 'n Sterk ribosomale stilstandsein is dikwels in hierdie verslaggewergene geplaas, die 5'-verlengende ribosoom bots met die staande ribosoom, wat lei tot 'n di-ribosoom (ons verwys hierna na sulke gestapelde ribosome wat veroorsaak word deur 'n sterk ribosomale stallingssein in heteroloë verslaggewers as di -ribosome) of selfs tri-ribosoom. Struktuurontledings het aangedui dat di-ribosome en tri-ribosome dikwels nie in staat was om translasie te hervat nie en die ribosoom-geassosieerde proteïenkwaliteitbeheer (RQC)-weg kan aktiveer [9, 12,13,14,15,16].

Die kennis van die oorsake vir endogene translasiepouse bly hoogs beperk, hoofsaaklik omdat die opsporing van translasiepouses tegnies uitdagend is in endogene gene. Die ontwikkeling van ribo-seq, 'n benadering wat ribosoom-beskermde mRNA-fragmente by kodonresolusie volg, het ons kennis oor translasieverlenging aansienlik verhoog [17, 18]. Ophoping van ribosoomvoetspore by 'n terrein dui op stadige translasieverlenging (dws 'n translasiepouse) gebaseer op hierdie idee, volgordebepalers van translasieverlenging is ontdek, soos sinonieme kodongebruik [19,20,21], positief gelaaide ontluikende peptiede [ 22], en mRNA sekondêre strukture [23]. Tradisionele ribo-seq mis egter die inligting van ribosoombotsings [24, 25]. In plaas daarvan kan ribosoombotsings bestudeer word deur die mRNA-fragmente wat deur disome beskerm word, in volgorde te bepaal, wat verwys na endogene gestapelde ribosome in hierdie studie. Disome was opspoorbaar deur sukrosegradiëntsentrifugering [26] en is waargeneem in foutiewe mRNA's of 3'-onvertaalde streke [24]. Die genomiese landskap en die volgordebepalers van endogene ribosoombotsings bly egter grootliks onbekend in die koderende volgordes van getrou getranskribeerde mRNA's.

Die gevolg van endogene translasiepouse bly ook onduidelik. Daar is voorgestel dat translasieverlenging kotranslasionele proteïenvouing kan reguleer [2, 4, 5, 27, 28]. Byvoorbeeld, versamelde bewyse het ondersteun dat die CAG-uitbreiding in Huntington se siekte gelei het tot verkeerde translasiepouse en daardeur onbehoorlike vou van die seinpeptied vir die subsellulêre lokalisering van die Htt-proteïen [29]. Nie-optimale kodons het trosse gevorm tydens evolusie [30, 31] hulle kan stadige-vertalingsstreke skep en deelneem aan proteïenvouing [32]. Die meganismes waardeur translasiepouses kotranslasionele proteïenvouing reguleer, bly egter onderbestudeer.

In hierdie studie het ons die mRNA-voetspore vasgevang wat deur twee gestapelde ribosome in vinnig-prolifererende gisselle beskerm word. Sulke data bied 'n kans om die translasiedinamika te openbaar wat onopspoorbaar is deur die tradisionele ribo-seq (d.w.s. monosoom-seq). Ons identifiseer die volgordekenmerke wat met ribosoombotsings geassosieer word en bekragtig sommige kenmerke met verslaggewergene. Krio-elektronmikroskopie (cryo-EM) ontledings dui aan dat die meerderheid endogene ribosoombotsings 'n ander struktuur vorm as die RQC-induserende di-ribosome. Met bioinformatika-ontledings wys ons dat ribosoompouses of botsings geneig is om in die gapingsstreke tussen α-helikse plaas te vind. Trouens, gestopte of gebotsde ribosome word dikwels geassosieer met spesifieke chaperones wat proteïenvou kan help, soos aangedui deur massaspektrometrie-ontledings. As gevolg hiervan is 'n ontluikende peptied gereed om korrek gevou te word tydens translasie.


Die eukariotiese pre-mRNA ondergaan uitgebreide verwerking voordat dit gereed is om vertaal te word. Die bykomende stappe betrokke by eukariotiese mRNA rypwording skep 'n molekule met 'n baie langer halfleeftyd as 'n prokariotiese mRNA. Eukariotiese mRNA's duur vir 'n paar uur, terwyl die tipiese E coli mRNA duur nie meer as vyf sekondes nie.

Pre-mRNA's word eers bedek met RNA-stabiliserende proteïene, dit beskerm die pre-mRNA teen degradasie terwyl dit verwerk en uit die kern uitgevoer word. Die drie belangrikste stappe van pre-mRNA verwerking is die byvoeging van stabiliserende en seinfaktore aan die 5'- en 3'-punte van die molekule, en die verwydering van tussenliggende volgordes wat nie die toepaslike aminosure spesifiseer nie. In seldsame gevalle kan die mRNA-transkripsie “redigeer” word nadat dit getranskribeer is.

5′ Bedekking

Terwyl die pre-mRNA nog gesintetiseer word, a 7-metielguanosien-dop word by die 5'-punt van die groeiende transkripsie gevoeg deur 'n fosfaatbinding. Hierdie eenheid (funksionele groep) beskerm die ontluikende mRNA teen degradasie. Daarbenewens herken faktore wat betrokke is by proteïensintese die dop om te help om translasie deur ribosome te begin.

