Bookshelf

Základní plán syntézy proteinů u eukaryot a archeí je podobný jako u bakterií. Hlavní strukturní a mechanistická témata se opakují ve všech oblastech života. Syntéza proteinů u eukaryot však zahrnuje více proteinových složek než syntéza proteinů u prokaryot a některé kroky jsou složitější. Některé pozoruhodné podobnosti a rozdíly jsou následující:

Ribosomy. Eukaryotické ribozomy jsou větší. Skládají se z velké podjednotky 60S a malé podjednotky 40S, které dohromady tvoří částici 80S o hmotnosti 4200 kd ve srovnání s 2700 kd u prokaryotického ribozomu 70S. Podjednotka 40S obsahuje RNA 18S, která je homologická prokaryotické RNA 16S. Podjednotka 60S obsahuje tři RNA: 5S a 28S RNA jsou protějšky prokaryotických molekul 5S a 23S; její 5,8S RNA je jedinečná pro eukaryota.

Iniciátorová tRNA. U eukaryot je iniciační aminokyselinou methionin, nikoli N-formylmethionin. Stejně jako u prokaryot se však na iniciaci podílí zvláštní tRNA. Tato aminoacyl-tRNA se nazývá Met-tRNAi nebo Met-tRNAf (index „i“ znamená iniciaci a „f“ znamená, že může být in vitro formilována).

Iniciace. Iniciační kodon u eukaryot je vždy AUG. Eukaryota na rozdíl od prokaryot nepoužívají specifickou sekvenci bohatou na purin na 5′ straně, která by rozlišovala iniciační AUG od vnitřních. Místo toho je jako počáteční místo obvykle vybrán AUG, který je nejblíže 5′ konci mRNA. Ribozom 40S se připojuje k čepičce na 5′ konci eukaryotické mRNA (kapitola 28.3.1) a hledá kodon AUG postupným pohybem ve směru 3′ (obrázek 29.33). Tento proces vyhledávání při syntéze eukaryotických proteinů je poháněn helikázami, které hydrolyzují ATP. Spárování antikodonu Met-tRNAi s kodonem AUG mRNA signalizuje, že cíl byl nalezen. Téměř ve všech případech má eukaryotická mRNA pouze jedno startovací místo, a je tedy předlohou pro jediný protein. Naproti tomu prokaryotická mRNA může mít více Shine-Dalgarnových sekvencí, a tedy i startovacích míst, a může sloužit jako templát pro syntézu několika proteinů. Eukaryota využívají mnohem více iniciačních faktorů než prokaryota a jejich souhra je mnohem složitější. Předpona eIF označuje eukaryotický iniciační faktor. Například eIF-4E je protein, který se přímo váže na 7-methylguanosinovou čepičku (oddíl 28.3.1), zatímco eIF-4A je helikáza. Rozdíl v mechanismu iniciace mezi prokaryoty a eukaryoty je částečně důsledkem rozdílu ve zpracování RNA. U prokaryot je 5′ konec mRNA ihned po transkripci snadno dostupný ribozomům. Naproti tomu u eukaryot musí být pre-mRNA před zahájením translace zpracována a transportována do cytoplazmy. Je zde tedy dostatek příležitostí pro vznik složitých sekundárních struktur, které musí být odstraněny, aby se odhalily signály ve zralé mRNA. 5′ uzávěr poskytuje snadno rozpoznatelný výchozí bod. Složitost iniciace translace u eukaryot navíc poskytuje další mechanismus genové exprese, který budeme dále zkoumat v kapitole 31.

Prodloužení a ukončení. Eukaryotické elongační faktory EF1α a EF1βγ jsou protějšky prokaryotických EF-Tu a EF-Ts. GTP forma EF1α dodává aminoacyl-tRNA do místa A ribozomu a EF1βγ katalyzuje výměnu GTP za vázaný GDP. Eukaryotický EF2 zprostředkovává translokaci řízenou GTP podobně jako prokaryotický EF-G. Ukončení u eukaryot je prováděno jediným uvolňovacím faktorem, eRF1, ve srovnání se dvěma u prokaryot. A konečně, eIF3, stejně jako jeho prokaryotický protějšek IF3, zabraňuje reasociaci ribozomálních podjednotek v nepřítomnosti iniciačního komplexu.