Nøgleforskellen mellem prokaryot og eukaryot translationsinitiering er, at prokaryot translationsinitiering forekommer på 70S ribosomer, mens eukaryotisk translationsinitiering forekommer på 80S ribosomer.
Translation eller proteinsyntese er en biologisk proces, der finder sted i cytoplasmaet. Det forløber via tre trin: initiering, forlængelse og afslutning. Denne proces involverer oversættelse af de nukleotidtripletter eller kodoner, der er til stede i messenger RNA (mRNA) sekvensen til en aminosyresekvens. Translation udføres af ribosomer og specifikke enzymer. Disse katalyserer dannelsen af polypeptidet baseret på mRNA-skabelonen.
Hvad er prokaryot oversættelsesinitiering?
Prokaryot translationsinitiering er bindingen af ribosomets 30S ribosomale underenhed til 5'-enden af mRNA ved hjælp af prokaryote initieringsfaktorer. Syntesen af proteiner begynder med dannelsen af initieringskomplekset. Initieringskomplekset består af 30S-ribosom, mRNA-template, initieringsfaktorer som IF-1, IF-2 og IF-3 og specielt initiator-tRNA. I prokaryoter deltager Shine Dalgarno-sekvensen i at identificere ribosomet for at initiere translation. Shine Dalgarno-sekvensen binder til den 30S ribosomale underenhed på mRNA-skabelonen. I dette trin spiller IF-3 en vigtig rolle. Initiator-tRNA'et kombineres derefter med startkodonet AUG. Dette tRNA-molekyle transporterer aminosyren methionin.
Figur 01: Prokaryot oversættelse
Formylering af methionin er en vigtig proces, der finder sted i prokaryoter. Formyleret methionin fungerer således som den første aminosyre i prokaryot translation. Bindingen af tRNA og methionin (fMet) medieres af IF-2. Den 30S ribosomale underenhed danner sammen med fMet, IF-1, IF-2 og IF-3 initieringskomplekset. Hydrolysen af GTP på IF-2 og frigivelse af alle initieringsfaktorer tillader binding af 30S ribosomal underenhed til 50S ribosomal underenhed for at danne et fuldt funktionelt ribosom, også kendt som translationskomplekset. Da GTP er hydrolyseret, er bindingen af underenhederne irreversibelt spontan og kræver energi for at afslutte translation.
Hvad er eukaryotisk oversættelsesinitiering?
Eukaryot translationsinitiering er den proces, hvorved initiator tRNA, 40S og 60S ribosomale underenheder bindes af eukaryote initieringsfaktorer (eIF) til et 80S ribosom ved startkodonet af mRNA. Eukaryote translationsinitieringsfaktorer, mRNA-transkript og ribosomet deltager hovedsageligt i initieringsprocessen. Initieringsfaktorerne binder til 40'ernes ribosomale underenhed. Initieringsfaktoren eIF3 forhindrer den for tidlige binding af de to underenheder, mens eIF4 fungerer som det cap-bindende protein. Translationsinitieringsfaktor eIF2 udvælger det ladede initiator-tRNA og binder til methionin for at danne Met-tRNA. Dette molekyle er ikke formyleret. Efter denne bindingsproces dannes et ternært kompleks, som er kendt som eIF2/GTP/Met-tRNA. Dette ternære kompleks binder med andre eIF'er til 40S underenheden for at danne et 43S præinitieringskompleks.
Figur 02: Eukaryotisk oversættelsesinitiering
Dette præinitieringskompleks med proteinfaktorerne bevæger sig langs mRNA-kæden mod 3'-enden for at nå startkodonet. Denne proces er kendt som scanning af mRNA. GTP-hydrolyse finder sted ved eIF2, der aktiverer dissociationen af translationsinitieringsfaktorer fra 40'er-underenheden, hvilket fører til dannelsen af det fulde ribosomkompleks. Dette markerer afslutningen på eukaryot translationsinitiering og fortsætter til forlængelsesfasen.
Ligheder mellem prokaryot og eukaryotisk oversættelsesinitiering
- Begge processer bruger en mRNA-skabelon.
- tRNA henter den korrekte aminosyre frem i begge processer.
- Begge ribosomale underenheder deltager i oversættelsesinitiering.
- GTP-hydrolyse finder sted i begge processer for at aktivere translationsinitiering.
- AUG fungerer som startkodon for begge processer.
Forskellen mellem prokaryot og eukaryotisk oversættelsesinitiering
Prokaryot translationsinitiering finder sted på 70'ernes ribosomer, mens eukaryot translationsinitiering finder sted på 80'ernes ribosomer. Så dette er den vigtigste forskel mellem prokaryot og eukaryotisk oversættelsesinitiering. Desuden er prokaryot translationsinitiering en cap-uafhængig proces, mens eukaryotisk translationsinitiering er cap-afhængig og cap-uafhængig. Dette er således en anden væsentlig forskel mellem prokaryot og eukaryot translationsinitiering. Desuden er de kædeinitierende aminosyrer i prokaryot translationsinitiering og eukaryot translationsinitiering henholdsvis N-formylmethionin og methionin.
Den følgende infografik samler forskellene mellem prokaryot og eukaryotisk oversættelsesinitiering i tabelform til side om side sammenligning.
Opsummering – Prokaryot vs eukaryot oversættelsesinitiering
Oversættelse er en biologisk proces, der finder sted i cytoplasmaet. Indledning er det første trin i oversættelsen. Et mRNA-transkript fungerer som skabelon for både prokaryot og eukaryotisk translationsinitiering. Prokaryot translationsinitiering er bindingen af ribosomets 30S ribosomale underenhed til 5'-enden af mRNA ved hjælp af prokaryote initieringsfaktorer. Initieringsfaktorerne omfatter IF-1, IF-2 og IF-3, mens 70'er-ribosomer fungerer som det vigtigste oversættelsesmaskineri involveret i initieringsprocessen. Eukaryotisk translationsinitiering er den proces, hvorved initiator tRNA, 40S og 60S ribosomale underenheder bindes af eukaryote initieringsfaktorer (eIF) til et 80S ribosom ved startkodonen af mRNA. Initieringsfaktorerne inkluderer eIF-1, eIF2, eIF-3, eIF4, eIF5 og eIF6, mens 80'er-ribosomer fungerer som maskineriet til initiering af translation i eukaryoter. Dette er således opsummeringen af forskellen mellem prokaryot og eukaryotisk oversættelsesinitiering.