3′ Poly-A stert

Sodra verlenging voltooi is, word die pre-mRNA deur 'n endonuklease tussen 'n AAUAAA-konsensusvolgorde en 'n GU-ryke volgorde geklief, wat die AAUAAA-volgorde op die pre-mRNA laat. 'n Ensiem genaamd poli-A-polimerase voeg dan 'n string van ongeveer 200 A-residue by, genoem die poli-A stert. Hierdie modifikasie beskerm die pre-mRNA verder teen degradasie en dui op die uitvoer van die sellulêre faktore wat die transkripsie benodig na die sitoplasma.

Pre-mRNA Splicing

Eukariotiese gene bestaan ​​uit eksons, wat ooreenstem met proteïenkoderende volgordes (oud-op dui aan dat hulle is bvgedruk), en interwe rye genoem introne (intron dui hul aan intervensrol), wat by geenregulering betrokke kan wees, maar tydens verwerking van die pre-mRNA verwyder word. Intronvolgordes in mRNA kodeer nie vir funksionele proteïene nie.

Die ontdekking van introne was 'n verrassing vir navorsers in die 1970's wat verwag het dat pre-mRNA's proteïenvolgordes sou spesifiseer sonder verdere verwerking, soos hulle in prokariote waargeneem het. Die gene van hoër eukariote bevat baie dikwels een of meer introne. Hierdie streke kan ooreenstem met regulatoriese volgordes, maar die biologiese betekenis van baie introne of baie lang introne in 'n geen is onduidelik. Dit is moontlik dat introne geenuitdrukking vertraag omdat dit langer neem om pre-mRNA's met baie introne te transkribeer. Alternatiewelik kan introne nie-funksionele volgorde-oorblyfsels wees wat oorgebly het van die samesmelting van antieke gene deur evolusie. Dit word ondersteun deur die feit dat afsonderlike eksons dikwels aparte proteïensubeenhede of domeine kodeer. Die rye van introne kan meestal gemuteer word sonder om uiteindelik die proteïenproduk te beïnvloed.

Al 'n pre-mRNA’s introne moet heeltemal en presies verwyder word voor proteïensintese. As die proses met selfs 'n enkele nukleotied fouteer, sal die leesraamwerk van die hersaamgevoegde eksons verskuif, en die gevolglike proteïen sal disfunksioneel wees. Die proses om introne te verwyder en eksons weer te verbind word genoem splitsing (Figuur 1). Introne word verwyder en afgebreek terwyl die pre-mRNA nog in die kern is. Splyting vind plaas deur 'n volgorde-spesifieke meganisme wat verseker dat introne verwyder sal word en eksons weer saamgevoeg word met die akkuraatheid en akkuraatheid van 'n enkele nukleotied. Die splitsing van pre-mRNA's word uitgevoer deur komplekse van proteïene en RNA-molekules wat spliceosome genoem word.

Oefenvraag

Figuur 1. Pre-mRNA-splyting behels die presiese verwydering van introne uit die primêre RNA-transkripsie. Die splitsingsproses word gekataliseer deur proteïenkomplekse genaamd spliceosome wat saamgestel is uit proteïene en RNA-molekules wat snRNA's genoem word. Spliceosome herken rye aan die 5'- en 3'-kant van die intron.

Foute in splitsing is betrokke by kankers en ander menslike siektes. Watter soort mutasies kan lei tot splitsingsfoute?

Let daarop dat meer as 70 individuele introne teenwoordig kan wees, en elkeen moet die proses van splitsing ondergaan - benewens 5'-bedekking en die byvoeging van 'n poli-A-stert - net om 'n enkele, vertaalbare mRNA-molekule te genereer.

RNA redigering in tripanosome

Figuur 2. Trypanosoma brucei is die veroorsakende middel van slaapsiekte by mense. Die mRNA's van hierdie patogeen moet gemodifiseer word deur die byvoeging van nukleotiede voordat proteïensintese kan plaasvind. (krediet: wysiging van werk deur Torsten Ochsenreiter)

Die tripanosome is 'n groep protosoë wat die patogeen insluit Trypanosoma brucei, wat slaapsiekte by mense veroorsaak (Figuur 2). Trypanosome, en feitlik alle ander eukariote, het organelle genaamd mitochondria wat die sel van chemiese energie voorsien. Mitochondria is organelle wat hul eie DNA uitdruk en word geglo dat dit die oorblyfsels is van 'n simbiotiese verhouding tussen 'n eukariote en 'n verswelg prokariote. Die mitochondriale DNA van tripanosome vertoon 'n interessante uitsondering op The Central Dogma: hul pre-mRNA's het nie die korrekte inligting om 'n funksionele proteïen te spesifiseer nie. Gewoonlik is dit omdat die mRNA verskeie U-nukleotiede ontbreek. Die sel voer 'n bykomende RNA-verwerkingstap uit, genaamd RNA-redigering om dit reg te stel.

Ander gene in die mitochondriale genoom kodeer 40- tot 80-nukleotiedgids-RNA's. Een of meer van hierdie molekules tree in wisselwerking deur komplementêre basisparing met sommige van die nukleotiede in die pre-mRNA-transkripsie. Die gids-RNA het egter meer A-nukleotiede as wat die pre-mRNA U-nukleotiede het om mee te bind. In hierdie streke loop die gids-RNA uit. Die 3'-punte van gids-RNA's het 'n lang poli-U-stert, en hierdie U-basisse word in die streke van die pre-mRNA-transkripsie geplaas waar die gids-RNA's lus is. Hierdie proses word geheel en al deur RNA-molekules bemiddel. Dit wil sê, gids-RNA's - eerder as proteïene - dien as die katalisators in RNA-redigering.

RNA redigering is nie net 'n verskynsel van tripanosome nie. In die mitochondria van sommige plante word byna alle pre-mRNA's geredigeer. RNA-redigering is ook by soogdiere soos rotte, hase en selfs mense geïdentifiseer. Wat kan die evolusionêre rede vir hierdie bykomende stap in pre-mRNA verwerking wees? Een moontlikheid is dat die mitochondria, wat oorblyfsels van antieke prokariote is, 'n ewe antieke RNA-gebaseerde metode het om geenuitdrukking te reguleer. Ter ondersteuning van hierdie hipotese verskil wysigings aan pre-mRNA's na gelang van sellulêre toestande. Alhoewel spekulatief, kan die proses van RNA-redigering 'n oorblyfsel wees van 'n oertyd toe RNA-molekules, in plaas van proteïene, verantwoordelik was vir die kataliserende reaksies.


Ontdekking van 'n sensor vir ribosoombotsings

’n Samewerkende span van die LMB se Afdeling Selbiologie en Struktuurstudies het ’n sellulêre faktor geïdentifiseer wat ribosoombotsings opspoor. Die ribosoom is die molekulêre masjien wat verantwoordelik is vir die lees van die genetiese kode om proteïene te produseer, 'n proses wat bekend staan ​​as translasie. Sulke botsings tussen ribosome is 'n teken dat iets skeefgeloop het tydens vertaling, en die botsingsopsporingsfaktor is van kritieke belang vir die inisieer van paaie om die probleem op te los. Dit is bekend dat as gestopte ribosome nie doeltreffend in muise opgelos word nie, hulle neurodegenerasie ontwikkel. Die nuwe navorsing werp dus lig op hoe ons liggaam sy proteïenproduksie-monteerlyne monitor sodat probleme dadelik opgelos kan word voordat dit sellulêre stres en siektes veroorsaak.

Elke sel in ons liggaam bevat miljoene ribosome wat boodskapper-RNA's (mRNA's), die draers van die genetiese kode, in proteïene vertaal, die faktore wat die meeste biochemiese reaksies uitvoer wat noodsaaklik is vir die lewe. In hoogs aktiewe selle het die meeste mRNA's tussen 4 tot 12 ribosome langs hul lengte, wat elk ongeveer 6 kodons per sekonde vertaal. ’n Gesonde sel maak staat op die gladde werking van hierdie proteïenproduserende monteerlyne. Oormatige stadige ribosome is 'n aanduiding dat iets dalk nie reg werk nie, so selle het 'n proses genaamd ribosoom-geassosieerde kwaliteitsbeheer (RQC) om die probleem op te los. Die RQC-weg herwin problematiese ribosome en begin afbraak van hul geassosieerde mRNA en gedeeltelik gesintetiseerde proteïen. Maar hoe spoor selle selektief stadige of gestopte ribosome op?

In vroeëre werk het Szymon Juszkiewicz van Manu Hegde se groep in die LMB se Selbiologie-afdeling ontdek dat 'n kritieke faktor in die RQC-weg 'n proteïen genaamd ZNF598 is. Hierdie proteïen heg 'n ubiquitin tag aan 'n spesifieke plek op die ribosoom, wat blyk te wees nodig om die RQC pad te inisieer. In 'n nuwe studie het Szymon ondersoek ingestel na wat ZNF598 eintlik herken, en verwag dat dit sal bind aan gestopte maar nie aktief vertaalde ribosome nie. Onverwags het hy gevind dat ZNF598 eers aan 'n gestopte ribosoom gebind het toe 'n ander ribosoom in die agterkant daarvan gebots het.

Terselfdertyd het Vish Chandrasekaran van Venki Ramakrishnan se laboratorium in die LMB se Afdeling Struktuurstudies poli-ribosome ondersoek, met die vermoede dat hul kenmerkende argitektuur in sommige omstandighede deur die sel herken kan word. Vish het metodes uitgewerk om sulke gebotsde poli-ribosome te isoleer en hul struktuur met behulp van krio-elektronmikroskopie bepaal. Die struktuur het getoon dat twee gebotsde ribosome in 'n presiese oriëntasie is, sodat die ubiquitin tag-hegtingsplek vir ZNF598 naby die koppelvlak tussen ribosome is. Deur hierdie kenmerkende koppelvlak te herken, is ZNF598 in staat om veelvuldige oorsake van vertalingsvertraging op te spoor, terwyl alle normaal vertaalde ribosome vermy word.

Om te verstaan ​​hoe selle foutiewe vertaling opspoor, is belangrik omdat die ophoping van gebrekkige proteïene 'n hoofoorsaak van siekte by mense is, veral neurodegenerasie. Die span probeer nou presies verstaan ​​hoe ZNF598 met gebotsde ribosome in wisselwerking tree, hoe die ubiquitin-merker wat op gebotsde ribosome geheg is, gebruik word vir hul demontage, en watter sellulêre mRNA's veral geneig is tot probleme wat ribosoombotsings veroorsaak.

Hierdie werk is ondersteun deur die MNR, die Wellcome Trust, die Agouron-instituut en die Louis-Jeantet-stigting.


DMCA-klagte

As jy glo dat inhoud wat deur middel van die webwerf beskikbaar is (soos omskryf in ons diensbepalings) een of meer van jou kopiereg skend, stel ons asseblief in kennis deur 'n skriftelike kennisgewing ("oortredingskennisgewing") te verskaf wat die inligting bevat wat hieronder beskryf word aan die aangewese agent hieronder gelys. Indien Varsity Tutors aksie neem in reaksie op 'n Oortredingskennisgewing, sal dit 'n goeie trou poging aanwend om die party te kontak wat sodanige inhoud beskikbaar gestel het deur middel van die mees onlangse e-posadres, indien enige, wat deur sodanige party aan Varsity Tutors verskaf is.

Jou oortredingskennisgewing kan aangestuur word na die party wat die inhoud beskikbaar gestel het of aan derde partye soos ChillingEffects.org.

Neem asseblief kennis dat jy aanspreeklik sal wees vir skadevergoeding (insluitend koste en prokureursfooie) as jy wesenlik wanvoorstel dat 'n produk of aktiwiteit jou kopiereg skend. As jy dus nie seker is dat inhoud wat op die webwerf geleë is of daaraan gekoppel is, jou kopiereg skend nie, moet jy dit oorweeg om eers 'n prokureur te kontak.

Volg asseblief hierdie stappe om 'n kennisgewing in te dien:

Jy moet die volgende insluit:

'n Fisiese of elektroniese handtekening van die kopieregeienaar of 'n persoon wat gemagtig is om namens hulle op te tree 'n Identifikasie van die kopiereg wat beweer word dat dit geskend is 'n Beskrywing van die aard en presiese ligging van die inhoud wat jy beweer dat dit jou kopiereg skend, in voldoende detail om Varsity Tutors toe te laat om daardie inhoud te vind en positief te identifiseer, byvoorbeeld ons benodig 'n skakel na die spesifieke vraag (nie net die naam van die vraag nie) wat die inhoud bevat en 'n beskrywing van watter spesifieke gedeelte van die vraag – 'n prent, 'n skakel, die teks, ens – jou klagte verwys na jou naam, adres, telefoonnommer en e-posadres en 'n Verklaring deur jou: (a) dat jy te goeder trou glo dat die gebruik van die inhoud wat jy beweer dat dit jou kopiereg skend, is nie deur die wet, of deur die kopieregeienaar of sodanige eienaar se agent gemagtig is nie (b) dat al die inligting vervat in jou Oortredingskennisgewing akkuraat is, en (c) onder straf van meineed, dat jy óf die kopieregeienaar of 'n persoon wat gemagtig is om namens hulle op te tree.

Stuur jou klagte aan ons aangewese agent by:

Charles Cohn Varsity Tutors LLC
101 S. Hanley Rd, Suite 300
St. Louis, MO 63105


Inleiding

Lokalisering van mRNA's binne selle funksioneer om geenuitdrukking ruimtelik te beperk, wat van kritieke belang is vir die bepaling van sellelot en behoorlike liggaamspatrone tydens embriogenese (St Johnston, 2005). Gelokaliseerde mRNA-translasie is ook belangrik vir baie prosesse in gedifferensieerde somatiese selle (Kislauskis et al., 1997 Adereth et al., 2005 Huttelmaier et al., 2005) en word op groot skaal in neuronale selle gebruik om die uitdrukking van spesifieke proteïene tot sinapse te beperk ( Kiebler en Bassell, 2006). In Xenopus laevis en Drosophila melanogaster, mRNA's wat kodeer vir proteïene betrokke by mitotiese progressie word verryk op die mitotiese spil (Raff et al., 1990 Groisman et al., 2000). Verder sitologiese en biochemiese studies van X. laevis eierekstrak-spille en see-egels mikrotubules het getoon dat ribosome nou geassosieer word met mitotiese mikrotubuli, wat daarop dui dat gelokaliseerde translasie 'n sleutelreguleerder van mitose kan wees (Suprenant, 1993 Liska et al., 2004 Mitchison et al., 2004). Die omvang van mRNA wat gerig is op spesifieke subsellulêre strukture, soos die spil, is egter nie volledig ondersoek nie en die onderliggende meganismes en funksies daarvan word swak verstaan.

Om insig te verkry in die rol van gelokaliseerde mRNA's tydens mitose, het ons mRNA's wat lokaliseer na mikrotubules in meiotiese X. laevis eierekstrakte en mitotiese menslike selekstrakte met behulp van Affymetrix-mikroskikkings. Ons het gevind dat 'n spesifieke en bewaarde groep mRNA's, genoem mikrotubuli-gebonde mRNA (MT-mRNA), op mikrotubuli verryk is. Ons het waargeneem dat slegs 'n subset van MT-mRNA's geassosieer is met mikrotubule-gebonde poliribosome, wat aandui dat mitotiese spindels beide translasie-aktiewe en onaktiewe mRNA's bevat. Verder het ons gevind dat aktiewe vertaling nie nodig is vir die teiken van endogene of eksogene mRNA's na mitotiese mikrotubuli nie. Ons stel voor dat lokalisering van spesifieke mRNA's na die spil 'n bewaarde meganisme is vir die verbetering van proteïenlokalisering en vir segregasie van translasie onaktiewe mRNA's.


Ribosoom

Vinnige kyk:
'n Ribosoom funksioneer as 'n mikro-masjien vir die maak van proteïene. Ribosome is saamgestel uit spesiale proteïene en nukleïensure. Die VERTALING van inligting en die Koppeling van AMINOSURE is die kern van die proteïenproduksieproses.
'n Ribosoom, gevorm uit twee subeenhede wat aanmekaar sluit, funksioneer om: (1) Gekodeerde inligting van die selkern wat deur boodskapper-ribonukleïensuur (mRNA) verskaf word, te vertaal, (2) aminosure wat geselekteer en versamel is uit die sitoplasma deur ribonukleïensuur oor te dra ( tRNA). (Die volgorde waarin die aminosure aan mekaar gekoppel is, word deur die mRNA bepaal) en, (3) Voer die polipeptied wat geproduseer word uit na die sitoplasma waar dit 'n funksionele proteïen sal vorm.

Ribosome word ‘vry’ in die sitoplasma gevind of aan die endoplasmiese retikulum (ER) gebind om growwe ER te vorm. In 'n soogdiersel kan daar soveel as 10 miljoen ribosome wees. Verskeie ribosome kan aan dieselfde mRNA-string geheg word, hierdie struktuur word 'n polisoom genoem. Ribosome het net 'n tydelike bestaan. Wanneer hulle 'n polipeptied gesintetiseer het, skei die twee sub-eenhede en word óf hergebruik óf opgebreek.

Ribosome kan aminosure teen 'n tempo van 200 per minuut verbind. Klein proteïene kan dus redelik vinnig gemaak word, maar twee tot drie uur is nodig vir groter proteïene soos die massiewe 30 000 aminosuur spierproteïen titien.

Ribosome in prokariote gebruik 'n effens ander proses om proteïene te produseer as ribosome in eukariote. Gelukkig bied hierdie verskil 'n venster van molekulêre geleentheid vir aanvalle deur antibiotiese middels soos streptomisien. Ongelukkig gebruik sommige bakteriese gifstowwe en die poliovirus dit ook om hulle in staat te stel om die vertaalmeganisme aan te val.

Klik hier vir 'n oorsigdiagram van proteïenproduksie.
(Die diagram sal in 'n aparte venster oopmaak)

Dit is 'n elektronmikroskoopbeeld wat 'n deel van die growwe endoplasmiese retikulum in 'n plantwortelsel van mielies wys. Die donker kolle is ribosome.

(met vergunning van Chris Hawes, die Navorsingskool vir Biologie en Molekulêre Wetenskappe, Oxford Brookes Universiteit, Oxford, VK)

'N LANGER KYK na Ribosome:

Ribosome is makro-molekulêre produksie-eenhede. Hulle is saamgestel uit ribosomale proteïene (riboproteïene) en ribonukleïensure (ribonukleoproteïene). Die woord ribosoom word gemaak van die neem van 'ribo' van ribonukleïensuur en voeg dit by 'soma’, die Latynse woord vir liggaam. Ribosome kan deur 'n membraan(me) gebind word, maar hulle is nie membraanagtig nie.

Ribosoom: 'n mikro-masjien vir die vervaardiging van proteïene
'n Ribosoom is basies 'n baie ingewikkelde maar elegante mikro-'masjien' vir die vervaardiging van proteïene. Elke volledige ribosoom is saamgestel uit twee sub-eenhede. 'n Eukariotiese ribosoom bestaan ​​uit nukleïensure en ongeveer 80 proteïene en het 'n molekulêre massa van ongeveer 4 200 000 Da. Ongeveer twee derdes van hierdie massa is saamgestel uit ribosomale RNA en een derde uit ongeveer 50+ verskillende ribosomale proteïene.

Ribosome word in prokariotiese en eukariotiese selle in mitochondria, chloroplaste en bakterieë aangetref. Dié wat in prokariote voorkom, is oor die algemeen kleiner as dié in eukariote. Ribosome in mitochondria en chloroplaste is soortgelyk in grootte as dié in bakterieë. Daar is ongeveer 10 miljard proteïenmolekules in 'n soogdiersel en ribosome produseer die meeste daarvan. ’n Snelgroeiende soogdiersel kan ongeveer 10 miljoen ribosome bevat. ['n Enkele sel van E. Coli bevat ongeveer 20 000 ribosome en dit maak ongeveer 25% van die totale selmassa uit].

Die proteïene en nukleïensure wat die ribosoom sub-eenhede vorm, word in die nukleolus gemaak en deur kernporieë na die sitoplasma uitgevoer. Die twee sub-eenhede is ongelyk in grootte en bestaan ​​in hierdie toestand totdat dit benodig word vir gebruik. Die groter sub-eenheid is omtrent twee keer so groot as die kleiner een.

Die groter sub-eenheid het hoofsaaklik 'n katalitiese funksie die kleiner sub-eenheid hoofsaaklik 'n dekoderende een. In die groot sub-eenheid verrig ribosomale RNA die funksie van 'n ensiem en word 'n ribosiem genoem. Die kleiner eenheid skakel met mRNA en sluit dan aan by 'n groter sub-eenheid. Sodra gevorm ribosome is nie statiese eenhede. Wanneer die produksie van 'n spesifieke proteïen klaar is, skei die twee sub-eenhede en word dan gewoonlik afgebreek. Ribosome het net 'n tydelike bestaan.

Soms laat ribosoomsubeenhede mRNA toe sodra die mRNA uit die kern kom. Wanneer baie ribosome dit doen, word die struktuur 'n polisoom genoem. Ribosome kan in 'n 'vrye' toestand in die sitoplasma funksioneer, maar hulle kan ook 'vestig' op die endoplasmiese retikulum om 'rowwe endoplasmiese retikulum' te vorm. Waar daar growwe endoplasmiese retikulum is, vergemaklik die assosiasie tussen ribosoom en endoplasmiese retikulum (ER) die verdere verwerking en kontrolering van nuutgemaakte proteïene deur die ER.

Die Proteïenfabriek: webwerf en dienste.

Alle fabrieke benodig dienste soos gas, water, dreinering en kommunikasie. Daar moet 'n ligging of perseel wees om dit te verskaf.

Proteïenproduksie benodig ook diensvereistes. 'n Plek wat die verskaffing van dienste vereis, word in 'n klein ribosoom-sub-eenheid geproduseer wanneer 'n string mRNA deur een selektiewe spleet binnedring, en 'n string inisieerder tRNA deur 'n ander. Hierdie aksie veroorsaak dat die klein sub-eenheid aan 'n ribosoom groot sub-eenheid sluit om 'n volledige en aktiewe ribosoom te vorm. Die wonderlike proses van proteïenproduksie kan nou begin.

Vir translasie en proteïensintese om plaas te vind is baie inisieerder en vrystelling chemikalieë betrokke, en baie reaksies wat ensieme gebruik vind plaas. Daar is egter algemene vereistes en hierdie moet nagekom word. Die lys hieronder toon die hoofvereistes en hoe dit voorsien word:

  • Vereiste: 'n Veilige (kontaminasievrye) en geskikte fasiliteit vir die proteïenproduksieproses om plaas te vind.
  • Voorsiening: hierdie fasiliteit word verskaf deur die twee ribosomale sub-eenhede. Wanneer die twee sub-eenhede aanmekaar sluit om die volledige ribosoom te vorm, kan molekules wat in- en uitgaan dit slegs doen deur selektiewe splete of tonnels in die molekulêre struktuur.
  • Vereiste: 'n Voorsiening van inligting in 'n vorm wat die ribosoom met 'n hoë mate van akkuraatheid kan vertaal. Die vertaling moet akkuraat wees sodat die korrekte proteïene geproduseer word.
  • Voorsiening: Inligting word deur die kern verskaf en aan die ribosoom gelewer in die vorm van 'n string mRNA. Wanneer mRNA in die kern gevorm word, word introne (nie-koderende gedeeltes) uitgesny, en eksons (koderende gedeeltes) word saamgevoeg deur 'n proses wat splywing genoem word.
  • Vereiste: 'n Voorraad aminosure waaruit die ribosomale meganisme die spesifieke aminosure kan verkry wat benodig word.
  • Voorsiening: Aminosure, hoofsaaklik van voedsel voorsien, is normaalweg vrylik beskikbaar in die sitoplasma.
  • Vereiste: 'n Stelsel wat 'n aminosuur in die sitoplasma kan selekteer en aansluit en dit na die translasie- en sinteseplek in die ribosoom aflewer.
  • Voorsiening: Kort stringe oordrag-ribonukleïensuur (tRNA) wat in die kern gemaak word en in die sitoplasma beskikbaar is, dien as 'aanpasgereedskap'. Wanneer 'n string tRNA aan 'n aminosuur vasgesluit is, word gesê dat die tRNA 'gelaai' is. tRNA diffundeer in die kleiner ribosoom sub-eenheid en elke kort tRNA string sal lewer EEN aminosuur.
  • Vereiste: 'n Middel om in die sitoplasma vry te laat: (a) 'n nuutgevormde polipeptied, (b) mRNA wat in die vertaalproses gebruik is, en (c) tRNA wat die aminosuur wat dit gedra het afgelewer het en nou 'ongelaai' is.
  • Bepaling: (a) wanneer 'n nuutgevormde peptiedketting diep binne die ribosoom groot sub-eenheid geproduseer word, word dit langs 'n tonnel of spleet na die sitoplasma gerig. (b) 'Gebruikte' mRNA verlaat die kleiner ribosoom sub-eenheid deur 'n tonnel aan die kant oorkant die punt van toegang. Beweging deur die ribosoom word veroorsaak deur 'n slegs eenrigting, intermitterende beweging van die ribosoom langs, en in die rigting van, die inkomende mRNA-string. (c) tRNA in die 'ongelaaide' toestand verlaat via 'n tonnel in die molekulêre argitektuur van die ribosoom groot sub-eenheid.

Die Proteïenfabriek: Wat gebeur aan die binnekant?
– A look at the protein production line that can join up amino acids at a rate of 200 per minute!

Now we have considered the requirements and provisions needed for the protein production machine to operate, we can look at the inner workings.

As mentioned earlier many detailed biochemical reactions take place in the ribosome and only a brief outline is given here to illustrate the concept.
(Please also see ‘schematic of ribosome’ at end of section)

In the ribosome there are THREE STAGES and THREE operational SITES involved in the protein production line.

Die drie STAGES are (1) Initiation, (2) Elongation and (3) Termination.

The three operational or binding SITES is A, P en E reading from the mRNA entry site (conventionally the right hand side).

Sites A en P span both the ribosome sub-units with a larger part residing in the ribosome large sub-unit, and a smaller part in the smaller sub-unit. Site E, the exit site, resides in the large ribosome sub-unit.

Table of binding sites, positions and functions in a ribosome
(please also see schematic of ribosome at end of section)

Binding Site

mRNA strand entry site

Biological term

Main processes

Admission of codon of mRNA & ‘charged’ strand of tRNA. Checking and decoding and start of ‘handing over’ one amino acid molecule

Peptide synthesis, consolidation, elongation and transfer of peptide chain to site A

Site E

Preparation of ‘uncharged’ tRNA for exit

The Three stages:

  1. Initiation. During this stage a small ribosome sub-unit links onto the ‘start end’ of an mRNA strand. ‘Initiator tRNA’ also enters the small sub-unit. This complex then joins onto a ribosome large sub-unit. At the beginning of the mRNA strand there is a ‘start translating’ message and a strand of tRNA ‘charged’ with one specific amino acid, enters site A of the ribosome. Production of a polypeptide has now been initiated.For the tRNA not to be rejected the three letter code group it carries (called an anti-codon) must match up with the three letter code group (called a codon) on the strand of mRNA already in the ribosome. This is a very important part of the translation process and it is surprising how few ‘errors of translation’ occur. [In general the particular amino acid it carries is determined by the three letter anticodon it bears, e.g. if the three letter code is CAG (Cytosine, Adenine, Guanine) then it will select and transport the amino acid Glutamine (Gln)].
  1. Elongation.This term covers the period between initiation and termination and it is during this time that the main part of the designated protein is made. The process consists of a series of cycles, the total number of which is determined by the mRNA. One of the main events during elongation is translocation. This is when the ribosome moves along the mRNA by one codon notch and a new cycle starts.During the ‘start-up’ process the ‘initiation tRNA’ will have moved to site P (see schematic of ribosome at end of section) and the ribosome will have admitted into site A, a new tRNA ‘charged’ with one amino acid.The ‘charged’ tRNA resides in site A until it has been checked and accepted (or rejected) and until the growing peptide chain attached to the tRNA in site P, has been transferred across by enzymes, to the ‘charged’ tRNA in site A. Here one new amino acid is donated by the tRNA and added to the peptide chain. By this process the peptide chain is increased in length by increments of one amino acid. [The peptide bond formation between the growing peptide chain and the newly admitted amino acid is assisted by peptidyl transferase and takes place in the large ribosome sub-unit. The reaction occurs between tRNA that carries the nascent peptide chain, peptidyl-tRNA and the tRNA that carries the incoming amino acid, the aminoacyl-tRNA]. When this has taken place the tRNA in site P, having transferred its peptide chain, and now without any attachments, is moved to site E the exit site.Next, the tRNA in site A, complete with a peptide chain increased in length by one amino acid, moves to site P. In site P riboproteins act to consolidate the bonding of the peptide chain to the newly added amino acid. If the peptide chain is long the oldest part will be moved out into the cytoplasm to be followed by the rest of the chain as it is produced.The next cycle
    Met site A now empty translokasie Vind plaas. The ribosome moves on by a distance of one (three letter) codon notch along the mRNA to bring a new codon into the processing area. tRNA ‘charged’ with an attached amino acid now enters site A, and provided a satisfactory match of the mRNA codon and tRNA anti-codon is made, the cycle starts again. This process continues until a termination stage is reached.
  2. Termination. When the ribosome reaches the end of the mRNA strand, a terminal or ‘end of protein code’ message is flagged up. This registers the end of production for the particular protein coded for by this strand of mRNA. ‘Release factor’ chemicals prevent any more amino acid additions, and the new protein (polypeptide) is completely moved out into the cytoplasm through a cleft in the large sub-unit. The two ribosome sub-units disengage, separate and are re-used or broken down.

  • Nearly all the proteins required by cells are synthesised by ribosomes. Ribosomes are found ‘free’ in the cell cytoplasm and also attached to rough endoplasmic reticulum.
  • Ribosomes receive information from the cell nucleus and construction materials from the cytoplasm.
  • Ribosomes translate information encoded in messenger ribonucleic acid (mRNA).
  • Hulle link together specific amino acids to form polypeptides and they export these to the cytoplasm.
  • A mammalian cell may contain as many as 10 million ribosomes, but each ribosome has only a temporary existence.
  • Ribosomes can link up amino acids at a rate of 200 per minute.
  • Ribosomes are formed from the locking of a small sub-unit on to a large sub-unit. The sub-units are normally available in the cytoplasm, the larger one being about twice the size of the smaller one.
  • Each ribosome is a complex of ribonucleoproteins with two-thirds of its mass is composed of ribosomal RNA and about one-third ribosomal protein.
  • Protein production takes place in three stages: (1) initiation, (2) elongation, and (3) termination.
  • During peptide production the ribosome moves along the mRNA in an intermittent process called translocation.
  • Antibiotic drugs such as streptomycin can be used to attack the translation mechanism in prokaryotes. This is very useful. Unfortunately some bacterial toxins and viruses can also do this.
  • After they leave the ribosome most proteins are folded or modified in some way. This is called ‘post translational modification’.

An overview diagram of protein production, including a note about protein modification.


Neuroendocrinology: The Normal Neuroendocrine System

Vladimir Stanišić , . Bert W. O’Malley , in Progress in Brain Research , 2010

Regulation of steroid hormone receptor availability by modulation of steroid receptor mRNA stability and translation

Regulation of steroid receptor mRNA stability and translation occurs primarily through binding of specific mRNA-binding proteins or micro-RNAs (miRNA) to 3′UTR regulatory elements. Two regulatory elements are most prominent, AU-rich elements (AREs) and C-rich elements. AREs containing multiple copies of a 5′-AUUUA-3′ motif destabilize mRNAs, while C-rich elements are recognized and differentially regulated by poly(C)-binding proteins. The miRNAs are a class of regulatory modalities that interact with specific complementary sequences present in the 3′ UTR region of the receptor’s mRNA. All steroid hormone receptors contain an unusually long 3′UTR and a large number of ARE sequences in the 3′UTR, and allow steroid hormones to auto-regulate the mRNA expression levels of their cognate receptors ( Ing, 2005 ).

The ERα mRNA is 4.3 kb long and has a steady-state half-life of approximately five hours ( Fig. 4 ). The mRNA contains an extensive 3′ UTR which is three times as long as its open reading frame. The ERα 3′UTR is known to contain several regulatory elements including 14 putative class I AREs ( Green et al., 1986 Keaveney et al., 1993 Kenealy et al., 2000 ), but its stability can be altered in response to different stimuli ( Kenealy et al., 2000 ). Proteins such as AUFp45 bind ERα mRNA and increase its stability by protecting it from RNases ( Ing et al., 2008 ). Recently, several miRNAs – miR18a, miR22, miR206 and miR221/222 – have been shown to bind and negatively affect ERα mRNA stability and/or translation ( Adams et al., 2007 Liu et al., 2009 Pandey and Picard, 2009 Zhao et al., 2008b ). Functionally, the expression of miRNAs leads to a decrease in the cellular receptor pool and subsequently to attenuated cellular responses to estrogen stimulation.

Androgen receptor mRNA spans 7 kbs and is extensively regulated post-transcriptionally ( Waltering et al., 2006b ). Towards the 5′ end of the AR 3′UTR, the RNA-binding protein HuR binds and stabilizes mRNA by interacting with AREs. HuR belongs to the Elav/Hu family of RNA-binding proteins, which in addition to being a regulator of mRNA stability also has a function in shuttling AR mRNA from the nucleus to the cytoplasm. Two proteins bind the C-rich elements in the AR mRNA-CP1 and -CP2 both affect AR mRNA stability and the rate of translation ( Wilce et al., 2002 ). Recently, a new regulator of AR mRNA translation, hnRNP-K, has been identified in prostate cancer cells. The hnRNP-K can bind to both the 5′ and 3′ UTR regions as well as the coding region of the AR mRNA to inhibit its translation ( Mukhopadhyay et al., 2009 ). Overall, androgens and progestins generally increase the stability of AR and PR mRNA in prostate and endometrial cancers, respectively ( Ing, 2005 ).

Human GR mRNA contains numerous ARE elements and is subject to post-transcriptional regulation ( Schaaf and Cidlowski, 2002 ). In addition to its regulation by a protein binding to an ARE element in the GR 3′UTR, GR mRNA is also negatively regulated by two miRNAs – miR18 and miR124a. Interestingly, while miR18 is broadly expressed in many tissues, miR124a is exclusively expressed in the brain, suggesting a probable tissue-specific regulatory requirement for controlling GR mRNA expression in the nervous system ( Vreugdenhil et al., 2009 ). Generally, glucocorticoids tend to decrease the stability of GR mRNA in the kidney, liver and colon cells ( Ing, 2005 ).


Engineering RBS issues

Efficiency

Different RBSs bind ribosomes with different efficiencies. While the overall efficiency of translation may not be directly proportional to this RBS-binding efficiency, it is an important variable. In the future, we expect that this data book will have a table such as the following:

Standard BioBrick Ribosome Binding Sites

Part Number Binding Efficiency Sequence
BBa_B0030 0.6 att aaa gag gag aaa
BBa_B0031 0.07 tca cac agg aaa cc
BBa_B0032 0.3 tca cac agg aaa g


A BioBrick engineer, armed with this table, could perform a first-order re-engineering of the transfer function by measuring a component with BBa_B0031 and then selecting a more appropriate RBS.

In order to allow for easy variation in the RBS, some BioBrick parts have their RBSs and their protein coding regions implemented as separate parts. For convenience, the combined, normalized part is also available. In order to divide the BioBrick part into its RBS and coding region, a set of BioBrick restriction sites must be designed.

Standard Assembly and the RBS

Die RBS is physically near the start codon. (In BioBricks, this will always be ATG.) The "sequence logo", similar to a consensus sequence, for the RBS is shown below. The size of each letter is proportional to the frequency of that base in the RBS part.

This figure shows the RBS as an A/G-rich region about 10 bases upstream of the start codon. This leaves little room for a BioBrick restriction enzyme site. The standard assembly method of BioBricks normally results in an 8-base region containing a 6-base mixed SpeI/XbaI restriction site surrounded by a base on each end as shown below. If a start codon followed this sequence, the RBS would be significantly disturbed.

This problem is solved by changing the rightmost base from a G to a T. This results in the sequence shown below and limits the impact of the BioBrick overhead to six bases.


Kyk die video: Translation mRNA to protein. Biomolecules. MCAT. Khan Academy (Oktober 2022).